Electronic Theses and Dissertation

Meningkatnya resistensi antimikroba telah mendorong pencarian agen antimikroba poten dari berbagai sumber termasuk dari tanaman. tanaman di lingkungan yang unik, seperti di daerah geotermal, berpotensi menjadi kandidat antimikroba poten karena variasi kandungan fitokimianya. beberapa studi menunjukkan bahwa tanaman yang tumbuh di kawasan geotermal menunjukkan kualitas dan kuantitas zat fitokimia yang berbeda. penelitian ini bertujuan mendapatkan data profil fitokimia, aktivitas antiplanktonik dan antibiofilm dari ekstrak etanol 70% dari umbi hydnophytum formicarum jack (rubiaceae), daun daun syzigium myrtifolium walp (myrtaceae), daun aporosa octandra (buch.-ham. ex d.don) vickery (phyllanthaceae), memecylon coeruleum jack (melastomaceae) dan memecylon edule roxb (melastomaceae) yang tumbuh di kawasan geotermal jaboi sabang. studi tersebut dilanjutkan dengan pemilihan tanaman dengan aktivitas antimikroba paling poten yaitu m. edule. terhadap ekstrak m. edule dilakukan fraksinasi berbasis bioaktivitas antibiofilm. terhadap fraksi paling aktif dilakukan analisis kandungan fitokimia aktif dan dilanjutkan dengan analisis penambatan molekuler terhadap protein yang berperan pada pembentukan biofilm bakteri. data fitokimia berupa golongan metabolit sekunder dari kelima tanaman terpilih diperoleh secara kualitatif menggunakan metode kromatografi lapis tipis (tlc) dan reagen penampak noda, sedangkan jenis senyawa mudah menguap diperoleh dengan analisis kromatografi gas-spektroskopi massa (gc-ms). selain itu juga digunakan kromatografi cair-spektroskopi massa resolusi tinggi (lc-hrms) untuk memperoleh data senyawa kimia dari fraksi aktif dari tanaman paling potensial. uji aktivitas antiplanktonik dan antibiofilm dilakukan menggunakan metode mikrodilusi terhadap bakteri staphylococcus aureus dan pseudomonas aeruginosa. zat mudah menguap yang merupakan konstituen utama dalam ekstrak h. formicarum, s. myrtifolium, a. octandra, m. coeruleum dan m. edule, masing-masing secara berturut-turut adalah senyawa metil ricinoleate (28,34%), phytol (16,46%) 5-hydroxymethylfurfural (1,38%), etil oleate (11,45%) dan furfural (28%). untuk aktivitas antiplanktonik, ekstrak h. formicarum dan m. edule menunjukkan konsentrasi terendah (1,25 mg/ml) dalam menghambat lebih dari 50% pertumbuhan planktonik s. aureus dan p. aeruginosa. untuk aktivitas antibiofilm, ekstrak m. coeruleum dan m. edule menunjukkan aktivitas paling poten dengan penghambatan 50% pada konstrasi 5 mg/ml terhadap s. aureus, sedangkan aktivitas terhadap p. aeruginosa ditunjukkan oleh ekstrak a. octandra pada konsentrasi 2,5 mg/ml. m. edule menunjukkan aktivitas antiplanktonik dan antibiofilm yang relatif poten dan konsisten. ekstrak kasar m. edule yang difraksinasi secara bertahap dengan heksan, etil asetat dan etanol dievaluasi lebih lanjut untuk diketahui kandungan fitokimia dan aktivitas antiplanktonik dan antibiofilm. fraksi etil asetat (me2) menunjukkan kadar total flavonoid dan fenolik berturut-turut sebesar 560,53 mgqe/g dan 672,84 mg gae/g, yang menunjukkan nilai lebih tinggi dibandingkan kedua fraksi lainnya. aktivitas antiplanktonik dan antibiofilm fraksi etil asetat juga lebih poten dibandingkan kedua fraksi lainnya. fraksi etil asetat m. edule menghambat 50% planktonik dan biofilm p. aeruginosa pada konsentrasi 10 mg/ml. fraksi aktif me2 difraksinasi lebih lanjut dengan metode kromatografi kolom menggunakan heksan, etil asetat dan etanol dan menghasilkan 5 subfraksi yang dikelompokkan berdasarkan kemiripan pola noda pada kromatografi lapis tipis. subfraksi a (me2a) menunjukkan aktivitas antiplanktonik dan antibiofilm yang lebih poten dibandingkan keempat subfraksi lainnya, dengan aktivitas penghambatan planktonik dan biofilm sebesar 50% berturut-turut pada konsentrasi 10 mg/ml dan 5 mg/ml. identifikasi fitokimia dengan lc-hrms menunjukkan adanya senyawa grandisin, betulin, caryophyllene oxide, 4-methoxycinamic acid, amida, dan asam lemak. hasil analisis in silico menunjukkan bahwa grandisin memiliki pengikatan yang cukup baik dibuktikan dari hasil simulasi molekular. hasil ini perlu divalidasi lebih lanjut menggunakan penelitian lanjutan secara in vitro maupun in vivo. penelitian ini menunjukkan bahwa tanaman dari kawasan geotermal, khususnya m. edule, memiliki potensi sebagai sumber alternatif agen antimikroba, dengan aktivitas antiplanktonik dan antibiofilm yang signifikan. identifikasi senyawa bioaktif, seperti grandisin, serta hasil analisis in silico memberikan dasar ilmiah untuk pengembangan lebih lanjut. temuan ini membuka peluang eksplorasi lebih lanjut melalui penelitian in vitro dan in vivo untuk mengatasi tantangan resistensi antimikroba dan mengembangkan strategi pengendalian penyakit infeksi berbasis fitokimia.

