Prosiding Seminar Nasional Kimia Unesa 2012 – ISBN : 978-979-028-550-7 Surabaya, 25 Pebruari 2012 SENYAWA TRITERPEN TUMBUHAN PAKU KAMUDING (Adiantum philippensis L.) DAN POTENSINYA SEBAGAI ANTIKAKER TRITERPENE FROM KAMUDING FERN (Adiantum philippensis L.) AND ITS POTENCY AS ANTICANCER Ray Difa dan Suyatno Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Surabaya Jl. Ketintang Surabaya (60231), Telp.(031)8298761 Email:
[email protected] ABSTRAK Suatu senyawa triterpen pentasiklik yakni neohop-13(18)-ena telah berhasil dipisahkan dari ekstrak n-heksana tumbuhan paku kamuding (Adiantum philippensis L.). Isolat diperoleh berupa serbuk tak berwarna dengan titik leleh 186-188 oC. Struktur molekul isolat ditentukan dengan metode spektroskopi (UV, IR, dan MS). Isolat menunjukkan potensi sebagai antikanker pada uji pendahuluan menggunakan BSLT dengan LC50 = 67, 38 µg/mL. Kata-kata kunci: Adiantum philippensis L., terpenoid, antikanker
neohop-13(18)-ena, ekstrak
n-heksana,
ABSTRACT A pentacyclic triterpene namely neohop-13(18)-ene had been isolated from n-hexane extract of kamuding fern (Adiantum philippensis L.). It was obtained as colorless powder, m.p. 186-188 oC. Its molecular structure was identified using spectroscopic methods (UV, IR, and MS). Isolate showed potency as anticancer based on the preliminary assay using BSLT with LC50 = 67.38 µg/mL. Key words: Adiantum philippensis L., terpenoid, neohop-13(18)-ene, n-hexane extract, anticancer
PENDAHULUAN Pengaruh pola hidup yang kurang baik seperti merokok, stress, konsumsi obat, polusi lingkungan , makanan, pengaruh zat kimia teertentu pada tubuh, dan radiasi dapat dapat menyebabkan kelebihan radikal bebas (stress oksidatif) (Anonim, 2010). Hal tersebut akhirnya berdampak buruk dengan munculnya berbagai penyakit degeneratif seperti jantung, kanker, dan diabetes melitus (Halliwel & Gutteridge, 1992 dalam Darmawan, 2006). Penyakit kanker dikenal sebagai penyakit yang sukar disembuhkan. Sel kanker yang menyerang suatu organ tubuh akan berkembang biak dan merusak sel-sel tubuh yang normal dengan sangat cepat. Berbagai upaya pencegahan dan penyembuhan kanker
telah banyak dilakukan. Pengobatan kanker dapat dilakukan melalui pembedahan, penyinaran, dan kemoterapi atau dengan cara pengobatan tradisional. Salah satu bentuk pengobatan tradisional adalah metode pengobatan dengan menggunakan bahan-bahan herbal. Pengobatan herbal merupakan suatu pengobatan menggunakan berbagai macam ekstrak dari tumbuhan (tanaman obat), yang dikombinasikan dengan bahan alami lainnya yang diolah secara modern sehingga dapat membantu membersihkan saluran darah dari penyumbatan dan menstimulasi sistem kekebalan tubuh untuk bersama-sama membunuh sel kanker (Anonim, 2010). C - 31
Prosiding Seminar Nasional Kimia Unesa 2012 – ISBN : 978-979-028-550-7 Surabaya, 25 Pebruari 2012 Senyawa-senyawa aktif dari tanaman obat akan bekerja serentak dalam menghambat pertumbuhan sel kanker sehingga lama kelamaan sel kanker akan melemah dan kemudian mati. Indonesia merupakan salah satu negara yang kaya akan berbagai macam sumber daya alam hayati. Salah satu tumbuhan yang banyak hidup di Indonesia adalah jenis tumbuhan paku-pakuan. Tumbuhan paku merupakan salah satu divisi tumbuhan yang menjadi kekayaan alam hayati Indonesia. Dari sekitar 10.000 spesies tumbuhan paku di dunia, diperkirakan sebanyak 1.300 spesies di antaranya tumbuh di kawasan Indonesia (Sastrapradja, 1980; Steenish & Holtum, 1982; Suyatno, 2011). Pemanfaatan tumbuhan paku sebagai bahan obat tidak terlepas