Disertasi

Suplementasi Zinc Peptida Kolagen Holothuria scabra untuk Perbaikan Absorpsi Zinc pada Usus Anak Tikus dari Induk Defisiensi Zinc = Suplementasi Zinc Peptida Kolagen Holothuria scabra untuk Perbaikan Absorpsi Zinc pada Usus Anak Tikus dari Induk Defisiensi Zinc.

Bayi yang lahir dari ibu dengan defisiensi zinc merupakan masalah yang penting untuk ditangani, karena bayi akan mengalami defisiensi zinc pula. Defisiensi zinc kronis pada anak menyebabkan gangguan imunitas, mudahnya terpapar infeksi, gangguan reproduksi hingga kognitif yang memerlukan penanganan terapi yang tertarget. Saat ini, suplementasi zinc merupakan terapi pilihan untuk anak dengan defisiensi zinc. Pengembangan suplemen zinc generasi ketiga untuk memperbaiki adanya efek samping dan kemampuan peningkatan absorpsi dari suplemen generasi sebelumnya. Suplemen zinc generasi ketiga merupakan suplemen zinc dengan kelator suatu molekul seperti peptida. Peptida diperoleh dari protein kolagen teripang (Holothuria scabra), suatu jenis teripang yang sudah berhasil dibudidayakan di Indonesia. Perolehan peptida kolagen memanfaatkan enzim bromelain, fraksinasi peptida menggunakan ultrafiltrasi dan RPHPLC dilanjutkan dengan LCMS/MS untuk penentuan urutan asam amino suatu peptida. Penentuan protein transport ZIP2 dan ZIP4 melalui farmakologi jejaring digunakan untuk pemeriksaan pengaruh tingkat absorpsi zinc secara molekuler pada tikus defisiensi zinc. Fraksinasi peptida kolagen menghasilkan enam peptida pengkelat zinc, dengan peptida PY menjadi yang terbaik dalam pengikatan zinc dan potensi transport zinc secara simulasi molekuler. Pemberian peptida pengkelat zinc pada anak tikus adalah dosis 4 dan 40 mg/kg BB yang dibandingkan dengan ZnSO4. Peptida pengkelat zinc berhasil meningkatkan kadar zinc anak tikus defisiensi zinc pada duodenum dan serum darah. Peptida pengkelat zinc tidak berkompetisi dengan regulasi zat besi, diketahui dari kadar hemoglobin. Pemberian peptida pengkelat zinc cenderung mengembalikan berat badan anak tikus dengan defisiensi zinc. Keberadaan metallothionein pada sitoplasma kembali pada kadar normal setelah pemberian peptida pengkelat zinc. Ekspresi gen SLC39A4/ZIP4 pada tikus defisiensi kembali pada kondisi normal, hal serupa juga terjadi pada ekspresi gen SLC39A2/ZIP2. Berdasarkan hasil tersebut, peptida pengkelat zinc dosis 4 mg/kg BB direkomendasikan sebagai dosis yang potensial dalam mengembalikan kadar zinc dan berat badan anak tikus defisiensi zinc. Perolehan peptida kelator zinc dari kolagen teripang dapat meningkatkan nilai tambah produk komoditas teripang di Indonesia.
Kata kunci: bromelain, metallothionein, peptida, teripang, zinc transporter


Infants born from mothers with zinc deficiency are still an significant problem to solve, because the baby will also experience zinc deficiency. Chronic zinc deficiency in children leads to impaired immunity, easy exposure to infectious agents, reproductive and cognitive disorders that require targeted therapeutic treatment. Currently, zinc supplementation is still the treatment of choice for the condition. The development of third-generation zinc supplements to improve the presence of side effects and the ability to increase absorption of previous generation supplements. Third-generation zinc supplements are zinc supplements with a molecule chelator like a peptide. Peptides are obtained from the collagen protein of sea cucumber (Holothuria scabra), a type of sea cucumber that has been successfully cultivated in Indonesia. The collagen peptides were obtained using the enzyme bromelain, fractionation of peptides using ultrafiltration and RP-HPLC followed by LCMS/MS to determine the amino acid sequence of a peptide. Determination of ZIP2 and ZIP4 transport proteins through network pharmacology was used to examine the effect of molecular zinc absorption rate in zinc-deficient rats. Fractionation of collagen peptides produced six zinc-chelating peptides, with PY peptide being the best in zinc binding and zinc transport potential by molecular simulation. Administration of zinc-chelating peptides to rat pups was at doses of 4 and 40 mg/Kg BW compared with ZnSO4. Zinc chelating peptides do not compete with iron regulation, as shown by haemoglobin levels. Administration of zinc chelating peptide tends to restore the body weight of zinc-deficient rat pups. The presence of metallothionein in the cytoplasm returned to normal levels after zinc chelating peptide administration. The expression of the SLC39A4/ZIP4 gene in deficient mice returned to normal conditions, the same thing also happened to the expression of the SLC39A2/ZIP2 gene. Based on these results, zinc chelating peptide at a dose of 4 mg/Kg BW is recommended as a potential dose in restoring zinc levels and body weight of zinc deficient rat pups. Obtaining zinc chelating peptides from sea cucumber collagen can increase the added value of sea cucumber commodity products in Indonesia.
Key words: bromelain, methallothioneine, peptides, sea cucumber, zinc transporter