Download - Dari Segi Biogenetik
-
7/23/2019 Dari Segi Biogenetik
1/7
Dari segi biogenetik, alkaloid diketahui berasal dari sejumlah kecil asam amino yaitu
ornitin dan lisin yang menurunkan alkaloid alisiklik, fenilalanin dan tirosin yang menurunkan
alkaloid jenis isokuinolin, dan triptofan yang menurunkan alkaloid indol, Reaksi utama yang
mendasar biosintesis senyawa alkaloid adalah Reaksi Mannich antara suatu aldehida dan suatu
amin primer dan sekunder, dan sutu enol atau fenol. Biosintesis alkaloid juga melibatkan reaksi
rangkap oksidatif fenol dan metilasi. Jalur poliketida dan jalur mevalonat juga ditemukan dalam
biosintesis alkaloid.
Berdasarkan asalusul biogenetik. !ara ini sangat berguna untuk menjelaskan hubungan
antara berbagai alkaloida yang diklasifikasikan berdasarkan berbagai jenis cincin heterosiklik.
Dari biosintesa alkaloida, menunjukkan bahwa alkaloida berasal hanya dari beberapa asam
amino tertentu saja. Berdasarkan hal tersebut, maka alkaloida dapat dibedakan atas tiga jenis
utama, yaitu "
a. #lkaloida alisiklik yang berasal dari asamasam amino ornitin dan lisin.b. #lkaloida aromatik jenis fenilalanin yang berasal dari fenilalanin, tirosin dan $,%
dihidrofenilalanin.
c. #lkaloida aromatik jenis indol yang berasal dari triptofan.
&istem klasifikasi berdasarkan 'egnauer yang paling banyak diterima, dimana alkaloida
dikelompokkan atas "
a. #lkaloida sesungguhnya
#lkaloida ini merupakan racun, senyawa tersebut menunjukkan aktivitas fisiologis
yang luas, hamper tanpa terkecuali bersifat basa, umumnya mengandung nitrogen dalam
cincin heterosiklik, diturunkan dari asam amino, biasanya terdapat dalam tanaman
sebagai garam asam organik. Beberapa pengecualian terhadap aturan tersebut adalah
kolkhisin dan asam aristolokhat yang bersifat bukan basa dan tidak memiliki cincin
heterosiklik dan alkaloida (uartener yang bersifat agak asam daripada bersifat basa.
b. )rotoalkaloida
)rotoalkaloida merupakan amin yang relative sederhana dimana nitrogen asam
amino tidak terdapat dalam cincin heterosiklik. )rotoalkaloida diperoleh berdasarkan
biosintesa dari asam amino yang bersifat basa. )engertian amin biologis sering digunakan
untuk kelompok ini.
c. )seudoalkaloida
-
7/23/2019 Dari Segi Biogenetik
2/7
)seudoalkaloida tidak diturunkan dari prekusor asam amino. &enyawa ini biasanya
bersifat basa. #da dua seri alkaloida yang penting dalam kelompok ini yaitu steroidal dan
purin.
Berdasarkan asal mulanya *biogenesis+ dan hubungannya dengan asam amino, alkaloid dibagi
menjadi tiga kelas, yaitu" *+ True alkaloid, *-+Proto alkaloid, dan *$+Pseudo alkaloid. !iriciri
dari ketiga kelas alkaloid adalah sebagai berikut"
. rue alkaloid
#lkaloid jenis ini memiliki ciriciri/ toksik, perbedaan keaktifan fisiologis yang
besar, basa, biasanya mengandung atom nitrogen di dalam cincin heterosiklis,
turunan asam amino, distribusinya terbatas dan biasanya terbentuk di dalam
tumbuhan sebagai garam dari asam organik. etapi ada beberapa alkaloid ini yang
tidak bersifat basa, tidak mempunyai cincin heterosiklis dan termasuk alkaloid
kuartener yang lebih condong bersifat asam. !ontoh dari alkaloid ini adalah koridin
dan serotonin.
Gambar 2. !ontoh dari true alkaloid" 0oridin dan &erotonin.
-. )roto alkaloid#lkaloid jenis ini memiliki ciriciri/ mempunyai struktur amina yang
sederhana, di mana atom nitrogen dari asam aminonya tidak berada di dalam cincin
heterosiklis, biosintesis berasal dari asam amino dan basa, istilah biologycal amine
sering digunakan untuk alkaloid ini. !ontoh dari alkaloid ini adalah meskalina dan
efedrina.
-
7/23/2019 Dari Segi Biogenetik
3/7
Gambar 3.!ontoh dariProto alkaloid" Meskalina dan 1fedrina.
$. )seudo alkaloid
#lkaloid jenis ini memiliki ciriciri/ tidak diturunkan dari asam amino dan
umumnya bersifat basa. !ontohnya adalah kafeina
Gambar 4. !ontoh dariPseudo alkaloid" 0afeina.
#lkaloid biasanya dikelompokkan berdasarkan bentuk cincin heterosiklik nitrogen yang
terdapat di dalamnya *2ambar 3+, sebagai contoh pirolidin, piperidin, (uinolin, iso(uinolin, indol
*&yamsul, 456" %5+. #tom nitrogen pada alkaloid berasal dari asam amino, dan pada umumnya
struktur kerangka karbon pada asam amino prekusor akan bertahan ketika dalam bentuk alkaloid.