dari kemampuan tumbuhan paku memproduksi senyawa metabolit sekunder. Berdasarkan hasil uji bioaktivitas, beberapa metabolit sekunder dari tumbuhan paku menunjukkan aktivitas biologis yang menarik antara lain sebagai antikanker (Suyatno, 2008). Salah satu jenis tumbuhan paku yang sangat dikenal adalah suplir kamuding (Adiantum philippensis). Tumbuhan ini tumbuh mulai dari daerah dataran rendah sampai pada ketinggian 1.000 m. Jenis ini menyukai tanah berbatu-batu, tanah liat, serta tanah pasir. Pada daerah berbukit-bukit, kamuding seringkali tumbuh di lereng-lereng bukit yang sedikit terkena sinar matahari. Tumbuhan ini sering mati pada musim kemarau. Tunas-tunas baru tumbuh kembali pada musim penghujan. Adiantum philippensis termasuk paku tanah, sehingga tumbuhnya sangat dipengaruhi oleh keadaan tempat tumbuhnya. Tumbuhan ini biasanya banyak digunakan sebagai tanaman hias. Kandungan kimia dari tumbuhan paku Adiantum philippensis belum pernah dilaporkan. Namun demikian tumbuhan paku genus Adiantum lainnya menunjukkan aktivitas biologis yang menarik, misalnya tumbuhan Adiantum lunulatum memiliki aktivitas antibakteri (Parihar, 2010), Adiantum pedatum sebagai antioksidan (Chandrappa, 2011), Adiantum venustum memiliki aktivitas antiinflamasi dan antimikroba (Mubashir & Shah, 2011), Adiantum cuneatum sebagai analgesik (Santos, et al., 2010), dan Adiantum Capillus-veneris sebagai bioinsektisida (Sood & Neena, 2010).
Mengingat masih sedikitnya informasi tentang kandungan senyawa kimia yang terkandung dalam tumbuhan paku kamuding (Adiantum philippensis) maka peneliti tertarik untuk mengkaji kandungan senyawa metabolit sekunder tumbuhan tersebut dan mengevaluasi aktivitas pendahuluannya sebagai antikanker. METODE PENELITIAN Alat Peralatan yang digunakan meliputi seperangkat alat ekstrasi dengan metode maserasi, seperangkat alat penyaring Buchner, rotary vacuum evaporator (Heidolph laborata 4001), seperangkat alat kromatografi lapis tipis, seperangkat alat kromatografi cair vakum, Fisher John melting point apparatus, spektrofotometer UV (Shimadzu Pharma Spec UV-1700), spektrofotometer IR (Buck 500 Scientific), spektrofotometer massa (Shimadzu QP-2010S), dan alat gelas yang biasa digunakan dalam Laboratorium Kimia Organik Bahan Alam. Bahan Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini: n-heksana teknis, etil asetat teknis dan p.a, kloroform p.a, methanol p.a, asam sulfat pekat, asam asetat anhidrida p.a, silika gel Merck G-60 (60-200µm), kieselgel Merck 60 GF-254, pelat KLT silika gel F-254 (20x20; 0,25 mm), dan larva udang laut Artemia salina L. Isolasi dan Identifikasi Senyawa Metabolit Sekunder Sampel yang berupa serbuk kering bagian aerial tumbuhan paku Adiantum philippensis (800 g) diekstraksi dengan cara maserasi (4 x 24 jam) menggunakan pelarut n-heksana. Ekstrak n-heksana yang diperoleh diuapkan dengan rotavapor menghasilkan ekstrak padat berwarna hijau gelap (40 g). Sebanyak 5 g ekstrak yang diperoleh, dipisahkan komponenkomponennya menggunakan metode kromatografi cair vakum (KCV) menggunakan fasa diam silika gel Merck 60 GF-254 dengan eluen berturut-turut n-heksana, campuran n-heksana-etilasetat, dan etilasetat menghasilkan 111 fraksi (@ 15 mL). Hasil C - 32
Prosiding Seminar Nasional Kimia Unesa 2012 – ISBN : 978-979-028-550-7 Surabaya, 25 Pebruari 2012 pemisahan dimonitor dengan KLT dengan eluen n-heksana-etilasetat = 4 : 1. Gabungan fraksi 40-44 yang berupa padatan kuning direkristalisasi dengan menggunakan metanol menghasilkan isolat A sebanyak 335 mg.
