Iriawati SITH ITB

MetabolismeSekunder

ajmalisin

vincristin

vinblastin

Iriawati SITH ITB

Metabolit Primer senyawa yang secara langsung memiliki fungsi/terlibat dalam proses

metabolisme utama, jalur katabolisme dan anabolisme, pada tumbuhan nukleotida, asam amino, karbohidrat, asam lemak

Metabolit Sekunder Tidak memiliki fungsi untuk pertumbuhan dan perkembangan secara

langsung Penting untuk kelangsungan hidup dan interaksi dengan lingkungan Terdapat pada berbagai macam tumbuhan

Fungsi utama metabolit sekunder interaksi tumbuhan dengan lingkungan

Iriawati SITH ITB

Beberapa fungsi metabolit sekunder :

1. proteksi terhadap serangan mikroba fitoaleksin senyawa pertahanan yang dapat diinduksi

struktur bermacam-macam disintesis di dalam sel di sekitar sel yang terinfeksi terakumulasi dalam konsentrasi yang tinggi pada sel yang mati

elisitor senyawa kimia spesifik yang menginduksi respons mekanisme pertahanan tumbuhan

2. Proteksi terhadap serangan/gangguan herbivora Umumnya bersifat konstitutif Pestisida alami pada tumbuhan dapat mencapai 10% berat

kering tumbuhan liar memiliki potensi sebagai toksin

Iriawati SITH ITB

1. Proteksi terhadap gangguan lingkungan Proteksi terhadap UV antosianin, kutikula Osmoproteksi prolin, glisin, betain

2. agen alelopati menghambat pertumbuhan tanaman di sekitarnya (kompetisi)

3. menarik serangga pollinator dan hewan herbivor untuk membantu penyebaran biji

Pigmen, minyak wangi biji seringkali terlindungi oleh adanya toksin

Iriawati SITH ITB

Metabolit sekunder pada tumbuhan memerlukan prekursor yang berasal/terdapat dalam metabolisme primer, enzim, kofaktor, energi, nitrogen

Metabolit sekunder atau produk alami tumbuhan/senyawa bahan alam umumnya terbagi menjadi 3 kelompok utama, didasarkan pada asal mula biosintesisnya. 1. Terpenoid 2. Alkaloid dan senyawa nitrogen terkait 3. Fenilpropanoid dan senyawa fenolat

Iriawati SITH ITB

Jalur metabolisme sekunder

Iriawati SITH ITB

Beberapa metabolit sekunder pada tumbuhan danmanfaatnya bagi manusia

Iriawati SITH ITB

TERPENOID seringkali dinamakan isoprenoid walaupun

isoprene bukan merupakan precursor biologis struktur bervariasi berasal dari fusi berulang dari cabang 5C dari

unit struktur isopentenil monomer disebut sebagai unit isopren klasifikasi terpenoid didasarkan pada jumlah

unit 5C

Iriawati SITH ITB

Iriawati SITH ITB

Biosintesis terpenoid dari metabolit primer dapat dibagai menjadi 4 tahap

1. Sintesis IPP (isopentenyl diphosphate) 2. Isomerasi IPP menjadi DMAPP,

penambahan berulang IPP dan DMAPP 3. Elaborasi molekul prenil difosfate 4. Modifikasi secara enzimatis pada

kerangka terpenoid

Iriawati SITH ITB

Iriawati SITH ITB

Monoterpen (C-10) Molekul dengan rantai terbuka

atau siklis Insektisida piretroid Insect

repellants Resin pada tumbuhan Coniferae Pertahanan tumbuhan

Iriawati SITH ITB

Sesquiterpen (C-15) kelompok terbesar terpenoid lebih

dari 200 struktur cincin yang berbeda banyak yang berperan dalam

mekanisme pertahanan tumbuhan berasa pahit

Iriawati SITH ITB

Diterpen (C 20) Toxins and irritants Resin yang dihasilkan

beberapa tumbuhandigunakan untuk menutupluka akibat herbivory

Manusia menggunakansalah satu senyawaditerpen untuk obat anti kanker (Taxol dari Pacific yew)

Iriawati SITH ITB

Triterpenes (C30) Sterols, hormones, saponins Bersifat toksik Struktur : Steroid Contoh :

Cardenolides toksin untukjantung

Saponins strukturmenyerupai detergent

Iriawati SITH ITB

Iriawati SITH ITB

Tetraterpenes (C 40) C20 GGPP + C20 GGPP phytoene carotenoids

Iriawati SITH ITB

Iriawati SITH ITB

ALKALOID Alkaloid merupakan kelompok basa yang mengandung gugus

nitrogen sebagian besar berasal dari asam amino dan hanyabeberapa (mis. kafein) yang berasal dari purin atau pirimidin.

Sebagian besar kelompok alkaloid merupakan obat.

Iriawati SITH ITB

Iriawati SITH ITB

Pemanfaatan Alkaloid

Pharmaceuticals Scopolamine narcoanalysis,

anestesi Sanguinarine anti bakteriStimulan Nicotine CaffeineNarkotik Cocaine MorphineRacun tubocurarine

Iriawati SITH ITB

Alkaloid turunan ornitin Ornitin merupakan prekursor pirolidin siklis yang terdapat dalam alkaloid

pada tembakau (nikotin, nornikotin) dan tumbuhan Solanaceae lainnya. Nikotin merupakan senyawa pemula dari sejumlah alkaloid tembakau

lainnya.

