of 78/78
SENYAWA FENOLIK ALAM OLEH BURHANUDDIN TAEBE

Senyawa Fenolik Alam-1

  • View
    89

  • Download
    10

Embed Size (px)

Text of Senyawa Fenolik Alam-1

  • SENYAWA FENOLIK ALAMOLEH

    BURHANUDDIN TAEBE

  • PENDAHULUANSENYAWA AROMATIK ALAM, TERSEBAR PADA M.O DAN TUMBUHAN TINGGI UMUM BERUPA ZAT WARNA ALAMKARBON AROMATIK TERSUBTITUSI SATU ATAU LEBIH GUGUS HIDROKSIL BIOGENETIK LEWAT JALUR JALUR SHIKIMAT JALUR ASETAT MEVALONAT JALUR GABUNGAN KEDUANYA

  • SENYAWA FENOLIK ALAM POLIKETIDAFENILPROPANOID

  • POLIKETIDA Asam asetat (Asetil CoA, Malonil CoA) sumber atom C Metabolit sekunder pada fungi dan bakteri Contoh :- asam orselinat, fungi dan linchen - endokrosin, pigmen antrakuinon lichenCebtralia endocrocea dan fungus Claviceps purpurea - griseofulvin, Penicillium griseo- fulvin - kulvularin, Culvularis sp

  • Pada biosintesis asam lemak tiap pe-nambahan unit C2 didahului dengan re-duksi gugus karbonil menjadi gugus metilen

    Pada biosintesis poliketida perpanjang-an rantai tidak didahului dengan reduk-si

    Senyawa asam poli b keto, sangat re-aktif karena mengandung gugus meti-len aktif (nukleofil potensial) dan gugus karbonil (elektrofil potensial)

  • Kondensasi tipe krotonat (aldol)

  • Kondensasi tipe Claisen

  • Kondensasi tipe laktonisasi

    Kondensasi tipe eterifikasi

  • a. Kondensasi tipe Kroton (aldol) : kondensasi gugus karbonil dengan gugus metilenb. Kondensasi tipe Claisen : kondensa-si hidroksil dari gugus karboksilat de-ngan metilenc. Kondensasi tipe laktonisasi : gugus hidroksil dari karboksilat membentuk jembatan dengan gugus hidroksid. Kondensasi tipe eterifikasi : jemba-tan antara gugus karbonil dengan gugus karbonil

  • BIOGENETIKReaksi a d memberi pola kedudukan gugus hidroksil (atau gugus karbonil) berselang-seling khas cincin poliketidaPola di atas akan berubah oleh proses oksidatif dan reduktif yang terjadi sete-lah / sebelum siklisasiCollie peneliti pertama biogenetik poli-ketida produk alami senyawa poliasetat (ketometilena) dan mengha-silkan dehidroasetat dan dihidronaf-talena dari pirolisis ester asetat

  • ATURAN BIOGENETIK ASETAT BIRCHAdisi dari unit C2 (pembuatan rantai)

    Oksidasi, reduksi dan alkilasi rantai poliketida

    Stabilasasi rantai dengan siklisasi intra-molelkuler

    Modifikasi sekunder gugus fungsional atau kerangka mono / polisiklik dari langkah 3

  • Aturan biogenetik Birch tidak ha-rus berurutanLangkah (2) dan (4) tidak selalu berlangsungLangkah (2) dapat terjadi bersa-ma langkah (1) Langkah (1), setelah terjadi lang-kah (3) dan (4) atau langkah (3) berlangsung selama siklisasi intramolekuler

  • MODIFIKASI RANTAI POLIKETIDABeberapa senyawa penyerang zat pere-duksi : S-adenosil metionina, dimetil alil pirofosfat pada rantai poliketidaReaksi-reaksi Produk poliketida Sblm pbtkan produk poliketidaReduksi Biasa terjadi F Jarang Oksidasi Jarang biasa Terjadi F,PMetilasi C Sangat sering F Tidak seringMetilasi O - Sangat sering F,PPrenilasi C Agak sering F,P Biasa terjadi F,PPrenilasi O - Biasa terjadi PGlikosidasi C - Jarang PGlikosidasi O - Biasa terjadi P