Selanjutnya isolat diuji kemurnian dengan pengukuran titik leleh dan kromatografi lapis tipis (KLT) tiga sistem eluen. Identifikasi struktur molekul dilakukan dengan metode spektroskopi (UV, IR, dan MS).
Uji Pendahuluan Aktivitas Antikanker dengan Metode Brine Shrimp Lethality Test (BSLT)
asetat= 9:1), Rf=0,86 (n-heksana-etil asetat= 7:3), dan Rf=0,31(kloroform-nHeksana= 10:0) serta satu puncak pada kromatografi gas dengan Rt = 32,989 menit. Dengan demikian isolat telah memiliki tingkat kemurnian yang tinggi. Spektrum ultraviolet isolat A menunjukkan puncak serapan pada λmak (log ε): 201 (5,43) nm. Spektrum IR isolat A yang dipreparasi dengan teknik pellet KBr memberikan pita-pita serapan pada daerah: (2934:2855 cm-1 ) puncak vibrasi ulur C-H alkil, (1641:1525 cm-1) regang C=C, dan (1457:1378 cm-1) vibrasi tekuk C-H alkil. Spektrum massa isolat A memberikan puncak-puncak pada m/z (int.rel %): 410(30,3), 395(3,3), 367(6,1), 325(1,5), 274(0,3), 257(3,0), 243(3,0), 229(6,1), 217(15,2), 204(30,3), 191(100), 175(15,2), 161(36,4), 147(21,2), 134(27,3), 123(36,4), 109(42,4), 95(60,6), 81(62,1), 69(54,5), 55(54,5), serta 41(33,3).
Sebanyak 5 mg isolat dialrutkan dalam 1 mL kloroform. Larutan yan terbentuk disebut larutan induk dengan konsentrasi 5000 µg/mL. Larutan induk kemudian dipipet sebanyak 10, 25, 50, 75, dan 100 µL dan dimasukkan ke dalam masing-masing vial yang berbeda. Selanjutnya masing-masing vial dibiarkan sampai pelarutnya menguap. Ke dalam masing-masing vial dimasukkan 10 ekor larva Artemia salina, kemudian ditambah air laut sampai volumenya mencapai 5 mL dan dibiarkan selama 24 jam. Setelah 24 jam dihitung jumlah larva Artemia salina yang mati. Hasil yang diperoleh dianalisis probit dengan menggunakan program SPSS 16 for windows untuk menentukan besarnya LC50 senyawa hasil isolasi (Mc Laughlin, et al., 1991). HASIL DAN PEMBAHASAN
2. Hasil Uji Pendahuluan Aktivitas Antikanker dengan Metode Brine Shrimp Lethality Test (BSLT) Berdasarkan hasil uji pendahuluan aktivitas antikanker dengan menggunakan metode brine shrimp lethality test (BSLT), menunjukkan bahwa isolat A positif memiliki potensi sebagai antikanker. Hasil dari analisis probit menggunakan SPSS 16 diperoleh harga LC50 sebesar 67,38 µg/mL.
