Materi Metabolomik

Materi Metabolomika

Pengertian

Metabolomik adalah studi ilmiah tentang proses kimia yang melibatkan metabolit, intermediet molekul kecil dan produk metabolisme. Secara khusus, metabolomik adalah “studi sistematis sidik jari kimia unik yang ditinggalkan oleh proses seluler tertentu”, studi tentang profil metabolit molekul kecil.

Sinonim dari metabolomik merupakan metabolite profiling atau penentuan metabolit-metabolit dengan karakter tertentu terkait

  • penyakit
  • respon pengobatan
  • metabolism obat
  • perlakuan kimiawi dan lain-lain

Metabolomik merupakan suatu proses pengukuran senyawa hasil metabolit yang memiliki berat molekul (BM) 50-5000. Secara garis besar, terdapat dua macam metode analisis metabolomik yaitu metabolomik sidik jari dan penanda kimia. Perbedaan mendasar di antara keduanya adalah metabolomik sidik jari akan menelaah metabolisme dari bioindikator secara keseluruhan, sedangkan metode penanda kimia hanya akan melakukan kuantifikasi terhadap senyawa target tertentu yang kadarnya berkorelasi terhadap perubahan lingkungan. Kedua metode ini akan dijelaskan sebagai berikut:

Metabolomik Sidik Jari

Pengukuran sidik jari metabolisme dilakukan dengan mengekstrak bioindikator menggunakan pelarut tertentu, misalnya metanol, kemudian langsung dianalisis menggunakan teknik spektroskopi ultraviolet, infra merah, massa, proton-NMR (Nuclear Magnetic Resonance), dan lain-lain. Teknik spektroskopi dikembangkan berdasarkan pemanfaatan range frekuensi tertentu yang berbeda-beda.

Radiasi Elektromagnetik dan Tipe Spektroskopi

Radiasi Elektromagnetik

Daerah Utama spektrum elektromagnetik

Daerah Utama spektrum elektromagnetik

Aplikasi Umum

Pengukuran spektroskopi sifatnya melengkapi pengukuran difraksi, hal ini dikarenakan spektroskopi hanya mengukur local order sementara difraksi long range order. Penerapannya bisa pada penentuan bilangan koordinasi dan situs simetri, mendeteksi variasi pada local order, adanya pengotor dan kristal tidak sempurna, material amorf seperti gelas dan gel.

Dikenal dua kelompok utama spektroskopi yaitu spektroskopi atom dan spektroskopi molekul. Dasar dari spektroskopi atom adalah tingkat energi elektron terluar suatu atom atau unsur sedangkan dasar dari spektroskopi molekul adalah tingkat energi molekul yang melibatkan energi elektronik, energi vibrasi, dan energi rotasi. Berdasarkan signal radiasi elektromagnetik penggolongan spektroskopi dibagi menjadi empat golongan yaitu spektroskopi:

  • absorpsi,
  • emisi,
  • scattering, dan
  • spektroskopi fluoresensi

Metabolomik Penanda Kimia Bioindikator

Berbeda dengan pengukuran sidik jari yang melibatkan analisis metabolit bioindikator secara keseluruhan, metabolomik penanda kimia hanya akan menganalisis satu atau beberapa senyawa target dari bioindikator. Terdapat banyak senyawa yang dapat diaplikasikan sebagai penanda kimia. Oleh karena itu, pengetahuan mengenai fungsi dari penanda kimia terhadap bioindikator penghasil menjadi hal yang sangat penting.

Misalnya :

Pada lingkungan perairan dengan kadar oksigen rendah, biota laut akan meningkatkan kadar senyawa betaines untuk menyeimbangkan kehilangan asam amino yang teroksidasi dari media intraselular.

Proses awal analisis penanda kimia serupa dengan teknik sidik jari, yaitu mengekstrak bioindikator menggunakan pelarut tertentu. Selanjutnya, penanda kimia dipisahkan dari metabolit lain menggunakan teknik kromatografi, seperti :

  • High Performace Liquid Chromatography (HPLC) atau
  • Gas Chromatography (GC)

Referensi

Lin CY, Viant MR, Tjeerdema RS. 2006. Metabolomics: methodologies and application in the environmental sciences. Journal of Pesticides Science. 31 (3): 245–251.

Viant, M.R., Rosenblum, E.S., and Tjeerdema, R.S. 2003. NMR-Based Metabolomics: a powerful approach for characterizing the effects of environmental stressors on organism health. Environmental Science Technologies. 37: 4982–4989.