ABSTRAK
Organisme laut merupakan sumber penting bagi makanan dan obat-obatan. Phascolosoma esculenta sebagai organisme laut yang dapat dimakan tumbuh di zona pasang surut di sepanjang pantai selatan Cina. Kandungan proteinnya tinggi dan rendah lemak dengan nilai gizi yang sangat baik. Berbagai penelitian telah menunjukkan bahwa P. esculenta mengandung banyak bahan bioaktif dengan fungsi fisiologis yang potensial, termasuk anti-inflamasi, antioksidan, pelindung hati dan kardiovaskular, pelindung serebrovaskular, dan sifat pengatur kekebalan tubuh. Selain itu, P. esculenta memiliki berbagai protein antioksidan yang mengurangi kerusakan oksidatif yang diakibatkan oleh stres lingkungan, sehingga menjadikannya kandidat untuk digunakan dalam pemantauan lingkungan. Oleh karena itu, ia memiliki potensi yang signifikan di berbagai sektor, termasuk makanan, obat-obatan, nutrisi dan perawatan kesehatan, dan pemantauan lingkungan. Makalah ini diakhiri dengan meringkas bahan bioaktif dan fungsi P. esculenta serta berbagai teknologi penelitian yang terkait dengan makanan fungsional laut, yang bertujuan untuk memberikan dasar bagi pengembangan P. esculenta menjadi makanan hijau atau produk obat-obatan.

Singkatan
KARTU AS
enzim pengubah angiotensin I
ALT
alanin aminotransferase
Bahasa Inggris
aspartat aminotransferase
BMSC (Badan Energi Terbarukan)
sel punca mesenkimal sumsum tulang
Cu/ZnSOD
superoksida dismutase tembaga-seng
DPPH
2,2-difenil-1-pikrilhidrazil
FT-IR
fTransformasi Fourier inframerah
GSH-Px
glutation peroksidase
HDL-C
kolesterol lipoprotein densitas tinggi
HSP
protein kejutan panas
Pesawat IL-10
interleukin-10
IL-1β
interleukin-1beta
LDL-C
kolesterol lipoprotein densitas rendah
MDA
malondialdehida
MnSOD
mangan superoksida dismutase
PeFer
Ferritin Phascolosoma esculenta
ROS
spesies oksigen reaktif
MERUMPUT
superoksida dismutase
TC
kolesterol
Tg
trigliserida
TNF-α
faktor nekrosis tumor alfa
Trx
tioredoksin
1 Pendahuluan
Lautan, yang mencakup sekitar 70% permukaan bumi, berfungsi sebagai reservoir keanekaragaman spesies dan sumber daya yang melimpah. Kondisi tekanan tinggi, salinitas, oksigen rendah, dan cahaya terbatas di lautan telah mendorong sifat metabolik, adaptif, dan komposisi yang berbeda pada organisme laut, yang membedakannya dari rekan-rekan terestrial. Metabolit dari organisme laut dengan struktur kimia dan mekanisme reaksi enzim yang unik telah menjadi sumber untuk pengembangan obat baru atau makanan fungsional. Misalnya, minyak ikan yang berasal dari ikan laut dalam kaya akan omega-3, yang telah terbukti memiliki efek anti-inflamasi yang signifikan. Minyak ini umumnya digunakan sebagai suplemen makanan untuk meringankan penyakit kardiovaskular dan serebrovaskular, serta terapi tambahan untuk hiperlipidemia dan hipertensi (Shahidi dan Ambigaipalan 2018 ). Invertebrata laut kaya akan metabolit sekunder yang aktif secara biologis, beberapa di antaranya telah dikembangkan sebagai obat, seperti vidarabin (obat antivirus yang diisolasi dari spons), sitarabin (obat antileukemia yang diisolasi dari spons), dan trabectedin (obat antikanker yang diisolasi dari selubung Karibia ; Buchanan dan Hess 1980 ; Glantz et al. 1999 ; Wang et al. 2022 ). Hingga akhir tahun 2016, lebih dari 218.500 produk alami yang berasal dari laut telah dikatalogkan (Haque et al. 2022 ). Banyak dari produk ini berada dalam berbagai tahap penelitian klinis untuk pengembangan obat. Tabel 1 memberikan gambaran umum tentang obat-obatan yang berasal dari laut yang dipasarkan secara global. Meskipun demikian, masih ada sumber daya laut yang sangat besar yang layak untuk dikembangkan lebih lanjut.

TABEL 1. Obat-obatan laut yang dipasarkan dan aplikasi terapeutiknya.

Phascolosoma esculenta adalah spesies asli Tiongkok, yang menghuni wilayah pesisir Fujian, Zhejiang, dan Guangxi. Termasuk dalam filum Sipuncula, kelas Phascolosomatidea, ordo Phascolosomaliformes, dan famili Phascolosomatidae, ia tumbuh subur di zona pasang surut (Geng et al. 2016 ). Dengan tubuh lunak silindris yang biasanya berukuran panjang sekitar 10 cm, ia terutama memakan rumput laut dan detritus organik. Terkenal karena rasanya yang lezat dan kekayaan nutrisinya, ia diolah menjadi makanan lezat khas yang dikenal sebagai “jeli cacing Sipunculid,” yang disebut sebagai “Tu-Sun-Dong” dalam bahasa Mandarin (Gambar 1 ). Ia dikenal sebagai “ginseng laut” dalam cerita rakyat Tiongkok karena efektivitasnya dalam meningkatkan daya tahan dan kekebalan tubuh. Dalam beberapa tahun terakhir, P. esculenta telah mendapatkan perhatian signifikan sebagai makanan laut yang lezat dengan nilai aktif yang potensial. Invertebrata laut ini kaya akan protein dan mengandung berbagai nutrisi penting, termasuk asam amino, asam lemak, dan mineral. Dibandingkan dengan data USDA pada telur utuh, ia memiliki kadar karbohidrat, protein, dan mineral yang lebih tinggi seperti tembaga, zat besi, magnesium, fosfor, kalium, selenium, natrium, dan seng (Wu, Fang, et al. 2014 ). Selain itu, ia mengandung profil asam amino yang kaya, termasuk delapan asam amino esensial dan enam asam amino rasa (Cai et al. 2020 ). Nilai obat dan kuliner Sipuncula telah didokumentasikan dalam “Chinese Marine Materia Medica,” yang menandai kompendium komprehensif pertama dari farmasi laut di Tiongkok. Dalam beberapa tahun terakhir, banyak bahan bioaktif, termasuk peptida (Du et al. 2013 ; Wu, Liu, et al. 2014 ; Wu, Fang, et al. 2014 ), polisakarida (Wu et al. 2020 ), oligosakarida (Yang et al. 2019 ), dan enzim (Cai, Zhou, et al. 2021 ; Liu et al. 2022 ; Niu et al. al.2011 ; Wang, Su, dkk. 2010 ) telah diidentifikasi di P. esculenta . Bahan-bahan ini telah menunjukkan berbagai aktivitas farmakologis, termasuk efek antibakteri (Liang et al. 2015 ; Shu et al. 2023 ; Zhang et al. 2020 ), perlindungan hati dan kardiovaskular (Wu, Liu, et al. 2014 ; Wu, Fang, et al. 2014 ; Wu et al. 2020 ), sifat antioksidan (Chen et al. 2021 ; Xing et al. 2024 ; Yang et al. 2019 ), aktivitas antilelah (Liu et al. 2016 ), dan efek imunomodulatori (Liang 2008).). Dengan meningkatnya permintaan kesehatan dalam masyarakat manusia, nilai potensial P. esculenta sebagai makanan kesehatan pun meningkat. Oleh karena itu, banyak ilmuwan telah menyelidiki filogeni, biologi reproduksi (Du et al. 2022 ; Gao et al. 2019 ; Hou et al. 2018 ; Long et al. 2015 ; Ying et al. 2009 ), dan kemampuan beradaptasi (Gao et al. 2012 ; Gu, Wang, et al. 2024 ; Hu et al. 2024 ; Ming, Wu, et al. 2021 ; You et al. 2019 ; Zheng et al. 2017 ) dari P. esculenta untuk mengembangkan strategi ilmiah guna meningkatkan produksi P. esculenta . Makalah ini berfokus pada tinjauan status penelitian terbaru tentang bahan bioaktif dan fungsi fisiologis P. esculenta , dengan tujuan menyoroti potensinya untuk dikembangkan sebagai makanan kesehatan fungsional atau bahkan obat baru.

2 Kandungan Bioaktif P. esculenta
2.1 Feritin
Feritin adalah sejenis protein fungsional yang banyak ditemukan pada bakteri, tumbuhan, dan hewan, yang memainkan peran penting dalam metabolisme zat besi, baik dalam detoksifikasi zat besi intraseluler maupun dalam penyimpanan zat besi (Arosio et al. 2009 ). Lebih dari 50 struktur kristal ferritin telah diidentifikasi, sebagian besar berasal dari ferritin bakteri, dan beberapa ferritin nonbakteri berasal dari invertebrata laut. Misalnya, ferritin Chaetopterus dari Chaetopterus sp. (cacing tabung perkamen) adalah kristal ferritin pertama yang diisolasi dari invertebrata laut, tetapi mekanisme penyimpanan zat besinya tidak diketahui (De Meulenaere et al. 2017 ). Saat ini, dua spesies ferritin P. esculenta telah dilaporkan.