Hasil-hasil Penelitian 1. Hasil Isolasi Senyawa Metabolit Sekunder Hasil pemisahan 40 g ektrak n-heksana bagian aerial tumbuhan paku kamuding (Adiantum philippensis L.) menggunakan kromatografi cair vakum dihasilkan fraksi sebanyak 111 dengan volume masingmasing 15 mL. Berdasarkan hasil monitoring dengan KLT, fraksi 40-44 digabung dan direkristalisasi menggunakan pelarut metanol mengahasilkan isolat A (335 mg). Isolat tersebut diperoleh berupa kristal tak berwarna berbentuk serbuk dengan titik leleh 186-188 0C. Isolat menunjukkan hasil positif pada pengujian dengan menggunakan pereaksi LiebermannBurchard (merah jingga). Kromatografi lapis tipis menggunakan tiga sistem eluen terhadap senyawa hasil isolasi menunjukkan satu noda dengan dengan harga Rf= 0,24 (n-heksana-etil
Pembahasan Hasil Penelitian 1. Penentuan Struktur Molekul Isolat A Hasil isolasi dari ekstrak n-heksana bagian aerial tumbuhan paku kamuding (Adiantum philippensis L.) menghasilkan isolat yang berbentuk serbuk tidak berwarna dengan titik leleh 186-188 0C. Hasil positif pada uji dengan pereaksi Liebermann-Burchard (merah jingga) menunjukkan bahwa senyawa hasil isolasi termasuk golongan triterpen. Munculnya dua puncak pada λmak 201 mengindikasikan bahwa terdapat ikatan C - 33
Prosiding Seminar Nasional Kimia Unesa 2012 – ISBN : 978-979-028-550-7 Surabaya, 25 Pebruari 2012 C=C tidak terkonjugasi akibat adanya transisi elektron π→π*. Serapan pada (2934:2855 cm-1) puncak vibrasi ulur C-H alkil, (1641:1525 cm-1) regang C=C, dan (1457:1378 cm-1) vibrasi tekuk C-H alkil (umbrella) pada spektrum IR mendukung bahwa senyawa hasil isolasi merupakan senyawa triterpen. Spektrum massa senyawa hasil isolasi memiliki massa molekul relatif sebesar 410 yang sesuai untuk rumus molekul C30H50. Pola fragmentasi yang ditunjukkan dalam spektrum massa mendukung bahwa isolat merupakan senyawa neohop-13(18)-ena (Holzwarth, 2005). Puncak ion fragmen pada m/z 191yang sangat tinggi intensitas relatifnya (100%) mendukung identifikasi senyawa golongan triterpenoid golongan neohop-13(18)-ena. Puncak m/z 191 muncul karena terlepasnya gugus C14H23+, selain itu ion-ion pada m/z 41, 55, dan 69 merupakan ciri khas dari terpenoid dengan rumus molekul CnH2n-1 dengan n= 3, 4, dan 5. Berdasarkan data spektroskopi di atas serta perbandingan dengan data literatur maka dapat disimpulkan bahwa isolat A merupakan senyawa neohop-13(18)-ena.
terletak antara 5-75µg/mL yakni 67,38 µg/mL. Hal tersebut juga didukung oleh Anderson (1991), yang menyatakan bahwa isolat yang memiliki harga LC50 < 200µg/m pada uji BSLT bersifat aktif sebagai antikanker. Dengan demikian senyawa tersebut mempunyai berpotensi untuk dikembangkan sebagai bahan antikanker. Namun demikian untuk lebih memastikan berapa besar aktivitas antikanker dari senyawa isolat perlu dilakukan uji langsung pada sel kanker. KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian yang telah dibahas pada bagian sebelumnya dapat disimpulkan bahwa dari bagian aerial tumbuhan paku kamuding (Adiantum philippensis L.) berhasil dipisahkan suatu senyawa triterpen golongan neohop-13(18)ena. Senyawa neohop-13(18)-ena memiliki potensi untuk dikembangkan menjadi bahan antikanker karena memiliki harga LC50 sebesar 67.378 µg/mL. UCAPAN TERIMA KASIH Ucapan terima kasih disampaikan kepada saudara Wardaya dari LIPI Kebun Raya Purwodadi, Pasuruan, Jawa Timur yang telah membantu dalam mengumpulkan dan mengidentifikasi sampel tumbuhan. DAFTAR PUSTAKA Anderson, J.E., and Mc. Laughlin, J.L. 1991. A Blind Comparison of Simple Bench Top Bioassay and Human Tumour Cell Cytotoxicities as Antitumour Presreens. Phytochemical Anal 2:107-111.