  • ADISI UNIT-UNIT C2Adisi unit-unit C2 poliketida berlangsung secara kondensasi Claisen

    Gugus asil terikat tiol dari kompleks multi enzim berikatan dengan malonil terikat pada sulfur

    Bentuk aktif Unit C2 adalah Asetil KoA dan Malonil KoA (dari karboksilasi asetil KoA)

  • Pada biosintesis klavatol pada Asper-gillus fumigatus dengan pelabelan menginkorporasi (metil 14C) metioni-na kedalam gugus metil pada cincin benzenInkorporasi tidak terjadi pada (1-14C) 2,4 dihidroksiasetofenon atau (1-14C) 2,4 dihidroksimetilasetofenonHal di atas membuktikan gugus metil masuk pada rantai poliketometilena dan tidak pada cincin aromatis A.fumigatus

  • REAKSI RANTAI POLIKETOMETILENABanyaknya struktur yang mungkin terjadi tergantung panjang rantai dan gugus fungsionalReaksi siklisasi dapat berlangsung atau kombinasi siklisasiSatu jenis rantai poliketida tidak untuk berbagai produk, tetapi ada kekhususan dan tergantung dari matriks enzimFakta, satu organisme tidak banyak matriks enzim yang berhubungan satu dengan lain

  • Beberapa Kerangka Poliketida

  • MODIFIKASI SEKUNDER POLIKETIDASetelah siklisasi, poliketida dapat mengalami modifikasiTransformasi umum adalah oksidatif dari gugus metil menjadi karboksilatGugus karboksil yang terbentuk dapat berubah menjadi hidrogen (dekarboksilasi non-oksidatif) atau hidroksil (dekarboksilasi oksidatif)Oksidasi pertama dipengaruhi oksigenase dan bersifat ireversibelPengubahan alkohol primer menjadi aldehida kemudian asam karboksilat dikatalis dehidro-genase (pengaruh NAD (P) atau flavoprotein

  • Katabolisme dari gugus metil aromatis

  • Biosintesis asam gentisat serta transformasi sekunder asam 6-metil salisilat

  • Biosintesis asam gentisat melalui 2 jalur; - derivatisasi glukosa lewat jalur asam shikimat dari 4-hidroksi-2- asam benzoat - Jalur asam asetat (dibuktikan Penicillium urticae) dari asam 6- metil salisilat

    Biosintesis griseofulvin dengan 2 pro-ses umum; introduksi atom halogen ke dalam cincin aromatis dan penggabung- an oksidatif dari cincin fenil

  • Oksigenase penyebab pecah cincin poliketida misalnya ; patulin pada Peni-cillium patulum, asam penisilat pada P. puberulum, asam stipitat pada P.stipi-tatum

  • Inkorporat prazat dan perkiraan biosintetik patulin, asam penisilat dan stipitat

  • POLIKETIDASENYAWA KUINON 1.1 Benzokuinon 1.2 Naftokuinon 1.3 Antrakuinon dan Antron 1.4 Kuinon lain 2. BENZOFENON XANTON3. DEPSIDA DEPSIDON4. AFLATOKSIN5. TETRASIKLIN6. ANTIBIOTIKA MAKROLIDA

  • 1. SENYAWA KUINON

    Sebagai produk akhir proses oksidasi mono dan polisiklik dengan struktur akhir 1,4 kuinonAtom karbon bersumber dari asetat dan mevalonat atau jalur shikimat asam amino aromatikInterkonversi kuinon (Q) dengan air (H2O) membantu membawa elektron H2Q Q + 2e- + 2H+Bersifat nukleofilTerbentuk dalam jumlah besar dari m.o tanah atau oksidasi turunan pirogalol