Du et al. memperoleh urutan gen P. esculenta ferritin (PeFer) menggunakan metode RACE. Urutan tersebut panjangnya 1017 bp, yang terdiri dari daerah noncoding 5′-terminal sepanjang 151 bp, daerah noncoding 3′ sepanjang 341 bp, dan kerangka baca terbuka sepanjang 525 bp (termasuk kodon stop), yang mampu mengkode 175 asam amino, dan antibodi poliklonal telah disiapkan (Du et al. 2008 ; Su et al. 2009 ). Ding et al. melakukan pemurnian rekombinan PeFer dalam Escherichia coli dan mengamati bahwa di bawah berbagai perlakuan logam berat, PeFer rekombinan menunjukkan perubahan konformasi yang berbeda dan membentuk agregat yang beragam, yang menunjukkan bahwa PeFer dapat mengisolasi logam berat yang berbeda melalui tempat pengikatan asam amino yang unik. Selain itu, PeFer menunjukkan aktivitas katalitik oksidatif yang kuat terhadap Fe dan pengayaan ion logam beracun (Mn 2+ , Pb 2+ , Cd 2+ , Cr 3+ dan Cu 2+ , dll.) dibandingkan dengan ion logam tidak beracun (Sn 2+ dan Zn 2+ ) (Ding et al. 2018 ). Fer147, protein baru yang disaring untuk interaksi dengan PeFer menggunakan sistem dua-hibrida ragi, memiliki panjang penuh 916 bp, tanpa peptida sinyal, dan juga termasuk dalam superfamili feritin. Feritin invertebrata hanya mengandung satu subunit, sedangkan Fer147 memiliki pusat oksidase besi dari subunit H dan situs nukleasi besi dari subunit L, yang menunjukkan bahwa Fer147 secara fungsional setara dengan kedua subunit feritin vertebrata (Ding et al. 2017 ). PeFer dan Fer147 (PDB: 6LPD, 6LPE) memiliki struktur yang mirip dengan feritin lain yang diketahui, tetapi dalam hal struktur terperinci, saluran rangkap tiga Fer147 dan saluran rangkap empat PeFer memiliki variasi yang berbeda dalam potensial elektrostatik, dan keduanya berbeda secara signifikan dalam menggabungkan ion logam dan mengecualikan kation (Ming, Huan, et al. 2021 ). Kemampuan pengayaan kedua feritin ini terhadap logam berat lebih baik daripada feritin limpa kuda alami, dan kemampuan pengayaan Fer147 terhadap logam berat beracun seperti Cu 2+ , Pb 2+ dan Hg 2+ lebih tinggi daripada PeFer (Ding et al. 2017 ). Melalui analisis proteomik dan metabolomik, Ming et al. menemukan bahwa PeFer memberikan efek perlindungan terhadap cedera yang diinduksi Cd pada sel punca mesenkimal sumsum tulang (BMSC). Ini menghambat proliferasi BMSC dengan menginduksi penangkapan siklus sel G0/G1 dan apoptosis, sekaligus melindungi BMSC dari apoptosis yang diinduksi Cd melalui metabolisme energi (Ming, Wu, dkk. 2021 ).

Feritin besi terkenal karena fleksibilitas dan adaptabilitasnya yang signifikan dalam penyerapan logam, dan dianggap sebagai kandidat yang menjanjikan untuk detoksifikasi logam berat dan agen deteksi lingkungan. Lebih jauh, feritin memiliki struktur yang unik. Feritin yang khas terdiri dari 24 subunit yang saling berhubungan yang tersusun dalam bentuk bundel empat heliks, menciptakan cangkang seperti sangkar berongga simetris dengan simetri 4–3–2 yang sangat menyerupai bentuk bola. Cangkang ini menunjukkan stabilitas yang sangat baik dan tahan terhadap suhu tinggi, asam, dan basa (Zang et al. 2017 ). Melalui reaksi reduksi, inti besi dalam feritin dapat dihilangkan, sehingga terbentuk cangkang apoferitin. Saat ini, nanoteknologi berdasarkan feritin telah dikembangkan, yang memungkinkan pemuatan molekul kecil ke dalam model biologis seperti cangkang ini untuk berfungsi sebagai pembawa nanopartikel bioanorganik baru (Li et al. 2007 ). Sebagai nanocarrier yang terjadi secara alami di lingkungan, PeFer dan Fer147 secara efektif mengurangi jumlah pelarut organik yang digunakan dalam proses persiapan, menjadikannya nanoteknologi yang ramah lingkungan (Khoshnejad et al. 2018 ). Oleh karena itu, ferritin P. esculenta diharapkan dapat dikembangkan sebagai pembawa nanopartikel alami, dengan kemampuannya yang kuat untuk memperkaya ion logam dan juga membuatnya cocok untuk mengangkut kalsium, zat besi, dan elemen penting lainnya yang dibutuhkan oleh tubuh manusia.

2.2 Protein Mirip Trx
Thioredoxin (Trx), molekul antioksidan yang sangat terkonservasi, merupakan salah satu sistem antioksidan utama yang penting untuk menjaga homeostasis redoks intraseluler. Spesies oksigen reaktif (ROS) intraseluler yang berlebihan dapat menyebabkan kerusakan oksidatif atau apoptosis seluler. Cd 2+ , baik secara langsung maupun tidak langsung, dapat meningkatkan kadar ROS intraseluler (Lu dan Holmgren 2014 ). Untuk menjelaskan respons molekuler Trx terhadap stres Cd, Meng et al. mengidentifikasi isoform Trx, bernama PeTrxl, dari P. esculenta , yang bertujuan untuk meningkatkan pemahaman tentang peran protein seperti Trx 1 dalam regulasi ROS intraseluler di bawah stres Cd. Temuan eksperimen mengungkapkan kadar Trx tertinggi dalam cairan tubuh P. esculenta . Ekspresi mRNA PeTrxl meningkat tajam setelah 12 dan 24 jam paparan pada konsentrasi Cd rendah dan tinggi, sementara ekspresi mRNA protein 1 mirip Trx menurun signifikan setelah 96 jam paparan. Hal ini menunjukkan bahwa mRNA protein 1 mirip Trx responsif terhadap stres Cd pada tahap awal. Konsentrasi ROS dalam cairan coelomik menunjukkan peningkatan yang nyata setelah pemberian PeTrxl ke dalam P. esculenta . Percobaan reduksi insulin disulfida dan pembersihan radikal 2′2-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) menunjukkan bahwa PeTrxl dapat memberikan fungsi antioksidannya dengan mengurangi ikatan disulfida dalam protein atau secara langsung membersihkan ROS (Meng et al. 2021 ). Gu et al. mempelajari gen PeTrx2 dari mitokondria P. esculenta . Di bawah tekanan kadmium, PeTrx2 dalam usus P. esculenta menunjukkan respons cepat terhadap tekanan oksidatif. In vitro, rPeTrx2 rekombinan menunjukkan aktivitas REDOX yang bergantung dosis, kemampuan pembersihan radikal bebas ABTS, dan peningkatan toleransi kadmium dalam E. coli . Setelah interferensi RNA dengan PeTrx2, gen proapoptotik (Caspase-3 dan Bax) meningkat secara signifikan, sementara gen antiapoptotik (Bcl-2 dan Bcl-XL) menurun, mengonfirmasi bahwa PeTrx2 mengurangi toksisitas kadmium dengan mengatur jalur apoptosis yang bergantung pada mitokondria (Gu, Zheng, et al. 2024 ). Protein mirip Trx 1 dapat berfungsi sebagai biomarker untuk menyelidiki mekanisme detoksifikasi organisme dataran lumpur invertebrata yang terpapar logam berat.

2.3 Hemeritrin
Hemeritrin berfungsi sebagai pembawa oksigen dan awalnya diidentifikasi pada invertebrata laut. Berbeda dengan hemoglobin, hemeritrin menggunakan situs aktif diiron nonheme, yang mengurangi banyak reaksi samping akibat stres yang terkait dengan hemoglobin, termasuk autoksidasi dan reaksi oksida nitrat (Fischer-Fodor et al. 2011 ). Wang et al. menghasilkan pustaka cDNA P. esculenta dengan kapasitas 3,06 × 105 cfu. Urutan cDNA hemeritrin dengan panjang penuh terdiri dari 823 bp, yang mengkode 120 asam amino. Protein tersebut memiliki berat molekul 13,63 kDa dan titik isoelektrik 5,78 (Wang, Li, et al. 2010 ; Wang, Su, et al. 2010 ). Pengurutan hemeritrin dalam P. esculenta berfungsi sebagai tambahan yang berharga bagi penelitian hemeritrin, memfasilitasi penyelidikan lebih lanjut mengenai potensinya sebagai bahan baku pembawa oksigen buatan, seperti “pengganti darah”.

