SENYAWA ORGANIK BAHAN ALAM Metabolit Primer
Metabolit Sekunder
Produk metabolisme
Produk metabolisme
Primer: sama untuk semua organisme
Sekunder: bergantung pd spesies
Contoh: - polimer alam - polisakarida - protein - lemak - asam nukleat
Contoh: - terpenoid - steroid - flavonoid - poliketida - alkaloid Fungsi: - berbeda untuk tiap molekul - umum → untuk mempertahankan diri dilingkungannya
Karakteristik Tersebar merata dlm tiap organisme
Tidak merata*)
Fungsi universal: Sumber energi, enzim pengemban keturunan
Fungsi ekologis: Penarik serangga, pelindung diri, alat bersaing hormon
Perbedaan strukturnya kecil
Struktur kimia berbedabeda*)
Keaktivan fisiologis berkaitan Keaktivan fisiologis tidak dgn struktur kimia berkaitan dgn struktur kimia
ASAL USUL SENYAWA ORGANIK BAHAN ALAM METABOLIT PRIMER & METABOLIT SEKUNDER Metabolit primer polisakarida
Metabolit dasar glukosa Pentosa tetrosa
Metabolit sekuder glikosida
As. Amino aromatik
fenilrpopan alkaloid flavonoid
triosa protein As. lemak lemak
As. Amino alifatik poliketida
As. asetat Asam mevalonat
Asam nukleat
siklus Krebs
Terpenoid steroid tetrapirol
¾Masalah yang merupakan tantangan dan menarik perhatian: contoh: - kemotaksonomi - pengembangan kimia organik - struktur vs keaktivan fisiologi
Secondary Metabolites as Chemical Messenger
toxins
Antipendants antractrans
allelopathy
ph ph
yto a
lex ine yto s tox ins
higher animal pheromonas toxins
medicine
higher plants
Insect pests
micro organisme
pheromones
antibiotik
Bahan kimia: Bahan-bahan/kimia yang dipakai untuk berantaraksi didalam ekosistem dan mempertahankan diri Intra Spesifik : Berkomunikasi didalam satu spesies (semut dengan semut) bahan kimianya disebut pheromon → sesama insect Kimia tumbuhan - Pertumbuhan - Pertahanan (resisten) terhadap insekta - Pertahanan (resisten) terhadap penyakit - Pertahanan (resisten) terhadap binatang ∴ Kegunaan senyawa bahan alam: untuk mempertahankan diri dalam suatu lingkungan tertentu dan sebagai alat berkomunikasi
Antaraksi Tanaman Parasit Dalam penjangkitan penyakit tanaman
tanaman
Pengenalan Tanaman (toxin)
Proses infeksi
host
Resistensi elisitor Thd penetrasi (prohibition)
Perk. penyakit
Resistensi Thd ekspensi (phytoalexins
penyakit tanaman
parasit
patogen
Sport/penetrasi
Sympton penyakit
pemantapan
ekspansi
Patogen mengeluarkan toxin untuk menyerang tanaman, tanaman mengeluarkan prohibitin → proses awal pengenalan → bila prohibitin tak bisa mengatasi toxin → terjadi penetrasi → tanaman mengalami infeksi, sebelum terjadi infeksi tanaman selalu mengeluarkan senyawa-senyawa baru untuk mengatasi toxin, bila tak mampu juga → proses infeksi berlanjut → lama-lama terjadi parasit → mengeluarkan elisitor sedangkan tanaman mengeluarkan phytoalexins untuk mengatasi parasit
OH
H3CO
O OH O
OH pinosylvin (anti fungal pre-infeks)
O pisatin (ex. buncis)
O
Jalur Biosintesis Utama Bahan Alam Jalur shikimat, tanaman primitif cenderung mensintesis ke arah → Tingkat evolusi rendah masih ada sampai sekarang Asam shikimat
Gallodan ellagitanin
Tirosin Fenil alanin
Asam korismat
Benzil siokuinolin
Alkaloid antranilat
Asam Sinamat Sinamil alkohol Lignan & lignin
Alif fenol Propenil fenol
neolignan
karbohidrat poliasetilen
Asam asetat
iridoid
Seskuiterpen Steroidal lakton saponin
Jalur asetat C2
Steroidal alkaloid
Asam mevalonat