)rekusor asam amino yang berhubungan dengan biosintesis alkaloid antara lain adalah ornitin,
lisin, asam nikotinoat, tirosin, triptopan, asam antranilat, dan histidin *Dewick, -774" $+.
-
7/23/2019 Dari Segi Biogenetik
4/7
Gambar 5.0erangka Dasar 0elompok #lkaloid.
-
7/23/2019 Dari Segi Biogenetik
5/7
Skema Umum Jalur Biogenetik Pembentukan Alkaloid
)ada dasarnya metabolit sekunder yang terdapat pada bahan alam merupakan hasil
metabolit primer yang mengalami reaksi yang spesifik sehingga menghasilkan senyawasenyawa
tertentu. Berikut ini adalah bagan yang menunjukkan hunbungan antara metabolit primer dengan
metabolit sekunder "
#sam amino merupakan senyawa organik yang sangat penting, senyawa ini terdiri
dari amino *8'-+ dan karboksil *!99'+. #da -7 jenis asam amino esensial yang merulakan
standar atau yang dikenal sebagai alfa asam amino alanin, arginin, asparagin, asam aspartat,
sistein, asam glutamat , glutamin, glisin, histidine, isoleusin, leusin, lysin, metionin, fenilalanine,
prolin, serine, treonine, triptopan, tirosine, and valin*%+. Dari -7 jenis asam amino yang
disebutkan diatas, selain tirosin yang juga merupakan pencetus terbentuknya alkaloid adalah
histidin, lisin dan triptopan. Berikut adalah rumus struktur masingmasing asam amino yang
dimaksud.
-
7/23/2019 Dari Segi Biogenetik
6/7
Prinsip Dasar Pembentukan Alkaloid
#sam amino merupakan senyawa organik yang sangat penting, senyawa ini terdiri dari amino
*8'-+ dan karboksil *!99'+. #da -7 jenis asam amino esensial yang merulakan standar atau
yang dikenal sebagai alfa asam amino alanin, arginin, asparagin, asam aspartat, sistein, asam
glutamat , glutamin, glisin, histidine, isoleusin, leusin, lysin, metionin, fenilalanine, prolin,
serine, treonine, triptopan, tirosine, and valin*%+. Dari -7 jenis asam amino yang disebutkan
diatas, selain tirosin yang juga merupakan pencetus terbentuknya alkaloid adalah histidin, lisin
dan triptopan. Berikut adalah rumus struktur masingmasing asam amino yang dimaksud "
)ada reaksi selanjutnya ke empat asamasam amino di atas akan membentuk golongan alkaloid
yang berbeda, akan tetapi melalui prinsip dasar reaksi yang sama. Biosintesis alkaloid mulamula
didasarkan pada hasil analisa terhadap ciri struktur tertentu yeng samasama terdapat dalam
berbagai molekul alkaloid. #lkaloid aromatik mempunyai satu unit struktur yaitu :ariletilamina.
#lkaloidalkaloid tertentu dari jenis ben;ilisokuinolin seperti laudonosin mengandung dua
unit :ariletilamina yang saling berkondensasi< 0ondensasi antara dua unit :ariletilamina tidak
lain adalah reaksi kondensasi Mannich. Dengan reaksi sebagai berikut "
*!'$+-8' = '!'9 = !'$!9!'$ > *!'$+-8!'-!'-!9!'$ = '-9
-
7/23/2019 Dari Segi Biogenetik
7/7
Menurut reaksi ini, suatu aldehid berkondensasi dengan suatu amina menghasilkan suatu
ikatan karbonnitrogan dalam bentuk imina atau garam iminium, diikuti oleh serangan suatu
atom karbon nukleofilik ini dapat berupa suatu enol atau fenol.
Dari percobaan menunjukkan bahwa :ariletilamina berasal dari asamasam amino fenil alanin
dan tirosin yang dapat mengalami dekarboksilasi menghasilkan amina. #samasam aminom ini,
dapat menyingkirkan gugusgugus amini *deaminasi oksidatif+ diikuti oleh dekarboksilasi
menghasilkan aldehid. 0edua hasil transformasi ini yaitu amina dan aldehid melakukan
kondensasi Mannich.
Disamping reaksireaksi dasar ini, biosintesa alkaloida melibatkan reaksireaksi sekunder
yang menyebabkab terbentuknya berbagai jenis struktur alkaloida. &alah satu dari reaksi
sekunder ini yang terpenting adalah reaksi rangkap oksidatif fenol pada posisi orto atau para dari
gugus fenol. Reaksi ini berlangsung dengan mekanisme radikal bebas.
Reaksireaksi sekunder lain seperti metilasi dari atom oksigen menghasilkan gugus
metoksil dan metilasi nitrogen menghasilkan gugus 8metil ataupun oksidasi dari gugus amina.
0eragaman struktur alkaloid disebabkan oleh keterlibatan fragmenfragmen kecil yang berasal
dari jalur mevalonat, fenilpropanoid dan poliasetat.
Dalam biosintesa higrin, pertama terjadi oksidasi pada gugus amina yang diikuti oleh
reaksi Mannich yang menghasilkan tropinon, selanjutnya terjadi reaksi reduksi dan esterifikasi
menghasilkan hiosiamin.