2.4 Peptida Penghambat ACE
Hipertensi merupakan kondisi klinis yang umum terjadi dengan insidensi yang meningkat seiring waktu. Sistem renin-angiotensin, khususnya enzim pengubah angiotensin I (ACE), memainkan peran penting dalam pengaturan tekanan darah (Daskaya-Dikmen et al. 2017 ). Inhibitor ACE sintetis telah dikembangkan, seperti benazepril, enalapril, dan perindopril, yang telah terbukti memiliki efek antihipertensi yang baik (Piepho 2000 ). Akan tetapi, zat sintetis ini rentan menimbulkan efek samping yang merugikan. Ada kecenderungan untuk mengembangkan peptida antihipertensi dari makanan alami.

Du et al. mengisolasi peptida penghambat ACE dari P. esculenta dengan berat molekul 1222,7 Da dan urutan asam amino Ala-Trp-Leu-His-Pro-Gly-Ala-Pro-Lys-Val-Phe, yang menunjukkan bahwa aktivitas penghambat ACE-nya mungkin berasal dari residu Phe di terminal C dan residu Ala di terminal N, diapit oleh dua asam amino bermuatan positif, His dan Lys (Du et al. 2013 ).

Wu et al. memanfaatkan BIOPEP untuk menyaring 22 protein P. esculenta dan menggunakan modul LibDock dalam perangkat lunak Discovery Studio 3.5 untuk eksperimen docking molekuler guna menilai potensi penghambatan peptida yang disaring pada ACE. Sembilan puluh sembilan peptida penghambat ACE menunjukkan nilai IC50 di bawah 50 μM, dan sembilan peptida disintesis untuk validasi. Nilai IC50 berkisar antara 3,43 hingga 4,38 μM, dengan margin kesalahan kurang dari 1,0 unit (Wu, Liu, et al. 2014 ; Wu, Fang, et al. 2014 ).

Guo et al. mengisolasi tiga peptida penghambat ACE, RYDF (IC 50  = 235 μM), YASGR (IC 50  = 184 μM), dan GNGSGYVSR (IC 50  = 29 μM), dengan berat molekul masing-masing 600, 553, dan 896, melalui hidrolisis pepsin–tripsin pada protein yang larut dalam air dari P. esculenta . Docking molekuler otomatis digunakan untuk menyelidiki interaksi antara ACE dan peptida ini. GNGSGYVSR menunjukkan aktivitas penghambatan ACE tertinggi dan nilai Ki terendah. Ia berinteraksi dengan 7 residu hidrofobik dan 12 residu hidrofilik ACE, termasuk Glu384, residu penting untuk pengikatan ACE-Zn 2+ . Peptida ini dapat meningkatkan penghambatan ACE dengan mengganggu pengikatan ACE-Zn 2+ . Dibandingkan dengan dua peptida lainnya, GNGSGYVSR menunjukkan pengikatan residu yang lebih kuat dan lebih stabil, sehingga secara signifikan mengurangi tekanan darah sistolik pada tikus hipertensi spontan dari 228 mmHg menjadi 197 mmHg dalam waktu 2 jam ( p  < 0,05) dan mempertahankan efek ini selama 4 jam. Dengan demikian, GNGSGYVSR muncul sebagai kandidat yang menjanjikan untuk pengaturan tekanan darah (Guo et al. 2017 ).

2.5 Enzim Fibrinolitik
Enzim fibrinolitik melarutkan bekuan fibrin dan umumnya digunakan sebagai obat untuk mencegah trombosis. Keunggulannya dibandingkan antikoagulan dan agen antiplatelet terletak pada kemampuannya untuk secara langsung menargetkan trombus yang ada (Labrou 2019 ).

Penelitian terkini tentang enzim fibrinolitik P. esculenta berfokus terutama pada proses ekstraksi dan pemisahan. Cai et al. menggunakan homogenisasi, ekstraksi, sentrifugasi, desalinasi Sephadex G-25, dan elusi gradien DEAE Sepharose Fast Flow untuk mengisolasi enzim fibrinolitik P. esculenta , yang memiliki massa molekul relatif 32 Ku. Enzim fibrinolitik P. esculenta terutama berada di saluran usus. Enzim ini menunjukkan beberapa stabilitas termal tetapi sensitif terhadap suhu tinggi, menampilkan stabilitas optimal pada 37°C dan pH 6–9. Dibandingkan dengan kontrol positif urokinase, enzim fibrinolitik P. esculenta menunjukkan degradasi fibrin langsung dan efek trombolitik (Cai, Zhou, et al. 2021 ; Cai, Xing, et al. 2021 ). Enzim fibrinolitik P. esculenta menjanjikan untuk pengembangan obat trombolitik baru.

2.6 Superoksida Dismutase
Superoksida dismutase (SOD) memainkan peran penting dalam menetralkan radikal anion superoksida yang dihasilkan oleh rangsangan ekstraseluler dan produk sampingan metabolisme oksigen dari substrat mitokondria tertentu (McCord dan Fridovich 1969 ). Tiga isoform SOD telah diidentifikasi: SOD tembaga-seng (Cu/ZnSOD), SOD mangan (MnSOD), dan SOD ekstraseluler (Parge et al. 1992 ). P. esculenta memiliki 12 salinan gen Cu/ZnSOD dan 15 salinan gen MnSOD, jumlah salinan tertinggi yang dilaporkan dalam genom annelida yang dipublikasikan (Zhong et al. 2022 ).

Wang dkk. mengisolasi cDNA MnSOD lengkap dari P. esculenta . cDNA tersebut membentang sepanjang 1385 bp, yang terdiri dari kerangka baca terbuka sepanjang 681 bp yang mengodekan 226 asam amino. Protein yang diprediksi memiliki berat molekular 25,2 kDa dan titik isoelektrik teoritis 5,96 (Wang, Li, dkk. 2010 ; Wang, Su, dkk. 2010 ). cDNA Cu/ZnSOD, yang dikloning oleh kelompok Liu, membentang sepanjang 857 bp, yang terdiri dari 5′ UTR sepanjang 75 bp, 3′ UTR sepanjang 323 bp, dan kerangka baca terbuka sepanjang 459 bp, yang mengodekan 152 asam amino. Berat molekular protein yang diprediksi adalah sekitar 15,6 kDa, dengan titik isoelektrik teoritis 5,65. MnSOD rekombinan dari P. esculenta , yang diekspresikan dalam E. coli , menunjukkan peningkatan ekspresi setelah terpapar logam berat dan stres suhu. Cu/ZnSOD rekombinan meningkatkan toleransi logam E. coli di bawah stres Cd, dan menunjukkan aktivitas antioksidan dan kemampuan penangkalan radikal bebas (Liu et al. 2022 ). Oleh karena itu, SOD P. esculenta dapat digunakan sebagai indikator untuk evaluasi logam berat atau dikembangkan sebagai obat antioksidan.

2.7 Polisakarida
Organisme akuatik biasanya mengandung kadar polisakarida yang lebih tinggi dibandingkan dengan organisme darat. Polisakarida ini menunjukkan efek antiinflamasi (Miller et al. 1993 ), antikoagulan (Mourão et al. 1996 ), antitumor (Hsu et al. 2018 ), dan antioksidan (Li et al. 2015 ), sehingga sangat berharga untuk perkembangan (Xiong et al. 2020 ).

Liang et al. menetapkan bahwa kondisi optimal untuk mengekstraksi polisakarida P. esculenta adalah pada suhu ekstraksi 40°C, rasio buffer fosfat terhadap bahan baku 2:1, waktu ekstraksi 5,5 jam, dan rasio tripsin terhadap bahan baku 1,6:1, yang menghasilkan rendemen tertinggi (Liang 2008 ). Wu et al. menyiapkan polisakarida P. esculenta melalui pencernaan enzimatik. Polisakarida P. esculenta yang dihasilkan menunjukkan komposisi monosakarida yang terdiri dari manosa, ribosa, rhamnosa, glukuronida, glukosa, galaktosa, xilosa, arabinosa, dan karamel, dengan rasio massa sekitar 3:2:1:1,6:7,6:5,5:1,5:1:3 (Wu et al. 2020 ). Selain itu, polisakarida P. esculenta menunjukkan aktivitas pembersihan radikal bebas in vitro yang nyata dan dapat berdampak besar pada indikator terkait metabolisme lipid pada tikus hiperlipidemia, yang menghasilkan efek hipolipidemik yang signifikan. PEP-1 menunjukkan kapasitas antioksidan yang lebih tinggi dibandingkan dengan PEP-2, dan juga meningkatkan kemampuan toleransi stres oksidatif P. esculenta . Lebih jauh, percobaan mengungkapkan bahwa tikus dengan kondisi hati yang diinduksi lemak tinggi menunjukkan perubahan lemak substansial dan degenerasi kistik. Namun, perubahan histopatologis ini terutama dikurangi setelah pengobatan dengan polisakarida P. esculenta , yang menunjukkan potensi perbaikan dalam perubahan histologis. Zhou et al. mengisolasi dua polisakarida, PEP-1 dan PEP-2, dari P. esculenta menggunakan kromatografi kolom. Polisakarida ini memiliki berat molekul masing-masing 33,6 kDa dan 5,7 × 10 3  kDa. Kapasitas antioksidannya dievaluasi pada Caenorhabditis elegans , yang menunjukkan bahwa PEP-1 menunjukkan kemanjuran yang lebih unggul dibandingkan dengan PEP-2. Lebih jauh lagi, PEP-1 secara signifikan meningkatkan toleransi stres oksidatif C. elegans (Zhou et al. 2024 ).

