MAKALAH KI5153 KIMIA ORGANIK BAHAN ALAM
BIOSINTESIS ALKALOID DARI JALUR L-TRIPTOFAN
Oleh Topan Setiawan Tati Rosmiati Angelina J D Cahya Ender Tri Wibowo Eunike C.W. Mahayoni Pramukti N. Raidah Erlangga Diandra
LABORATORIUM KIMIA FISIK PROGRAM STUDI PENGAJARAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2015
Bab I Pendahuluan Alkaloid adalah senyawa organik yang terdapat di alam bersifat basa atau alkali dan sifat basa dari alkaloid disebabkan karenanya ada atom N (nitrogen) dalam molekul senyawa tersebut dalam struktur lingkar heterosiklik atau aromatis. Sumber utama senyawa alkaloid berasal dari tumbuhan dan binatang baik yang terdapat di darat maupun di laut. Menurut Hegnauer, alkaloid dikelompokan sebagai alkaloid sesungguhnya, protoalkaloid, dan pseudoalkaloid. a) Alkaloid Sesungguhnya Alkaloid sesungguhnya adalah racun, senyawa tersebut menunjukan aktifitas fisiologi yang luas, hampir tak terkecuali bersifat basa. b) Protoalkaloid Protoalkaloid merupakan amin yang relatif sederhana, dimana nitrogen dan asam amino tidak terdapat dalam cincin heterosiklik. Protoalkaloid diperoleh berdasarkan biosintesis dari asam amino yang bersifat basa. c) Pseudoalkaloid Pseudoalkaloid merupakan senyawa yang tidak diturunkan dari prekursor asam amino. Beberapa alkaloid yang termasuk pseudoalkaloid berdasarkan atom nitrogennya yang terletak pada cincin karbonnya terbagi atas alkaloid piridin-piperidin, alkaloid tropan, alkaloid kuinolin, alkaloid isokuinolin, alkaloid indol, alkaloid imidazol, alkaloid lupinan, alkaloid steroid, alkaloid amina, alkaloid purin. Berdasarkan atom nitrogen yang tidak terdapat pada cincin karbon, tetapi pada salah satu atom karbon alifatik alkaloid terbagi atas alkaloid efedrin (amin), alkaloid capsaicin. Dalam biosintesis alkaloid senyawa triptofan dijadikan sebagai prekursor untuk mensintesis berbagai turunan triptofan, diantaranya: indol, β-karbolin, kuinolin, piroloindol, ergot, dan indol-terpenoid.
1
Bab II Isi
II.1 Biosintesis Triptofan Triptofan merupakan asam amino aromatic yang memiliki sistem cincin indol, sehingga sering berfungsi sebagai prekursor turunan alkaloid indol. Berikut mekanisme reaksi biosintesis triptofan.
Gambar 2.1 Reaksi D-eritroasa 4-P menjadi asam sikimat
Gambar 2.2 Reaksi asam sikimat menjadi chorismic acid
2
Gambar 2.3 Reaksi Pembentukkan L-triptofan
II.2 Biosintesis Alkaloid Indol eberapa contoh senyawa alkaloid indol sederhana yang dibiosintesis melalui dekarboksilasi L-triptofan adalah psilocobin dan serotonin. Psilocibin dibiosintesis dari hasil dekarboksilasi L-triptofan dan diikuti reaksi dengan SAM dan oksidasi. Sedangkan serotonin dibiosintesis dari oksidasi diikuti dekarboksilasi L-triptofan.
Gambar 2. 4 Biosintesis Serotonin dan Psilocibin 3
II.3 Biosintesis Alkaloid β-Karbolin Kelompok β-Karbolin merupakan salah satu alkaloid turunan asam amino Ltriptofan. Biosintesis kelompok β-Karbolin mirip dengan biosintesis psilocibin. Biosintesisnya dimulai dengan dekarboksilasi L-triptofan dilanjutkan reaksi dengan SAM. Sebelum mengalami oksidasi, terlebih dahulu mengalami siklisasi dan tautomerisasi, setelahnya mengalami oksidasi menjadi alkaloid kelompok βKarbolin.
Gambar 2.5 Biosintesis kelompok β-Karbolin
II.4 Biosintesis Alkaloid Indol-Terpenoid Alkaloid turunan asam amino L-triptofan yang termasuk kelompok indol terpenoid dibiosintesis dari kondensasi geraniol dengan L-triptofan.
Gambar Error! No text of specified style in document..6 Kondensasi geraniol menjadi sekologanin
4
Gambar 2.7 Biosintesis alkaloid indol-terpenoid
II.5 Biosintesis Alkaloid Kuinolin Alkaloid kuinolin memiliki kemiripan dengan alkaloid indol. Perbedaan keduanya hanya terletak pada salah satu cincinnya. Pada alkaloid indol memiliki cincin pirol sedangkan alkaloid kuinolin mempunyai cincin piridin seperti yang terlihat pada Gambar 2.8
Gambar 2.8 Kerangka alkaloid indol dan kuinolin Alkaloid kuinolin disintesis dari alkaloid indol. Alkaloid indol seperti striktosidin mengalami berbagai macam modifikasi struktur hingga terbukanya 5
cincin 5 menjadi cincin 6 cinkonenon. Epimerisasi dari cinkonenon akan membentuk cinkonin dan kuinidin seperti yang terlihat pada Gambar 2.9.
Gambar 2Error! No text of specified style in document..9 Biosintesis alkaloid kuinolin
II.6 Biosintesis Alkaloid Piroloindol Ciri kerangka dari alkaloid piroloindol adalah adanya dua cincin pirol. Biosintesis alkaloid piroloindol dimulai dengan dekarboksilasi membentuk triptamin. Triptamin yang terbentuk kemudian termetilasi yang diikuti oleh siklisasi. Contoh senyawa dari alkaloid ini adalah fisostigmin yang biosintesisnya dapat dilihat pada Gambar 2.10.
6
Gambar 2.10 Biosintesis alkaloid piroloindol
II.7 Biosintesis Alkaloid Ergot Alkaloid ergot terbentuk melalui kondensasi antara asam amino L-triptofan dengan isopentenil-PP seperti yang terlihat pada gambar berikut.
7
Gambar 2.11 biosintesis alkaloid ergot
8
Bab III Penutup Secara umum, biosintesis alkaloid dari perkursor L-triptofan dimulai dengan dekarboksilasi senyawa L-triptofan. Pengecualian terjadi pada senyawa serotonin yang termasuk dalam kelompok alkaloid indol, yaitu dimulai dari oksidasi L-triptofan terlebih dahulu yang kemudian dilanjutkan dengan dengan dekarboksilasi.
9
Daftar Pustaka Dewick, P.M., 2013, Medicinal Natural Product: A Biosynthetic Approach 3rd ed, John Wiley and Sons, Chichestar, 366-387. Sahidin, 2012, Mengenal Senyawa Alami: Pembentukkan dan Pengelompokkan Secara Kimia, Unhalu, Kendari, 77-83.
10