The increasing antimicrobial resistance has driven the search for potent antimicrobial agents from various sources, including plants. Plants in unique environments, such as geothermal areas, show the potential to be potent antimicrobial candidates due to the variation of their phytochemical content. Several studies have shown that plants growing in geothermal regions exhibit distinct quality and quantity of phytochemicals. This study aims to identify the phytochemicals and evaluate the antiplanktonic and antibiofilm activities of 70% ethanol extracts of Hydnophytum formicarum Jack (Rubiaceae) tuber, Syzygium myrtifolium Walp (Myrtaceae) leaves, Aporosa octandra (Buch.-Ham. ex D.Don) Vickery (Phyllanthaceae) leaves, Memecylon coeruleum Jack (Melastomaceae) leaves, and Memecylon edule Roxb (Melastomaceae) leaves, collected from the geothermal area of Jaboi, Sabang. The study further focused on the plant with the most potent antimicrobial activity, M. edule. Bioactivity-guided fractionation of M. edule extract was performed to isolate the most active fraction, which was then analyzed for phytochemical compounds and molecular docking profiles targeting bacterial biofilm-forming proteins. Phytochemical data in the form of secondary metabolite groups from the five selected plants were obtained qualitatively using thin-layer chromatography (TLC) and staining reagents. Volatile compounds were identified through gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) analysis. In addition, high-resolution liquid chromatography-mass spectrometry (LC-HRMS) was used to obtain chemical compound data from the active fraction of the most potential plant. Antiplanktonic and antibiofilm activities were assessed via the microdilution method against Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa. Volatile compounds, which were identified as major constituents in the extracts of H. formicarum, S. myrtifolium, A. octandra, M. coeruleum, and M. edule, are methyl ricinoleate (28.34%), phytol (16.46%), 5-hydroxymethylfurfural (1.38%), ethyl oleate (11.45%), and furfural (28%), respectively. For antiplanktonic activity, H. formicarum and M. edule extracts demonstrated the lowest concentrations (1.25 mg/mL) required to inhibit over 50% planktonic growth of S. aureus and P. aeruginosa. For antibiofilm activity, M. coeruleum and M. edule showed the most potent activity, with 50% inhibition at 5 mg/mL against S. aureus. Meanwhile, A. octandra exhibited the highest antibiofilm activity against P. aeruginosa at 2.5 mg/mL. M. edule consistently displayed relatively potent antiplanktonic and antibiofilm activities. The crude extract of M. edule was fractionated succesively with hexane, ethyl acetate, and ethanol for further phytochemical profiling and evaluation of antiplanktonic and antibiofilm activities. The ethyl acetate fraction (Me2) showed the highest total flavonoid and phenolic contents (560.53 mg QE/g and 672.84 mg GAE/g, respectively) and exhibited more potent antiplanktonic and antibiofilm activities compared to other fractions. This fraction inhibited 50% planktonic and biofilm formation of P. aeruginosa at 10 mg/mL. The active Me2 fraction was further fractionated using column chromatography into five subfractions grouped based on the spot patterns shown by Thin Layer Chromatography. Subfraction A (Me2A) exhibited the most potent antiplanktonic and antibiofilm activities, with 50% inhibition at 10 mg/mL and 5 mg/mL, respectively. LC-HRMS phytochemical analysis identified compounds such as grandisin, betulin, caryophyllene oxide, 4-methoxycinnamic acid, amides, and fatty acids. In silico analysis demonstrated strong molecular binding of grandisin, as evidenced by molecular docking simulations. This research highlights the potential of geothermal plants, particularly M. edule, as alternative sources of antimicrobial agents with significant antiplanktonic and antibiofilm activities. The identification of bioactive compounds, such as grandisin, provides a scientific basis for further development. The results pave the way for exploring geothermal plants as a sustainable source for combating antimicrobial resistance and developing infection control strategies based on phytochemicals.