2.8 Oligosakarida
Oligosakarida, yang terbentuk melalui dehidrasi dan kondensasi 2–10 molekul monosakarida atau melalui degradasi polisakarida, menunjukkan polaritas tinggi dan tingkat polimerisasi rendah, yang sering kali disertai dengan aktivitas farmakologis tertentu. Oligosakarida memiliki karakteristik polaritas tinggi dan tingkat polimerisasi rendah, dan sering kali memiliki aktivitas farmakologis tertentu. Oligosakarida susu manusia, misalnya, meningkatkan perkembangan usus dan kekebalan bayi (Donovan dan Comstock 2016 ).

Yang dkk. melakukan persiapan pertama oligosakarida P. esculenta melalui pencernaan enzimatik. Mereka mengkarakterisasi oligosakarida ini menggunakan kromatografi cair-spektrometri massa dan inframerah transformasi Fourier, dan membuat model tikus sepsis yang diinduksi E. coli untuk memeriksa efek perlindungan oligosakarida P. esculenta . Analisis mengungkapkan bahwa oligosakarida P. esculenta terutama terdiri dari D-glukosil dan D-galaktosil, dengan jumlah D-manosil dan D-arabinosil yang lebih sedikit. Puncak serapan tajam pada 841,5 cm −1 dan 892,5 cm −1 dalam spektrum inframerah transformasi Fourier menunjukkan adanya ikatan glikosidik tipe-α dan tipe-β dalam oligosakarida P. esculenta . Tikus dengan sepsis yang disebabkan oleh E. coli , yang diobati dengan oligosakarida P. esculenta pada ketiga dosis, menunjukkan peningkatan tingkat kelangsungan hidup yang signifikan dan penekanan beban bakteri yang nyata dalam darah dan hati. Hasil ini menunjukkan bahwa oligosakarida P. esculenta dapat meningkatkan kelangsungan hidup melalui pembersihan bakteri sistemik. Lebih jauh, pemberian ketiga dosis oligosakarida P. esculenta menyebabkan peningkatan kadar sitokin antiinflamasi interleukin-10 (IL-10), disertai dengan penurunan signifikan sekresi faktor proinflamasi tumor necrosis factor-alpha (TNF-α) dan interleukin-1beta (IL-1β) pada tikus yang menerima dosis 10 dan 50 mg/kg. Temuan ini menunjukkan potensi oligosakarida P. esculenta untuk mengurangi peradangan sistemik dan organ yang disebabkan oleh infeksi E. coli melalui peningkatan ekspresi IL-10, sehingga mengurangi kerusakan terkait TNF-α dan IL-1β (Yang et al. 2019 ).

2.9 Bagian Ringkasan
Seperti yang telah disebutkan di atas, konstituen bioaktif primer yang dilaporkan dari P. esculenta meliputi polisakarida, oligosakarida, peptida, dan protein fungsional, seperti yang diilustrasikan dalam Tabel 2. Penting untuk dicatat bahwa penelitian terkini mengenai komposisi P. esculenta masih jauh dari cukup. Penemuan obat baru dan kandidat obat dari organisme laut sangat menjanjikan, dan banyak obat yang berbahan dasar organisme laut telah dikembangkan (Tabel 1 ). Di masa mendatang, kita dapat menggali lebih banyak senyawa aktif, termasuk senyawa molekul kecil, dari P. esculenta .

TABEL 2. Bahan aktif Phascolosoma esculenta dan nilai fungsionalnya.

3 Fungsi Fisiologis P. esculenta
Phascolosoma esculenta tidak hanya berfungsi sebagai sumber makanan bergizi tetapi juga memiliki khasiat obat seperti menyehatkan “Qi dan Yin” serta memperkuat ginjal, sebagaimana didokumentasikan dalam teks medis Tiongkok kuno. Ia digunakan sebagai obat tradisional Tiongkok di beberapa wilayah tertentu di Tiongkok. Berikut ini adalah ringkasan fungsi fisiologis P. esculenta (Gambar 2 ).

3.1 Aktivitas Antibakteri
Cairan selom P. esculenta menampung sebagian besar zat aktif antimikrobanya, sedangkan dinding tubuh biasanya dikonsumsi sebagai makanan, yang menyebabkan kurangnya pemanfaatan cairan selom. Mengekstraksi agen antimikroba dari cairan ini dapat mengoptimalkan pemanfaatan P. esculenta , meminimalkan pemborosan sumber daya dan pencemaran lingkungan. Liang et al. menggunakan tiga metode sentrifugasi langsung, sentrifugasi ultrasonik, dan ekstraksi asam asetat 2% untuk mengolah cairan rongga tubuh P. esculenta , masing-masing. Di antara ini, supernatan yang diperoleh melalui sentrifugasi ultrasonik menunjukkan efek penghambatan paling menonjol pada bakteri Gram-positif, sedangkan efeknya pada bakteri Gram-negatif dan jamur kurang signifikan. Supernatan yang diperoleh dengan dua metode lainnya tidak menunjukkan aktivitas antibakteri yang signifikan (Liang et al. 2015 ). Sementara itu, Zhang et al. mengamati bahwa cairan selom P. esculenta menghambat E. coli , Shewanella septicum , dan Vibrio parahaemolyticus tetapi memiliki efek yang dapat diabaikan pada Pseudomonas aeruginosa , Staphylococcus aureus , Bacillus subtilis , dan Micrococcus lysodeikticus . Isolasi dan pemurnian dari cairan selom P. esculenta menghasilkan protein aktif molekul kecil 10–15 kDa dengan sifat antibakteri, kemungkinan merupakan salah satu komponen antibakteri dalam organisme (Zhang et al. 2020 ). Selain itu, Shu et al. (Shu et al. 2023 ) mengisolasi peptida antimikroba dari leukosit cairan selom P. esculenta , yang menunjukkan kemanjuran terhadap bakteri Gram positif ( S. aureus , Bacillus cereus ) dan bakteri Gram negatif ( E. coli , Vibrio harveyi ), bersama dengan ketahanan yang kuat terhadap suhu tinggi dan alkalinitas, dan menunjukkan resistensi nonhemolitik dan protease.

3.2 Perlindungan Kardio-Serebrovaskular
Wu et al. membuat model tikus hiperlipidemia dan mengamati bahwa polisakarida P. esculenta mengurangi kolesterol total, trigliserida, kolesterol lipoprotein densitas rendah, dan indeks aterosklerosis dalam serum, yang menunjukkan potensi efek hipolipidemik. Selain itu, polisakarida P. esculenta meningkatkan aktivitas SOD serum dan mengurangi kadar malondialdehid (MDA), sehingga menurunkan radikal bebas serum dan meningkatkan kapasitas antioksidan. Akibatnya, diperkirakan bahwa fungsi hipolipidemik polisakarida P. esculenta dapat dimediasi melalui jalur antioksidan (Wu et al. 2020 ).

3.3 Perlindungan Hati
Polisakarida Phascolosoma esculenta secara signifikan mengurangi koefisien hati, serta kadar aspartat aminotransferase dan alanin aminotransferase dalam jaringan hati, yang mendorong perbaikan sel hati (Wu et al. 2020 ). Wu et al. melakukan eksperimen menggunakan pepsin sendiri atau berurutan dengan pepsin-tripsin untuk mencerna protein yang larut dalam air dan tidak larut dari P. esculenta . Mereka menemukan bahwa protein yang dicerna dengan pepsin-tripsin menunjukkan aktivitas penghambatan ACE yang lebih tinggi secara in vitro, dengan hidrolisat protein yang tidak larut menunjukkan aktivitas penghambatan ACE yang lebih besar daripada yang larut. Eksperimen in vivo pada tikus hipertensi spontan menunjukkan bahwa hidrolisat pepsin-tripsin secara signifikan mengurangi tekanan darah sistolik dan diastolik, yang mengonfirmasi kemanjurannya (Wu, Liu, et al. 2014 ; Wu, Fang, et al. 2014 ). Selain itu, tiga peptida—RYDF, YASGR, dan GNGSGYVSR—yang berasal dari P. esculenta juga menurunkan tekanan darah sistolik dan diastolik pada tikus hipertensi spontan, dengan GNGSGYVSR menunjukkan efek yang paling menonjol, diikuti oleh YASGR, dan RYDF menunjukkan efek yang lebih rendah (Guo et al. 2017 ). Cai et al. melakukan eksperimen in vitro untuk menilai efek pelarutan enzim fibrinolitik dari P. esculenta pada bekuan darah, mengungkapkan laju pelarutan 88,09% setelah 3 jam (Cai, Zhou, et al. 2021 ; Cai, Xing, et al. 2021 ).

