1. Jelaskan
bagaimana hubungan struktur dan kereaktifan beberapa senyawa yang anda kenal
terhadap suatu penyakit tertentu?
Flavonoid
flavonoid
termasuk senyawa fenoik alam yang berpotensial sebagai antioksidan dan
mempunyai bioaktivitas sebagai obat.Senyawa-senyawa ini dapat ditemukan pada batang, daun, bunga dan buah.flavonoid dalam tubuh
manusia berfungsi sebagai anti oksidan sehingga sangat baik untuk pencegahan
kanker.Manfaat lain flavonoid yaitu untuk melindungi struktur sel, meningkatkan
efektivitas vitamin C, snit inflamasi, mencegah keropos tulang dan sebagai antibiotic.
Senyawa Flavonoid: Katekin dan proantosianidin
Katekin dan proantosianidin adalah dua golongan senyawa yang
mempunyai banyak kesamaan. Semuanya senyawa berwarna dan terdapat pada seluruh
dunia tumbuhan berkayu. Saat ini telah dikenal tiga jenis katekin, yang berbeda
pada jumlah gugus hidroksil pada cincin B. Senyawa ini mempunyai dua atom
karbon kiral dan karena itu mungkin terdapat 4 isomer.
Katekin
digolongkan sebagai flavonoid, yaitu golongan senyawa yang memiliki aktivitas
antioksidan. Ia merupakan antioksidan polifenolik yang bekerja dalam
metabolisme tanaman. Katekin dan epikatekin adalah epimer, di mana isomer
keduanya secara umum dapat ditemukan di alam. katekin memiliki manfaat bagi
kesehatan. Menurut Norman Hollenberg, profesor kesehatan dari Harvard Medical
School, epikatekin bisa mengurangi risiko dari empat problem penting kesehatan
(big four), yaitu stroke, kerusakan hati, kanker, dan diabetes.
Kurkumin merupakan salah satu
isolat yang diperoleh dari tanaman Curcuma
sp. (Masuda et al., 1993; van der Goot, 1997) yang pertama kali
diisolasi oleh Vogel dan Pelletier pada tahun 1815 (van der Goot, 1997;
Aggarwal et al., 2006). Selanjutnya kurkumin dikristalisasi pertama
kali oleh Daube pada tahun 1870 dan elusidasi struktur kimia dilakukan oleh
Lampe pada tahun 1910. Sintesis kurkumin
dilakukan pada tahun 1913 oleh Lampe dan Milobedzka. Kurkumin [1,7-bis-(4'-hidroksi-3'-metoksifenil)hepta-1,6-diena-3,5-dion)
memiliki berat molekul 368,37 g/mol dengan struktur kimia seperti pada gambar 1
(Aggarwal et al., 2006).
Gambar
1. Struktur Kurkumin (Aggarwal et al., 2006)
Hubungan Antara Struktur dan Aktivitas Kurkumin serta Analognya
Keberadaan gugus hidroksi pada
posisi para dan gugus b-diketon
memberikan sumbangan aktivitas yang besar pada kurkumin sebagai
penginduksi enzim-enzim fase dua seperti epoksida hidrolase, glutation
S-transferase (GST), NAD(P)H quinon reduktase (QR) yang berfungsi untuk
proteksi terjadinya karsinogenesis (Dinkova-Kostova & Talalay, 1999). Hubungan struktur dan aktivitas kurkumin
sebelumnya dikemukakan oleh Majeed et al. (2007) terkait dengan
gugus-gugus fungsional senyawa tersebut yaitu gugus parahidroksil memiliki efek
sebagai antioksidan, sedangkan gugus keto dan ikatan rangkap pada rantai
tengah sebagai antiinflamasi,
antikanker, dan antimutagen. Modifikasi
gugus pada cincin aromatik terminal
kurkumin menunjukkan bahwa gugus donor elektron meningkatkan aktivitas
antiinflamasi (Nurfina et al., 1997).