Iriawati SITH ITB

Biosintesis tropan : Senyawa awal (prekursor) adalah ornitin, metilornitin merupakan senyawa antara yang pertama terbentuk. Selama biosintesis tropan, senyawa antara yang dihasilkanmerupakan senyawa awal untuk kokain dan hyosiamin

Iriawati SITH ITB

Iriawati SITH ITB

Alkaloid turunan Lisin Lisine merupakan senyawa prekursor

piperidin yang membentuk rangkadari beberapa alkaloid, di antaranyalupin, lupinin dan lupanin.

Lycopodine, senyawa yang dihasilkandari tumbuhan Lycopodium, termasuk kedalam alkaloid turunan lisin.

Iriawati SITH ITB

Alkaloid turunan fenilalanin alkaloid Ephedra : ephedrine,

pseudoephedrine, alkaloid dari mikroorganisme:

cytochalasine B dan D, Cytochalasine menghambat pergerakanmikrofilamen inhibitor yang sangatsesuai untuk proses seluler yang melibatkan aktin

alkaloids dari tumbuhan Taxus : taxin alkaloid dari Lunaria: lunarine dan

lunaridine, alkaloid dari tumbuhan Lythraceae.

Lunarin

litranidin

Iriawati SITH ITB

Alkaloid turunan Tirosin Tirosin merupakan produk awal dari sejumlah besar senyawa

alkaloid Senyawa intermediet : dopamin yang merupakan prekursor untuk

biosintesis berberine, papaverine dan morfin

Iriawati SITH ITB

Sintesis Morfin : dua cincin tirosin bergabung dan membentuk struktur dasar morfin.

Rumus di atas menunjukkan prototipe dari beberapa kisaran senyawayang serupa (mis. Opium, codein).

Iriawati SITH ITB

Colchicine, yang merupakan alkaloid dari tumbuhan Colchicum autumnale dan C. byzanthinum juga termasuk ke dalam alkaloid turunan tirosin. inhibitor mitosis (mencegah agregasi dimer tubulin sehinggamikrotubul tidak terbentuk).

Iriawati SITH ITB

Alkaloid Indol (turunan triptofan):Sekitar 1200 macam senyawa turunan triptofan,

beberapa di antaranya merupakan senyawa obat. Mis : alkaloid indol yang terdapat pada tumbuhan Apocynaceae,

Loganiaceae dan Rubiaceae. d-tubocurarine senyawa aktif curare, racun pada ujung panah

suku Indian di Amerika Selatan racun yang berasal fungi

Iriawati SITH ITB

Iriawati SITH ITB

Iriawati SITH ITB

SENYAWA FENOLATMetabolit sekunder dari kelompok fenolat, seperti halnya dari kelompok

terpenoid dan alkaloid, terdiri atas sejumlah senyawa yang memiliki strukturmolekul yang heterogen.

Struktur umum : paling sedikit terdapat satu gugus hidroksil pada sistem cincinaromatis

Sebagian besar senyawa fenolat termasuk ke dalam flavonoid. Pada sebagian besar senyawa fenolat, produk awal biosintesisnya adalah

shikimat.

Iriawati SITH ITB

Fenol bersifat asam karena kemampuan disosiasi gugus OH-nya. memiliki kemampuan untuk membentuk kompleks chelat dengan logam mudah teroksidasi membentuk polimer (agregat berwarna gelap

menghambat pertumbuhan, mis. Pencoklatan pada potongan tumbuhanatau tumbuhan mati

contoh : coumarins, asam sinamat, asam sinapinat, coniferyl alcohols

Iriawati SITH ITB

Flavonoids > 2000 macam flavonoid sudah teridentifikasi

Beberapa flavonoid yang penting dan peranannya :

Toksik untuk fungi15isoflavonoids

?65biflavonoids ?Sifat seperti tanin (sepat?)40catechins

Senyawa astringent50proanthocyanidinRasa pahit10dihydrochalcon

repellent pada daun350flavonols

Pigmen bunga berwarnacream 350flavones

Pigmen kuning20auronesPigmen kuning60chalcons

Pigmen merah biru250anthocyanin(s)

PerananJumlah jenis

Iriawati SITH ITB

Struktur dasar flavonoid berasal dari pola C15 flavone.

Perbedaan dengan senyawa fenolat lainnya : tingkat oksidasi cincin pyran di bagian tengah dan sifat biologisnya.

Beberapa kelompok, mis. Flavonon, tidak berwarna, sedangkan kelompok lainnya (mis. Antosian) merupakan pigmen pada tumbuhan.

Iriawati SITH ITB

Iriawati SITH ITB

AnthocyanUmumnya berwarna merah atau kuning, tergantung pada pH. Warna biru diperoleh dari hasil pembentukan chelat dengan ion logam tertentu, mis. Fe atau Al.

Keragaman flavonoid sebagianbesar didasarkan pada polahidroksilasi dan atau metilasidari tiga sistem cincin.

Flavonoid digunakan untukstudi kekerabatan tumbuhantinggi

Iriawati SITH ITB

Quinon

kelompok fenolat, berfungsi sebagai ko-faktorSenyawa fenolat pada tumbuhan umumnya dalam bentuk

terikat dengan molekul lain, seringkali dengan residuglucosyl, sulphate atau asetil

Dalam keadaan bebas dan terdetoksifikasi secara parsial toksik.

Senyawa fenol dengan BM rendah, mis. thymol, digunakansebagai obat antiseptik.

Ikatan antara flavonoid (mis. anthocyan) dan residuglycosyl mempengaruhi warna bunga

Glikosilasi flavonoid proteksi terhadap hama dan hewanlainnya

Iriawati SITH ITB

Iriawati SITH ITB