3.4 Aktivitas Antioksidan
Chen et al. mengisolasi protein dari lima komponen cairan lumen P. esculenta , dengan fokus pada dua protein, PEP II dan PEP V. Nilai IC50 PEP II dan PEP V untuk radikal hidroksil masing-masing adalah 1,637 dan 0,998 mg/mL, sedangkan nilai IC50 untuk radikal 2,2-difenil-1-pikrilhidrazil (DPPH) masing-masing adalah 5,581 dan 2,801 mg/mL. Nilai IC50 untuk daya reduksi total masing-masing adalah 3,700 dan 1,461 mg/mL. Berdasarkan ketiga indeks ini, kedua protein menunjukkan aktivitas antioksidan yang signifikan, meskipun mereka menunjukkan perbedaan yang cukup besar dalam pembersihan radikal DPPH dan daya reduksi total. Analisis struktur sekunder protein mengungkapkan bahwa struktur sekunder PEP II terdiri dari β-sheet (40,29%) > β-turn (36,21%) > α-helix (23,50%) > random (0%), sedangkan struktur sekunder PEP V terdiri dari β-turn (38,28%) > α-helix (21,74%) > random (20,54%) > β-sheet (19,44%). Penulis selanjutnya menganalisis hubungan antara struktur sekunder dan aktivitas antioksidan, berspekulasi bahwa β-sheet dapat dikaitkan dengan penyingkiran radikal hidroksil, sedangkan kumparan acak dan β-turn tampaknya berkorelasi positif dengan pembersihan radikal DPPH dan daya reduksi total (Chen et al. 2021 ). Banyak senyawa dalam P. esculenta menampilkan kapasitas antioksidan, seperti polisakarida P. esculenta , yang menunjukkan aktivitas pemulungan signifikan untuk radikal DPPH dan anion superoksida, yang berpotensi berkontribusi pada efek hipolipidemik dan hepatoprotektifnya melalui mekanisme antioksidan (Wu et al. 2020 ). Stres oksidatif merupakan mekanisme penting dalam patogenesis sepsis. Oligosakarida P. esculenta meningkatkan aktivitas enzim glutation peroksidase (GSH-Px) dan SOD sambil secara signifikan menghambat aktivitas MDA pada tikus yang diberikan, menunjukkan kapasitas antioksidan yang substansial dan kemampuan untuk memperbaiki stres oksidatif. Baik peptida maupun peptida khelasi besi yang diekstraksi dari P. esculenta secara signifikan meningkatkan memori pembelajaran spasial tikus. Selain itu, peptida khelasi besi menunjukkan peningkatan yang lebih unggul dibandingkan dengan peptida saja, yang menunjukkan bahwa khelasi meningkatkan fungsi peptida. Dampak peptida dan peptida kelat besi pada memori pembelajaran spasial pada tikus mungkin disebabkan oleh peptida dengan rasio hidrofobik yang lebih tinggi yang memengaruhi kapasitas antioksidan in vivo dari peptida kelat besi dengan menstabilkan ROS (Yang et al. 2019 ).

3.5 Kegiatan Lainnya
Phascolosoma esculenta menunjukkan beragam aktivitas termasuk efek anti-lelah, peningkatan pembelajaran dan memori, dan regulasi imun. Memberi makan tikus dengan P. esculenta secara signifikan meningkatkan glikogen hati dan kandungan glikogen otot, sehingga menghasilkan waktu berenang yang lebih lama (Niu dan Tang 2012 ). Peptida dan peptida khelasi besi yang berasal dari P. esculenta secara signifikan meningkatkan pembelajaran spasial dan memori pada tikus, dengan peptida khelasi besi menunjukkan kemanjuran yang lebih unggul daripada peptida, yang menunjukkan peningkatan efek khelasi pada fungsi peptida. Peningkatan pembelajaran spasial dan memori yang terkait dengan peptida P. esculenta dan peptida khelasi besi dapat dikaitkan dengan kandungan asam amino yang tinggi dan kemampuannya untuk meningkatkan ekspresi NR2A dan NR2B, yang merupakan reseptor yang terkait dengan pembelajaran dan memori. Selain itu, peptida P. esculenta dapat meningkatkan ekspresi gen yang terkait dengan stres oksidatif, sehingga meningkatkan pembelajaran dan memori. Selain itu, peptida P. esculenta dapat meningkatkan pembelajaran dan memori dengan meningkatkan regulasi gen yang terkait dengan stres oksidatif (Liu et al. 2016 ). Polisakarida P. esculenta telah terbukti meningkatkan indeks hati, limpa, dan timus pada tikus, yang menunjukkan fungsi pengaturan kekebalannya mirip dengan banyak organisme laut (Liang 2008 ).

4 Kemampuan beradaptasi P. esculenta
Bahan aktif dan fungsi fisiologis khas Phascolosoma esculenta berpotensi untuk dikembangkan lebih lanjut menjadi suplemen makanan atau obat-obatan. Meskipun demikian, degradasi lingkungan ekologis membuat zona pasang surut muara dan lautan mengalami fluktuasi yang signifikan, termasuk tingkat salinitas yang mudah berfluktuasi (Du et al. 2021 ). Variasi ini menghadirkan tantangan berat bagi kelangsungan hidup invertebrata yang menghuni zona pasang surut lautan. Menipisnya sumber daya alam liar P. esculenta dari waktu ke waktu membatasi perkembangan dan pemanfaatannya yang berkelanjutan. Akibatnya, para peneliti telah menyelidiki ketahanan P. esculenta terhadap faktor-faktor eksternal seperti logam berat, suhu, dan salinitas, yang meletakkan dasar untuk budidaya buatan yang ekstensif.

4.1 Kemampuan Beradaptasi terhadap Logam Berat
Polusi logam berat merupakan masalah lingkungan yang umum terjadi di ekosistem laut. Karena pembangunan ekonomi dan aktivitas manusia, logam seperti Cu, Pb, Ni, Cd, Zn, Fe, dan Hg, yang dilepaskan oleh proses industri, telah menyebabkan kerusakan yang signifikan bagi lingkungan dan organisme laut (Traina et al. 2019 ). Konsentrasi logam berat yang tinggi dapat mempengaruhi P. esculenta secara negatif . Gao et al. melakukan analisis kandungan logam berat dalam sampel sedimen dari berbagai wilayah laut di Guangxi, Fujian, dan Zhejiang. Mereka menemukan distribusi yang lebih tinggi dari elemen jejak esensial seperti Zn, Cu, Mn, dan Fe dalam jaringan otot spesies tersebut. Kadar Zn dan Fe yang lebih tinggi dalam kisaran konsentrasi yang aman sesuai dengan nilai gizi yang lebih besar. Selain itu, jejak elemen berbahaya seperti Pb, As, Cd, dan Hg terdeteksi, meskipun dalam jumlah kecil. Di antara logam-logam ini, Cd dan Hg menunjukkan koefisien pengayaan tertinggi (Gao et al. 2012 ). Paparan logam berat Cd 2+ dan Hg 2+ menyebabkan perubahan pada lemak tubuh, kandungan protein, dan kandungan lemak otot dinding tubuh. Konsentrasi logam yang lebih tinggi mengakibatkan penghambatan pertumbuhan yang lebih nyata, dan di bawah tekanan gabungan, pertumbuhan P. esculenta hampir berhenti. Meskipun demikian, di lingkungan di mana tekanan logam melebihi 60 kali baku mutu air perikanan nasional, meskipun dengan pertumbuhan yang lamban, kematian tidak terjadi, yang menunjukkan toleransi logam yang kuat pada P. esculenta (Wu et al. 2015 ). Fenomena ini mungkin terkait dengan feritin dan metalotionin dan mekanisme terkait antioksidan dalam tubuh P. esculenta . Feritin berfungsi dalam penyerapan dan detoksifikasi logam berat, sementara metalotionin dapat memberikan perlindungan terhadap keracunan Cd akut. Khususnya, cacing tanah, juga invertebrata, tumbuh subur di tanah yang kaya Cd, yang menggarisbawahi peran penting metalotionin. Meskipun demikian, penelitian tentang metalotionin pada P. esculenta masih kurang. mengidentifikasi metallothionein (PeMT) dan faktor transkripsi responsif logam 1 (PeMTF1) di P. esculenta . PeMT menunjukkan ekspresi tertinggi di usus, diikuti oleh cairan selom, duktus renalis, otot konstriktor, dan dinding tubuh. PeMTF1 diekspresikan secara tinggi dalam cairan rongga tubuh, otot kontraktil, dan saluran usus. Di bawah tekanan Zn, ekspresi PeMT dan PeMTF1 di usus P. esculenta awalnya meningkat dan kemudian menurun. Mereka kemudian mengekspresikan protein PeMT (PGX-6P-1-MT) secara rekombinan, yang secara signifikan meningkatkan toleransi Zn pada E. coli.dan menunjukkan aktivitas pembersihan radikal bebas ABTS yang bergantung pada dosis. Setelah interferensi RNA dengan PeMT, kandungan MDA, aktivitas SOD, kandungan GSH, dan aktivitas Caspase-3/8/9 meningkat secara signifikan, yang menunjukkan bahwa PeMT memainkan peran penting dalam resistensi kimia dan proses antiapoptotik. Lebih jauh lagi, interferensi RNA dengan PeMTF1 menyebabkan penurunan yang signifikan dalam ekspresi PeMT (sebesar 53,95%), yang mengonfirmasi peran regulasi PeMTF1 dalam ekspresi PeMT (Gu, Wang, et al. 2024 ). Lebih jauh lagi, akumulasi logam berat oleh P. esculenta dapat berfungsi sebagai indikator untuk pemantauan ekologi, yang memfasilitasi penilaian tingkat keparahan pencemaran logam lingkungan di ekosistem pesisir.