Ikatan hidrogen dalam struktur kurkumin
terbentuk antara 4'-hidroksi dan 3'-metoksi menurunkan polaritas
molekulernya. Hal ini menunjukkan bahwa
3'-metoksi dan analog sikloheksanon berperan penting sebagai antiinflamasi yang
lebih tinggi dibanding analog aseton dan siklopentanon (Liang et al., 2008). Substitusi ortho oleh gugus donor elektron seperti gugus ortho metoksi, meningkatkan kestabilan radikal bebas fenoksi,
meningkatkan efek penangkal radikal bebas dan antitumor (Youssef &
El-Sherbeny, 2005).
2. Uraikanlah
dan berikan contoh dimana letak peran penting suatu metabolit sekunder dalam
suatu tumbuh-tumbuhan?
Metabolit
sekunder adalah senyawa metabolit yang tidak esensial bagi pertumbuhan
organisme dan ditemukan dalam bentuk yang unik atau berbeda-beda antara spesies
yang satu dan lainnya. Setiap organisme biasanya menghasilkan senyawa metabolit
sekunder yang berbeda-beda, bahkan mungkin satu jenis senyawa metabolit
sekunder hanya ditemukan pada satu spesies dalam suatu kingdom. Senyawa ini
juga tidak selalu dihasilkan, tetapi hanya pada saat dibutuhkan saja atau pada
fase-fase tertentu. Fungsi metabolit sekunder adalah untuk mempertahankan diri
dari kondisi lingkungan yang kurang menguntungkan, misalnya untuk mengatasi
hama dan penyakit, menarik polinator, dan sebagai molekul sinyal. Singkatnya,
metabolit sekunder digunakan organisme untuk berinteraksi dengan lingkungannya.
Sebagian
besar tanaman penghasil senyawa metabolit sekunder memanfaatkan senyawa
tersebut untuk mempertahankan diri dan berkompetisi dengan makhluk hidup lain
di sekitarnya. Tanaman dapat menghasilkan metabolit sekunder (seperti: quinon,
flavonoid, tanin, dll.) yang membuat tanaman lain tidak dapat tumbuh di
sekitarnya. Berbagai senyawa metabolit sekunder telah digunakan sebagai obat
atau model untuk membuat obat baru, contohnya adalah aspirin yang dibuat
berdasarkan asam salisilat yang secara alami terdapat pada tumbuhan tertentu.
Manfaat lain dari metabolit sekunder adalah sebagai pestisida dan insektisida,
contohnya adalah rotenon dan rotenoid. Beberapa metabolit sekunder lainnya yang
telah digunakan dalam memproduksi sabun, parfum, minyak herbal, pewarna, permen
karet, dan plastik alami adalah resin, antosianin, tanin, saponin, dan minyak
volatil.
Fungsi
alkaloid ini bermacam -macam diantaranya:
sebagai racun untuk melindungi tanaman dari serangga dan binatang, sebagai
hasil akhir dari reaksi detoksifikasi yang merupakan hasil metabolit akhir dari
komponen yang membahayakan bagi tanaman, sebagai faktor pertumbuhan tanaman dan
cadangan makanan
3. Kemukakan
gagasan anda,bagaimana idenya suatu senyawa bisa diisolasi dan dipurifikasi?
Isolasi adalah salah satu metode dalam memperoleh
suatu senyawa di dalam sampel sedangkan pemurnian adalah memisahkan komponen
yang dicari dengan komponen-komponen lain yang dapat mengganggu identifikasi
kualitatif dan penentuan kuantitatifnya. Kedua metode ini bisa disebut metode
pemisahan.Isolasi dan purifikasi dapat dilakukan dengan cara teknik pemisahan
tersebut yaitu membedakan sifat fisik dan kimia suatu senyawa.
Isolasi dan purifikasi jug adapt dilakukan dengan
fitokimia, maserasi, sokletasi dll.Salah satunya contohnya yaitu
sokletasi.Sokletasi yaitu proses pemisahan suatu senyawa dengan melakukan
penyaringan berulang-ulang.Contohnya yaitu Seberat 1000 g serbuk
kering herba meniran disokletasi dengan 5 L pelarut n – heksana.
Ekstrak n -heksana dipekatkan lalu disabunkan dalam 50 mL KOH 10%.
