Sterol, golongan senyawa organik yang mengandung struktur cincin steroid, dianggap sebagai metabolit sekunder. Walaupun demikian, senyawa golongan ini ditemukan pada hampir semua kelas organisme. Pada eukariota, selain menunjukkan berbagai fungsi fisiologis lainnya, sterol juga penting untuk menjaga integritas, fluiditas, dan permeabilitas membran sel. Secara kimia, sterol memiliki struktur yang kompleks dan beragam. Pada vertebrata, sterol sebagian besar ditemukan sebagai kolesterol, sedangkan pada eukariota tingkat rendah, termasuk ragi dan fungi, sterol ditemukan sebagai ergosterol. Di sisi lain, tumbuhan memiliki sterol yang lebih beragam, seperti sitosterol, stigmasterol, brassikasterol, dan kampesterol. Meskipun fungsinya belum diketahui, sterol juga ditemukan pada berbagai macam bakteri (prokariota). Dengan demikian, sterol banyak ditemukan di alam dan golongan senyawa ini memiliki peran penting dalam siklus karbon.
Dalam industri steroid, sterol digunakan sebagai bahan baku untuk memproduksi berbagai macam senyawa steroid yang bersifat aktif secara fisiologis. Steroid-steroid tersebut digunakan secara luas sebagai active pharmaceutical ingredient (API) dalam sediaan obat/hormon steroid. Hal ini karena steroid-steroid tersebut menunjukkan aktivitas sebagai bahan anti-inflamasi, diuretik, anabolik, kontrasepsi, anti-androgenik, progestasional dan anti-kanker. Misalnya, steroid triamcinolone digunakan untuk mengobati gangguan kulit dan mengurangi reaksi peradangan. Exemestane yang merupakan steroid anti-estrogenik digunakan sebagai inhibitor aromatase untuk mengobati kanker payudara, sedangkan deksametason, suatu bahan anti-inflamasi, baru-baru ini digunakan sebagai obat alternatif untuk mengobati pasien COVID-19 yang dirawat di rumah sakit. Oleh karena itu, setelah antibiotik, steroid merupakan obat-obatan yang paling banyak dipasarkan dengan lebih dari 300 jenis obat/hormon steroid yang beredar di seluruh dunia.
Kenyataannya, ukuran pasar obat/hormon steroid sangat besar. Secara global, nilai penjualan obat/hormon steroid mencapai lebih dari 3.840 juta USD per tahun pada tahun 2016 dan diperkirakan akan mencapai 4.680 juta USD pada tahun 2021. Dengan demikian, sterol dan konversinya menjadi obat/hormon steroid memegang peranan yang sangat penting pada industri farmasi.
Pada dasarnya, konversi sterol menjadi steroid lain dapat dilakukan dengan metode kimia. Namun demikian, metode kimia memiliki banyak kekurangan, seperti memerlukan banyak tahapan reaksi dengan produk yang rendah serta melibatkan sejumlah besar pereaksi dan pelarut organik yang dapat berdampak negatif terhadap lingkungan. Keterbatasan lain dari metode kimia adalah metode ini sering kali menunjukkan regio-/stereoselektivitas yang rendah sehingga menghasilkan produk yang kurang murni. Untuk mengatasi masalah tersebut, alternatifnya adalah dengan biotransformasi sterol menggunakan mikroorganisme atau enzim. Berbeda dengan metode kimia, biotransformasi umumnya dilakukan pada kondisi yang lunak, yaitu tanpa pemanasan berlebihan, biotransformasi pada tekanan atmosfer, dan pH sistem biotransformsi di sekitar netral. Masalah utama dalam biotransformasi adalah prosesnya memerlukan volume yang lebih besar dan waktu konversi yang lebih lama daripada menggunakan metode kimia. Oleh karena itu, konversi sterol saat ini dilakukan dengan menggunakan kombinasi metode kimia dan biotransformasi, dengan kecenderungan untuk mengurangi proses kimia.
Berbagai macam mikroorganisme, termasuk bakteri dan jamur, dilaporkan mampu melakukan biotransformasi sterol atau menguraikannya sebagai sumber karbon dan energi bagi mikroorganisme tersebut. Melalui biotransformasi atau penguraian ini, berbagai macam senyawa steroid yang aktif secara fisiologis dapat diproduksi. Secara alami, sterol adalah senyawa yang sukar diuraikan. Oleh karena itu, penguraian sterol oleh mikroorganisme membutuhkan berbagai macam enzim. Enzim-enzim tersebut, baik sebagai enzim tunggal maupun dalam kombinasi dengan enzim lain, telah diterapkan dalam industri steroid untuk menghasilkan berbagai macam steroid. Enzim 3-ketosteroid Δ1-dehydrogenase (Δ1-KSTD) adalah salah satu enzim pengurai steroid yang paling banyak dipelajari. Dalam industri farmasi, aktivitas Δ1-KSTD dimanfaatkan untuk menghasilkan senyawa Δ1-3-ketosteroid, golongan steroid yang menunjukkan berbagai aktivitas biologi.
Contoh senyawa Δ1-3-ketosteroid adalah 1-dehidroepiandrosteron (menunjukkan aktivitas sebagai prohormon), amcinonide (anti-alergi), halometason (anti-radang), prednisolon (anti-radang), dan prednison (imunosupresan). Dalam industri, produksi Δ1-3-ketosteroid sebagian besar diimplementasikan menggunakan biotransformasi dalam sel mikroorganisme. Walaupun demikian, biotransformasi untuk memproduksi senyawa tersebut juga dapat dilakukan menggunakan enzim murni tanpa sel mikroorganisme.
Penulis: Ali Rohman
Artikel lengkapnya dapat dilihat pada link berikut ini:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0734975021000574?via%3Dihub