4.2 Kemampuan Beradaptasi terhadap Suhu
Pengasaman dan pemanasan laut siap untuk berdampak signifikan terhadap kelangsungan hidup larva planktonik invertebrata laut. Namun, spesies laut memiliki mekanisme adaptif untuk menghadapi perubahan lingkungan, termasuk plastisitas fenotipik atau mikrogenetika. Yang terutama perlu diperhatikan adalah kemampuan beradaptasi spesies yang menghuni zona pasang surut terhadap fluktuasi suhu dan pH (Foo dan Byrne 2016 ). Meskipun demikian, suhu yang ekstrem, baik terlalu tinggi atau terlalu rendah, dapat memicu efek yang merugikan. Protein syok panas (HSP) memainkan peran penting sebagai pendamping molekuler, menjadi protein stres yang disintesis oleh organisme sebagai respons terhadap denaturasi protein yang disebabkan oleh stres. Contoh-contoh seperti suhu dingin yang ekstrem, penipisan energi seluler yang berlebihan, toksisitas, dan konsentrasi ekstrem lainnya dapat memicu ekspresi HSP. Invertebrata yang tinggal di zona pasang surut laut mengalami peningkatan suhu tubuh yang substansial setelah air surut, yang mengarah pada peningkatan regulasi ekspresi HSP (Feder dan Hofmann 1999 ). Di antara berbagai keluarga HSP, HSP70 dan HSP90 menonjol; namun, sementara HSP70 telah menjadi subjek studi ekstensif pada P. esculenta , penelitian tentang HSP90 masih terbatas.

Li et al. melakukan kloning HSP90 dari P. esculenta , mengungkap sekuens yang mencakup 2521 bp. Sekuens ini mencakup daerah 5′ yang tidak diterjemahkan sepanjang 110 bp, daerah 3′ yang tidak diterjemahkan sepanjang 230 bp, dan kerangka baca terbuka sepanjang 2181 bp. Investigasi terhadap ekspresi RNA pembawa HSP90 P. esculenta menyusul paparan terhadap logam berat dan tekanan panas. Temuan tersebut mengindikasikan bahwa HSP90, yang termasuk dalam famili HSP90, menunjukkan tingkat konservasi yang tinggi dan berfungsi sebagai protein intraseluler, non-sekretori. Peningkatan ekspresi HSP90 terjadi pada berbagai tingkat sebagai respons terhadap keberadaan Cd 2+ , Zn 2+ , dan Cu 2+ , dan suhu yang tinggi, yang menunjukkan keterlibatannya dalam mengatur logam berat dan tekanan panas pada P. esculenta (Li et al. 2012 ). Su et al. serupa mengkloning gen yang mengkode HSP70 dari P. esculenta . Urutan cDNA terdiri dari 2520 bp, dengan daerah tak tertranslasi 5′-terminal sepanjang 125 bp, daerah tak tertranslasi 3′-terminal sepanjang 421 bp yang mengandung urutan sinyal poliadenilat khas AATAAA, ekor poli(A), dan kerangka baca terbuka sepanjang 1974 bp. Ekspresi HSP70 dalam P. esculenta diinduksi oleh keberadaan Zn 2+ , Cd 2+ , dan suhu tinggi (Su et al. 2010 ).

Gao et al. melakukan penelitian terhadap perubahan fisiologis dan jaringan pada P. esculenta di bawah tekanan panas akut. Setelah terpapar tekanan panas, terdapat peningkatan signifikan pada konsentrasi MDA dan aktivitas SOD dan GSH-Px dalam cairan selom. Selain itu, ekspresi HSP70 dan HSP90 baik dalam cairan selom maupun usus meningkat. Paparan pada suhu 40°C selama 96 jam mengakibatkan retakan yang terlihat pada lapisan otot dinding tubuh yang terikat erat dan lapisan otot yang teregang, disertai dengan perubahan pada inti sel otot (Gao et al. 2022 ). Selain itu, penyelidikan lain melaporkan kerusakan pada dinding tubuh dan ginjal P. esculenta setelah 96 jam stres pada suhu 5°C. Stres ini menyebabkan pemisahan dan pecahnya stratum korneum dinding tubuh dan susunan epitel kolumnar tunggal yang tidak teratur pada epitel ginjal. Selanjutnya, pelebaran lumen yang dibentuk oleh membran luar tonjolan botol dan kerusakan otot melingkar diamati (Shen et al. 2021 ). Tingkat ekspresi HSP70 dan HSP90 dalam P. esculenta meningkat secara signifikan dalam kondisi stres suhu tinggi dan rendah.

4.3 Kemampuan Beradaptasi terhadap Salinitas
Banyak invertebrata laut telah mengembangkan adaptasi untuk tumbuh subur di lingkungan salinitas yang berfluktuasi. Namun, muara salinitas tinggi menunjukkan kekayaan spesies yang rendah, dan spesies dengan toleransi garam tinggi tidak dapat bertahan hidup di bawah 5 ppt (Henry et al. 2012 ). Sebagai respons terhadap stres salinitas, P. esculenta menjalani penyesuaian fisiologis, mengatur aktivitas enzim dan fungsi imun untuk mengurangi kerusakan yang disebabkan oleh fluktuasi tekanan osmotik. Kisaran salinitas optimal untuk pertumbuhan P. esculenta adalah 10–35 ppt, dengan aktivitas puncak diamati pada 25 ppt. Aktivitas hampir berhenti dalam kondisi salinitas tinggi dan rendah, dengan rhynchodaeum menyusut (Zheng et al. 2017 ). Dalam kondisi garam rendah, aktivitas Na + /K + -ATPase, fosfatase asam, dan fosfatase alkali awalnya meningkat dan kemudian menurun sebelum stabil (You et al. 2019 ). Stres garam rendah dapat menyebabkan disorganisasi otot ginjal, nekrosis, dan pelebaran kantung sitoplasma. Ketika salinitas di bawah 10‰, P. esculenta tidak dapat bertahan hidup. Aktivitas SOD total terendah dan konsentrasi MDA tertinggi diamati pada kelompok kematian, yang menunjukkan kerusakan sistem antioksidan dan peningkatan peroksidasi lipid akibat stres garam rendah. Analisis transkriptomik dari gen yang diekspresikan secara berbeda menunjukkan bahwa stres garam rendah dapat menyebabkan kematian melalui mekanisme seperti gangguan transportasi ion dan respons imun (Hu et al. 2024 ).

4.4 Kemampuan Beradaptasi terhadap Hipoksia
Invertebrata yang menghuni zona pasang surut lautan menunjukkan kemampuan beradaptasi yang lebih besar terhadap kondisi reoksigenasi anoksik dan menunjukkan toleransi yang lebih tinggi terhadap stres hipoksia daripada organisme lain (Ivanina et al. 2016 ). Xing et al. menyelidiki efek stres hipoksia pada morfologi, fisiologi, dan biokimia P. esculenta . Mereka menemukan bahwa setelah 7 hari hipoksia, tubuhnya berubah menjadi hitam tetapi tidak mati. Setelah reoksigenasi, tubuhnya menjadi cokelat dan lunak. Kapasitas antioksidan total (T-AOC) meningkat, sementara kadar MDA dan laktat dehidrogenase (LDH) menurun, yang menunjukkan bahwa pasokan energi dipertahankan dengan meningkatkan kapasitas antioksidan dan memulai metabolisme anaerobik. Analisis transkriptomik dari gen yang diekspresikan secara berbeda yang terlibat dalam respons imun, metabolisme karbon, apoptosis, dan fungsi ribosom menunjukkan bahwa ini mungkin menjadi faktor kunci dalam adaptasi jangka panjang terhadap lingkungan rendah oksigen (Xing et al. 2024 ).

5 Strategi Penelitian dan Pengembangan P. esculenta
Meskipun memiliki banyak manfaat potensial, penelitian tentang P. esculenta masih sangat kurang. Mengingat permintaan produk kesehatan yang terus meningkat, eksplorasi makanan fungsional atau obat baru yang berasal dari P. esculenta dapat menghasilkan manfaat ekonomi yang besar di masa mendatang. Teripang, makanan laut lainnya, merupakan sumber daya pengobatan dan nutrisi yang terkenal yang telah menghasilkan pengembangan berbagai produk fungsional dan pembentukan rantai industri yang matang (Hossain et al. 2020 ). Berdasarkan komposisi dan sifat aktivitas P. esculenta , makalah ini memberikan gambaran umum beberapa teknologi yang dapat diterapkan pada penelitian dan pengembangannya untuk referensi di masa mendatang (Gambar 3 ).