Tanaman lebih maju, modern → mensintesis kearah → tingkat evolusi tinggi, dulu tak ada, sekarang ada Famili compositae: 1100 genus (13 tribe) 20.000 spesies Contoh: bunga dahlia, bunga chrysant, bunga matahari (helianthus annus), bunga aseter, baluntas (Pluchea indica), urang-aring (eclipta alba), sembung (blume balsamifera), dan babadotan (ageratum conyzoides) Kegunaan → bahan pangan (sayur-sayuran), minuman, hiasan (bunga-bungaan), makanan ternak dan obatobatan tradisional (demam, sakit perut, sakit mata, dan sariawan) Jalur biosintesis → asetat mevalonat
Kandungan kimia: terpenoid, steroid, poliasetilen, turunan benzofuran dan benzopyran, fenil propanoid, flavonoid, dan alkaloid → Sekuiterpen mayoritas Bagaimana mengangkat senyawa-senyawa organik bahan alam/molekul-molekul dari alam/organisme menjadi senyawa yang berguna
Pemilihan Tanaman Komunitas tanaman
random
Terarah
Pendekatan Filogenitik
Pendekatan ekologi
Aktivitas taksanomi
Pengamatan lapangan
Kekerabatan Suatu keteraturan yang dapat diamati setelah orang mempelajari berbagai macam senyawa dari berbagai mikroorganisme yang berkaitan dengan: - Bentuk tanaman - Ilmu statistik - Ilmu evolusi
Bagi suatu habitat keadaan sebenarnya → ada pendekatan yang perlu pengkajian
Filogenetik: Koreksi antara fungsi evolusi dalam jalur biosintesis dengan taksanomi Dari tanaman ke molekul Bioaktif Langkah operasional: 1. Pengumpulan & identifikasi botanik 2. Pembuatan esktrak & Analisis kromatografi 3. uji Bioaktivitas & Farmakologi thd esktrak 4. Pemisahan → dipantau uji Bioaktivitas 5. Bukti kemurnian & penetapan struktur 6. sintesis parsial/total 7. pembuatan derivat/analog untuk anlisis struktur 8. pemisahan skala besar → uji toksisitas 7 farmakologi Keanekaragaman Mikromolekul dan Taksanomi 1. Tiap tanaman mempunyai corak molekul tertentu - Senyawa dihasilkan melalui jalur yang berbeda 2. Suatu spesies mempunyai senyawa dari beberapa golongan Biosintetik tertentu, misal; Artemisia; ada beberapa golongan biosintetik +++ terjadi diversifikasi 3. Diversifikasi senyawa dari golongan biosintetik tertentu diikuti oleh naiknya tingkat oksidasi secara progresif CH3
CH2OH
CHO
COOH
4. Evolusi dari bentuk pohon ke bentuk herba diikuti oleh kendornya jalur shikimat dan meningkatnya jalur asetatmevalonat dengan tingkat oksidasi senyawa yang tinggi → tanaman pohon relatif lebih primitif daripada herba → perubahan ini diikuti dengan perubahan kimia yang dihasilkan, semua evolusi menjurus ketingkat oksidasi yang tinggi → semakin tinggi kompleks biogenesis semakin tinggi tingkat oksidasi
5. Cincin aromatik dari lignin turunan shikimat dan cincin aromatik flavonoid turunan asetat lebih banyak teroksidasi bila bergerak dari tanaman primitif ke tanaman yang lebih modern
jalur shikimat jalur asetat
Teori: ¾ Semua bahan kimia dipakai untuk mempertahankan diri - Dihasilkan khusus untuk mempertahankan diri - Dihasilkan secara random untuk pertahanan diri ¾ Banyak bahan yang dihasilkan bukan untuk mempertahankan diri → keseimbangan energi yang dipakai Teori gohib: - Bahan alam itu dihasilkan ada tekanan lingkungan → oleh karena reaksi yang terlibat dalam bahan alam adalah al. oksidasi → ada kaitan dengan oksigen dari luar
[O]
X C C
Untuk menghindarkan stress, Tekanan dari Y Z C C C C udara → terjadi OH OH diversifikasi O
Alat pengaman agar diversfikasi dapat terjadi
Tanaman tinggi ≡ ton. pohon Tanaman rendah ≡ ton. herba