Ekstrak n-heksana dikentalkan lalu diuji fitokimia dan uji aktivitas
antibakteri.
4. Kemukakan
bagaimana idenya suatu senyawa bahan alam dapat diketahui alur biosintesisnya?
jalur biosintetis dapat
diartikan sebagai urutan atau proses yang di dalamnya terdiri atas tahap-tahap
pembentukkan dari senyawa yang sederhana menjadi senyawa kompleks. Proses
biosintesis akan berlangsung sangat kompleks, tergantung dari macam enzim yang
tersedia sehingga tumbuhan sejenis yang tumbuh di daerah yang berbeda sangat
memungkinkan untuk mempunyai jalur pembentukkan metabolit tertentu yang tidak
identik (fenomena “vikarias:-Ras Kimia). Alasan mengapa jalur biosintesis perlu
dipelajari adalah :
1. Bisa mengubah senyawa awal menjadi senyawa baru yang lebih bermanfaat dengan
pertolongan suspensi sel
2. Berdasarkan biosintesis, metabolit sekunder dapat diumpankan dengan prazat
untuk menjadi produk yang lebih cepat dengan kultur suspensi sel
3. Mengubah senyawa tertentu menjadi senyawa lain untuk menggantikan reaksi
dengan kultur suspensi sel
Kegunaan
mengetahui jalur biosintesis adalah dapat melakukan derivatisasi. Setelah kita
mengetahui jalur biosintesisnya , dan ternyata jalur biosintesisnya bercabang-
cabang maka kita dapat melakukan blocking pada salah satu cabang. Dengan adanya
blocking tersebut maka kita dapat meningkatkan metabolit sekunder yang kita
inginkan dari jalur biosintesis yang tidak kita blocking.
Cara rekayasa jalur biosintesis :
1. Dengan penambahan substrat, prekursor, atau enzim yang berperan.
Salah satu metode pendekatan yang dapat digunakan untuk meningkatkan produksi
metabolit sekunder dalam kultur in vitro adalah dengan penambahan prazat.
Penambahan prazat ke dalam medium kultur dapat merangsang aktivitas enzim
tertentu yang terlibat dalam jalur biosintesis, sehingga dapat meningkatkan
produksi metabolit sekunder.
Salah satu penelitian yang dilakukan oleh Zakiah, dkk (2003) menunjukkan bahwa
penambahan squalen sebagai prazat dapat meningkatkan produksi Azadirahtin pada
kultur kalus (Azadirachta indica A.Juss) dengan penambahan zat pengatur tumbuh
2,4-D dan BAP. Penambahan skualen dilakukan setelah kalus suspensi sel berumur
6 hari yang memberikan kadar azadirahtin di dalam sel saat sedang meningkat.
Pemberian azadirahtin dilakukan dengan 3 konsentrasi yaitu 10 µM, 100 µM, dan
1000 µM. Hasil penelitian membuktikan bahwa produksi azdirahtin meningkat pesat
pada hari ke-4 setelah penambahan azadirahtin pada kultur yang berumur 10 hari
dengan kadar 0,0076 ± 0,006 g/g BK atau peningkatan mencapai 85, 366%
dibandingkan kandungan azadirahtin tertinggi pada control (0,041 g/g BK).
2. Aktivasi enzim yang berperan dalam jalur biosintesis.
3. Rekayasa faktor lingkungan.
Penambahan prazat dimaksudkan untuk mempersingkat proses biosintesis atau
dengan kata lain untuk meningkatkan produksi metabolit sekunder. Selain
penambahan Prazat, pemberian “stress” pada kultur juga dapat mempengaruhi
produksi metabolit sekunder. Kejadian yang mungkin timbul karena perlakuan
tersebut kemungkinan akan terbentuknya senyawa baru yang tidak terdapat dalam
tumbuhan asal (de novo synthesis), akan tetapi umumnya memberikan hasil yang
menguntungkan. Jenis “stress” yang umum, misalnya kekurangan air (draught),
kekurangan cahaya, kekurangan nutrisi (mineral), suhu di atas atau di bawah
optimal.