5.1 Teknik Ekstraktif
5.1.1 Teknologi Ekstraksi Berbantuan Ultrasonografi
Ekstraksi berbantuan ultrasonik adalah metode yang digunakan untuk meningkatkan efisiensi ekstraksi dengan memanfaatkan ultrasonik untuk mengganggu biofilm seperti membran sel dan dinding sel. Metode ini sering dikombinasikan dengan berbagai teknik untuk meningkatkan laju ekstraksi protein dan polisakarida (Lin et al. 2023 ). Choi et al. mengekstraksi protein yang dapat dimakan dari tiga serangga menggunakan ekstraksi berbantuan ultrasonik setelah penghilangan lemak dengan n-heksana, yang menghasilkan peningkatan yang signifikan dalam hasil protein (Choi et al. 2017 ). Görgüç, Özer et al. menggunakan ekstraksi berbantuan ultrasonik vakum dan ekstraksi enzimatik berbantuan ultrasonik vakum untuk mengekstrak protein dari dedak wijen. Yang perlu diperhatikan secara khusus adalah pengamatan bahwa dalam kondisi vakum rendah dan waktu ekstraksi pendek, ekstraksi enzimatik berbantuan ultrasonik vakum gabungan menghasilkan kandungan protein dan kapasitas antioksidan tertinggi (Görgüç et al. 2020 ). Cheng et al. mengoptimalkan kondisi ekstraksi protein daun Moringa oleifera menggunakan ekstraksi berbantuan ultrasonik-gelombang mikro, sehingga menghasilkan peningkatan efisiensi ekstraksi (Cheng et al. 2021 ). Selain ekstraksi protein, teknologi ekstraksi berbantuan ultrasonik juga dapat digunakan untuk ekstraksi polisakarida. Qu et al. menggunakan pelarut eutektik alami dalam untuk ekstraksi berbantuan ultrasonik dari polisakarida isi perut abalon. Perbandingan dengan metode konvensional menunjukkan bahwa polisakarida yang diekstraksi menunjukkan kadar gula yang lebih tinggi, berat molekul yang lebih rendah, peningkatan kadar asam glukuronat, dan peningkatan kapasitas antioksidan (Qu et al. 2023 ).

5.1.2 Pemrosesan Pergeseran pH
Proses pergeseran pH melibatkan pengurangan nilai pH ke sekitar titik isoelektrik protein setelah mencampurnya dalam rentang pH kelarutan yang optimal, sehingga membuat protein tidak larut dan mengendap (Cavonius et al. 2015 ). Karena kesederhanaannya, kondisi ringan, dan kemampuan untuk menghasilkan protein berkualitas tinggi, metode ini umumnya digunakan untuk mengekstraksi protein dengan sifat fungsional dari produk sampingan seperti ikan, udang, dan daging, memfasilitasi pengembangan makanan fungsional (Matak et al. 2015 ). Misalnya, protein berharga dapat diekstraksi dari daging ikan haring bernilai rendah dan produk sampingan cumi-cumi, sehingga meningkatkan pemanfaatan produk (Shavandi et al. 2017 ; Undeland et al. 2002 ).

5.2 Teknologi Pemisahan dan Pemurnian
5.2.1 Teknik Kromatografi
Kromatografi merupakan salah satu metode utama untuk menyelidiki bahan dasar produk alami, yang umumnya digunakan untuk pemisahan dan pemurnian zat makromolekul. Metode kromatografi kontemporer mencakup kromatografi gel, kromatografi afinitas, kromatografi pertukaran ion, dan kromatografi hidrofobik. Penelitian modern sering kali menggunakan kombinasi teknik kromatografi untuk meningkatkan kemurnian produk. Misalnya, Liu et al. mengisolasi tiga peptida bioaktif dari Cornu Bubali (tanduk kerbau) melalui serangkaian langkah kromatografi, termasuk kromatografi filtrasi gel (Sephadex G-25), kromatografi pertukaran ion (DEAE Sepharose), dan kromatografi fase terbalik (C18) (Liu et al. 2010 ). Demikian pula, Cao et al. mengisolasi polipeptida aktif dari Buthus martensi Karch menggunakan kromatografi kolom gel (Sephadex G-50), kromatografi pertukaran kation (CM-Sephadex C-50), dan kromatografi fase terbalik (C18) (Cao et al. 2004 ).

5.2.2 Teknik Pemisahan Membran
Teknologi pemisahan membran adalah metode pemisahan yang efisien yang dicirikan oleh efisiensi pemisahan yang tinggi, konsumsi energi yang rendah, dan ramah lingkungan. Teknologi ini menemukan aplikasi yang luas dalam industri biologi dan kimia. Berdasarkan mekanisme membran, teknologi ini dikategorikan menjadi mikrofiltrasi, ultrafiltrasi, nanofiltrasi, dan banyak lagi. Saat ini, teknologi pemisahan membran semakin lazim dalam bioteknologi, khususnya untuk pemisahan dan pemurnian oligosakarida, polisakarida, dan protein (Saxena et al. 2009 ; Wang dan Yu 2021 ). Misalnya, Jian et al. menggunakan teknologi ultrafiltrasi untuk mengisolasi oligosakarida konjak dengan berat molekul di bawah 1000 Da dari konjak yang terdegradasi secara enzimatis (Jian et al. 2013 ). Dalam studi lain, Cai et al. menggunakan teknologi pemisahan membran multitahap untuk memfraksinasi polisakarida Ganoderma lucidum , memperoleh polisakarida dengan berat molekul yang berbeda. Mereka mengevaluasi aktivitas polisakarida yang diisolasi, membandingkan dan menyaring polisakarida dengan aktivitas tertinggi (Cai, Zhou, dkk. 2021 ; Cai, Xing, dkk. 2021 ). Teknologi pemisahan membran merupakan bagian integral dalam proses pemisahan dan pemurnian protein, yang memungkinkan pemisahan, pemekatan, dan pemurnian protein untuk meningkatkan kemurnian. Dengan kemajuan teknologi yang berkelanjutan, membran penyaring baru bermunculan, yang menjanjikan akan menjadi alat penting dalam produksi oligosakarida, polisakarida, dan protein secara industri di masa mendatang.

5.3 Metode Penambangan dan Evaluasi Bahan Bioaktif
5.3.1 Teknik Multi-Omik
Dalam beberapa tahun terakhir, langkah signifikan telah dibuat dalam pengurutan genom P. esculenta , yang berpuncak pada pengurutan lengkap genom mitokondrianya. Namun, masih ada kebutuhan untuk peningkatan lebih lanjut dalam kualitas pengurutan. Studi filogeni molekuler berdasarkan genom mitokondria pasca-pengurutan masih langka, seperti halnya investigasi terhadap genom fungsional. Pengurutan genom memiliki potensi untuk menjelaskan fungsi gen, biokimia, proses seluler, mekanisme molekuler, dan jalur perkembangan P. esculenta , sehingga meningkatkan kualitas perpustakaan gen. Melalui analisis bioinformatika, ia dapat memprediksi genom fungsional potensial dan menyelidiki lebih dalam mekanisme molekuler yang mendasari aktivitas biologis, sehingga memfasilitasi kemajuan dalam penelitian basis material dan evaluasi kualitas (Zhang et al. 2022 ). Transkriptomik, yang memeriksa semua molekul RNA dalam sel, berfungsi untuk menjelaskan elemen fungsional genom dan mengungkap komposisi molekuler sel dan jaringan (Li et al. 2020 ). Studi transkriptomik P. esculenta dapat dilakukan melalui metode berikut: ekstraksi mRNA dari jaringan P. esculenta yang dihancurkan , transkripsi balik untuk mensintesis cDNA menggunakan mRNA sebagai cetakan, persiapan pustaka cDNA melalui amplifikasi PCR, pengurutan RNA-seq, perakitan data menjadi transkrip menggunakan perangkat lunak perakitan, ekstraksi informasi sekuens zat aktif melalui translasi, konstruksi pustaka, dan verifikasi aktivitas biologis. Misalnya, Meng et al. menggunakan analisis transkriptomik untuk mengidentifikasi 13 populasi sel dalam tiram moluska Crassostrea hongkongensis , mengevaluasi spesifisitasnya dan mengidentifikasi subkelompok granulosit yang diaktifkan oleh imun, hem_G0 (Meng et al. 2022 ).

Proteomik dan peptidomik, berdasarkan protein dan peptida yang diekstraksi, melibatkan pemisahan dan pemurnian awal, diikuti oleh pembelahan enzimatik dengan protease spesifik. Selanjutnya, keduanya dianalisis menggunakan spektrometri massa resolusi tinggi untuk memperoleh informasi fragmen sekunder. Data yang diperoleh kemudian dibandingkan dengan basis data polipeptida protein untuk mengidentifikasi komponen protein dan peptida. Akhirnya, pembentukan model evaluasi biologis memperjelas dasar material farmakodinamik dari monomer polipeptida protein yang dimurnikan atau disintesis. Misalnya, proteomik digunakan untuk menyelidiki komponen racun Deinagkistrodon acutus , yang menghasilkan identifikasi 29 protein berbeda yang termasuk dalam delapan famili protein racun ular. Hal ini berkontribusi pada pemahaman yang lebih baik tentang patofisiologi keracunan yang disebabkan oleh toksisitas D. acutus (Chen et al. 2019 ). Li et al. menggunakan proteomik kuantitatif untuk menyelidiki efek stres dingin pada komposisi, struktur, dan sifat fisik protein miofibrilar di Procambarus clarkii . Mereka mengidentifikasi dua protein yang mungkin memainkan peran penting dalam proses pengerasan daging udang di bawah tekanan dingin (Li et al. 2022 ).