Neohop-13(18)-ena Penemuan senyawa triterpen neohop13(18)-ena merupakan yang pertama kali dari tumbuhan paku kamuding (Adiantum philippensis L.). Namun demikian senyawa tersebut pernah diisolasi dari tumbuhan paku Adiantum monochlamys (Shiojima, et al., 1992).
Anonim. 2010. Fito- kimia Komponen Ajaib Cegah PJK, DM dan Kanker. Amelia (Puslitbang Bogor).
[email protected]. Diakses pada tanggal 02 Januari 2011.
2. Kajian terhadap Aktivitas Pendahuluan Aktivitas Antikanker Senyawa Triterpen Hasil Isolasi
Burke, R.W., Diamondstone, B. I., Velapoldi, R. A., Menis, O. 1974. Mechanisme of the Liebermann-Burchard and Zak Color Reactions for Cholesterol. Clin.Chem 20 (7) 794-801.
Berdasarkan hasil pengujian dengan uji BSLT senyawa hasil isolasi dapat digolongkan sebagai zat yang toksik karena harga LC50 senyawa neohop-13(18)-ena
Chandrappa, C.P., dan Shilpashree, C.B. 2011. Antibacterial and Antioxidant C - 34
Prosiding Seminar Nasional Kimia Unesa 2012 – ISBN : 978-979-028-550-7 Surabaya, 25 Pebruari 2012 Activities of Adiantum pedatum L. Journal of Phytology. 3(1) 26-32.
von Kaltwasserchwammen. Dissertation. Hamburg: zur Erlangung des Doktorgrades der Naturwissenschaften im Fachbereich Geowissenscaften.
Darmawan, A., Sundowo, A., Fajriah, S., dan Artanti, N. 2006. Uji Aktivitas Antioksidan dan Toksisitas Ekstrak Metanol Beberapa Jenis Benalu. Jurnal Kimia Indonesia. 1 (1) 1-4.
Mc Laughlin, J.L., Chang, Ching-Jer & Smith, D.L. 1991.The Unesco Regional Workshop on the Bioassay of Natural Product with Special Emphasis on Anticancer Agent. UM Malaysia. Mass Spectra of Pentacyclic Triterpenoids. Chem. Pharm. Bull. 40(7): 1683-1690.
Holzwarth, Michael. 2005. Untersuchungen zum Primar-und Sekundarstoffinver Mubashir, Sofi and Shah, Wajahat A. 2011. Phytocemical and Pharmalogical Review Profile of Adiantum VenustumI. International Journal of PharmTech Research. Vol 3(2): 827830.
Sood, S., and Sharma, N. 2010. Insect Growth Regulatory Activity of Adiantum Capillus-veneris Against Plutella Xylostella and Aphis Craccivora in Ethanol and Methanol. Journal of Agriculture and Biological Sciences 6(6):785-790.
Parihar, P., Leena, P., and Bohra, A. 2010. In vitro Antibacterial Activity of Fronds (Leaves) of Some Important Pteridophytes. Journal of Microbiology and Antimicrobials. 2(2) pp.19-22.
Suyatno. 2008. Senyawa Metabolit Sekunder dari Tumbuhan Paku Chingia sakayensis (Zeiller) Holt dan Aktivitas Sitotoksiknya terhadap Sel Murine Leukimia P-388 secara in vitro. Disertasi. Program Pascasarjana Universitas Airlangga.
Santos, Marcelo Guera, Kelecom, Alphonso, De Paiva, Selma Reibero, de Moraes, Moemy Gomes, Rocha, Leandro and Rafael Garrett. 2010. Phytochemical Studies in Pterodophytes Growing in Brazil: A Review. The American Journal of Plant Science and Biotechnology. 113-122.
Suyatno. 2011. Keragaman Kimiawi dan Bioaktivitas Metabolit Sekunder dari Tumbuhan Paku (Pteridophyta). Seminar Nasional Kimia. Jurusan Kimia Universitas Negeri Surabaya.
Shiojima, K., Arai, Y., Masuda, K., Takase, Y., Ageta, T., and Ageta, H. 1992.
C - 35