Saat ini, teknologi omik tunggal belum mampu mengungkap fungsi biologis secara komprehensif. Namun, melalui integrasi dan korelasi multiomik, pendekatan holistik digunakan untuk mengamati dan menganalisis, serta menjawab pertanyaan ilmiah utama. Dengan memanfaatkan kemajuan dalam pengurutan berthroughput tinggi, pemanfaatan spektrometri massa resolusi tinggi, dan pengayaan basis data secara terus-menerus, teknologi multiomik memungkinkan analisis fungsi dan mekanisme organisme melalui perspektif biologi sistemik (Bennett et al. 2023 ; Koh et al. 2019 ). Di masa mendatang, P. esculenta dapat memanfaatkan teknik multiomik untuk menemukan bahan aktif tambahan dan menjelaskan mekanisme molekulernya.

5.3.2 Teknologi Bioteknologi
Penggunaan berbagai teknik omik untuk mengidentifikasi protein dan peptida fungsional target, diikuti oleh kloning dan ekspresi heterolog melalui metode bioteknologi, adalah pendekatan yang umum digunakan untuk mendapatkan jumlah yang cukup untuk penyaringan aktivitas dan studi fungsional (Rivera-de-Torre et al. 2022 ). Langkah awal melibatkan pemilihan sistem ekspresi yang tepat. Saat ini, sistem ekspresi prokariotik yang umum digunakan adalah E. coli , yang dikenal karena kenyamanannya, efektivitas biaya, dan efisiensinya, menjadikannya pilihan utama untuk produksi protein prokariotik. Sistem ekspresi eukariotik meliputi ragi, sel serangga, atau sel mamalia. Ekspresi ragi memfasilitasi modifikasi pascatranslasi penting, sementara ekspresi sel serangga berdiri sebagai sistem heterolog yang lazim dalam penelitian ilmiah dan industri, khususnya untuk ekspresi protein membran (Adam et al. 2023 ; Ramya et al. 2011 ). Sel mamalia lebih disukai untuk memproduksi protein eukariotik yang lebih besar atau lebih rumit (Hunter et al. 2019 ). Biasanya, strain E. coli dipilih untuk ekspresi protein prokariotik, sementara pemilihan sel ragi, sel serangga, atau sel mamalia bergantung pada persyaratan spesifik untuk modifikasi pascatranslasi, terutama yang menyangkut rantai gula, dalam protein eukariotik (Schutz et al. 2023 ).

5.3.3 Teknik Rekayasa Protein
Teknologi rekayasa protein memungkinkan perancangan protein pada tingkat molekuler dan mutasi protein melalui rekombinasi DNA untuk menghasilkan protein fungsional yang selaras dengan spesifikasi yang diinginkan. Evolusi terarah, sebuah metode untuk penyuntingan gen protein, telah muncul secara bertahap dalam beberapa dekade terakhir. Dengan meniru proses evolusi alami dalam pengaturan laboratorium, hal ini memfasilitasi transformasi biomolekul target, sehingga memungkinkan perolehan protein yang lebih spesifik pasca-optimasi dan transformasi. Pendekatan ini sangat menjanjikan dalam penelitian obat, serta dalam bidang makanan biologis dan seterusnya (Wang et al. 2021 ). Perancangan semi-rasional, yang didasarkan pada evolusi terarah, juga dapat digunakan untuk membangun perpustakaan mutan yang lebih kecil dan berkualitas lebih tinggi dengan secara selektif menargetkan dan mentransformasikan biomolekul dengan cara yang tidak acak (Lutz 2010 ). P. esculenta mengandung berbagai protein aktif yang telah diidentifikasi. Teknologi rekayasa protein dimanfaatkan untuk memodifikasi dan mengoptimalkan protein ini, memperkuat keunggulannya atau mengungkap fungsionalitas baru.

5.3.4 Metode Evaluasi Zat Fungsional
Tidak seperti model hewan tradisional, yang tidak dapat menilai apakah suatu zat yang efektif mengalami perubahan setelah konsumsi, primata adalah model yang paling tepat untuk evaluasi obat karena kemiripannya yang dekat dengan manusia, meskipun memakan waktu dan mahal (Mou et al. 2023 ). Evaluasi zat yang efektif menggunakan model sel juga menghadapi tantangan dalam mencerminkan kemanjuran fungsionalnya secara langsung. Dengan demikian, ada kebutuhan mendesak untuk mengembangkan sistem evaluasi aktivitas baru yang menilai efek biologis secara komprehensif. Selain model konvensional seperti sel dan hewan, organoid menawarkan keuntungan yang berbeda seperti fidelitas tinggi dan propagasi yang stabil, dengan komposisi dan struktur yang lebih mirip dengan organ manusia. Dengan mensimulasikan fungsi organ secara in vivo, pengujian cara kerja bahan aktif secara in vitro dapat lebih akurat mencerminkan lintasan perkembangan organ manusia. Teknologi alternatif yang baru muncul ini menjanjikan untuk mengurangi ketergantungan pada eksperimen hewan (Schutgens dan Clevers 2020 ). Akibatnya, organoid dapat berfungsi sebagai platform penyaringan untuk mengevaluasi aktivitas komponen P. esculenta . Terutama ketika jumlah peptida yang diisolasi tidak mencukupi, platform organoid dapat memfasilitasi penyaringan awal, yang memandu produksi peptida dan protein aktif yang dapat ditingkatkan menggunakan bioteknologi.

5.4 Strategi Pengembangan Pangan
Saat ini, belum ada penelitian yang mengonfirmasi apakah aktivitas P. esculenta memengaruhi kualitas zat bioaktif dalam tubuh. Meskipun demikian, P. esculenta diantisipasi untuk berevolusi menjadi makanan fungsional dengan khasiat obat. Menjaga kesegaran bahan sangat penting untuk rasa yang optimal. Kekhawatiran juga muncul terkait pengawetan bahan aktif selama transportasi, penyimpanan, dan produksi produk yang dapat dipasarkan. Berbagai teknologi penyimpanan tersedia untuk tujuan ini. Teknologi tekanan ultra tinggi, metode pengawetan makanan non-termal, memanfaatkan cairan sebagai media pemindah tekanan untuk menonaktifkan patogen dan enzim yang terbawa makanan dalam makanan yang diolah dengan tekanan. Teknologi ini telah diadopsi secara luas dalam industri makanan dalam beberapa tahun terakhir (Wang et al. 2016 ). Misalnya, mengolah fillet salmon merah muda beku dengan teknologi tekanan ultra tinggi memengaruhi baunya secara minimal sekaligus mengurangi resistensi patogen seperti Listeria monocytogenes dan Salmonella enterica (Boziaris et al. 2021 ). mengamati bahwa perlakuan tekanan ultra-tinggi menghambat hidrolisis lipid pada sarden tanpa mengubah aktivitas enzim seperti asam fosfatase dan katepsin B dan D, dan tanpa menyebabkan perubahan signifikan pada protein sarkoplasma dan miofibrilar (Méndez et al. 2017 ). Mengingat rasa makanan lautnya yang menonjol, P. esculenta menjanjikan sebagai bumbu makanan laut. Bahkan bagian yang dibuang seperti cairan selom dapat digunakan kembali. Memanfaatkan reaksi Maillard untuk membuat bumbu dari P. esculenta dan produk sampingannya dapat memulihkan nutrisi dari produk sampingan ini, meningkatkan nilai P. esculenta , dan memperkenalkan produk baru, sehingga mengatasi masalah pemanfaatan produk yang rendah sampai batas tertentu (Wang et al. 2019 ).

6 Kesimpulan
Phascolosoma esculenta memiliki banyak nutrisi dan mencakup beragam zat bioaktif, termasuk polisakarida, peptida, enzim, dan berbagai protein fungsional. Komponen bioaktif ini menunjukkan aktivitas antibakteri, hepatoprotektif, protektif kardio-serebrovaskular, antioksidan, antilelah, dan imunoregulasi. Namun, penelitian tentang komponen bioaktif dan sifat fungsionalnya relatif sedikit, sehingga masih banyak ruang untuk eksplorasi. Lebih jauh, dibandingkan dengan banyak spesies Sipuncula, keragaman kimianya sebagian besar masih belum dieksplorasi. Enam amida guanidin linier baru baru-baru ini diisolasi dari P. granulatum , spesies asteroid, menggunakan spektrometri massa dan teknik resonansi magnetik nuklir (Jennings et al. 2024 ). Pendekatan ini juga dapat memfasilitasi eksplorasi senyawa tambahan yang berasal dari P. esculenta .

Fokus saat ini pada pengembangan obat biologis hewan dan laut terhambat oleh kekurangan sumber daya yang parah. Studi yang sedang berlangsung tentang perkembangan filogenetik, reproduksi, dan toleransi P. esculenta meletakkan dasar untuk pembiakan buatannya. Spesies ini memiliki potensi yang cukup besar di berbagai industri seperti makanan, obat-obatan, nutrisi, perawatan kesehatan, dan pemantauan lingkungan. Mengembangkan makanan fungsional bernilai tinggi atau obat terapi adjuvan berdasarkan P. esculenta cukup menjanjikan. Makalah ini mengkonsolidasikan informasi tentang bahan aktif, fungsi fisiologis, dan kemampuan beradaptasi P. esculenta , yang menyediakan dasar untuk eksplorasi lebih lanjut. Selain komponen biologis seperti protein dan polisakarida, penyelidikan di masa depan juga dapat menekankan zat aktif molekuler kecil dari P. esculenta . Berbagai teknik biologis dapat digunakan untuk membuka nilai ekonomi maksimum spesies tersebut.