  • 1.1 BenzokuinonFumigatin dan hidroksimetil p-benzo-kuinin (juga p-benzokuimon lain) telah banyak diisolasi dari fungiShanorelin, pigmen kuning Shanorella spirotricha (Ascomycetes)Sitrinin metabolit jamur berkhasiat anti biotik, juga dapat diisolasi dari tumbuh an tinggi Crotolaria uripataFuscin diisolasi Oidiodendron fuscum, atom c5 dari asam mevalonatp-Benzokuinon dan turunannya terdapat arthropoda, milliapoda dan insekta (mungkin sebagai subtansi pertahanan)

  • BIOSINTESIS SHANORELIN

  • 1.2 Naftokuinon - Jalur poliketida membentukan inti naftoku-inon dan benzokuinon banyak terdapat dalam m.o dan kurang pada tumbuhan tinggi (lewat jalur lain) - Binaftil dan 3,9-dihidroksiperilena-3,10-kui-non dalam Daldinia concentrica lewat jalur 1,8-dihidronaftalena secara oksidatif - Plumbagin dan metiljuglon berasal dari hek-saketida dalam Drosera dan Plumbago - Naftokuinon lain dalam fungi; heptaketidan (mavanisin), oktaketida (eritrostaminon) - Ekinokrom dan spinokrom terdapat dalam organ seksual dan duri bintang laut (Paracen-trotus lividus), berasal dari asam asetat

  • 1.3 Antrakuinon dan Antron

    Antrasen (utama tingkat oksidasi kuinon) terda-pat dalam m.o, tumbuhan dan binatang rendahKerangka trisiklik kehilangan gugus 3-karboksi-lat, menghasilkan turunan antrasena (15 atom C), dikenal dan ditemukan banyak dalam fungi bersa-ma antron dan antron dimer Penicillium islandi-cumRutilantinon (glikosida antibiotik) merupakan antrakuinon dari Strptomyces sp.Emodin banyak dalam fungi imperfektif dan tum-buhan tinggi sebagai glikosida (Rhamnus frangu-la)

  • Emodin banyak dalam fungi imperfektif dan tumbuhan tinggi sebagai glikosida (Rhamnus frangula)Penelitian menunjukkan emodin berasal dari satu atau lebih rantai poliketida, islandisinPenelitian lain terhadap sitromisetin menggunakan dietil (2-14C) malonat, dengan jalur biosintetik adalah c atau a

  • 1.4 ANTRAKUINON LAIN - Sebagian besar merupakan pigmen pada fungi dan bakteri, jarang pada tumbuhan tinggi - Tetragomisin dari Streptomyces rimo-sus, merupakan dekaketida - Dentilkulatol, hipoerisin dari Hyperi-cum perforatum, berasal dari penggabungan oksidatif dengan prazat antrasena kedudukan, 4-, 5- dan 10- - Dimerisasi oksidatif naftalena, memben tuk perilena-kuinon

  • 2. BENZOFENON DAN XANTONBiosntesis benzofenon, ada 3 jalur yang di-temukan (dua jalur melalui poliketida) pada m.o dan lichenes, misal: jalur jenis pertama pembentukan jenis griseofenon (biosintesis griseofulvin), sedang jalur alternatif pemben-tukan sulokrin pada Aspergillus terreusIkatan 9 9a antrakuinon tipe emodin, terpu-tus secara oksidatif (dibuktikan pembentukan kuestin dari sulokrin)Jalur ketiga, misal pembentukan protokotoin, umum pada tumbuhan tinggi, siklisasi tipe asilfloroglusinol dari poli-ketometilena, dari asam benzoat ditambah 3 unit C2(malonil CoA)

  • Biosintesis campuran ditandai dari jumlah atom karbon kerangkanya (C13, C14 dan C15 pada kedua jalur sebelum) dari pola hidroksilasi kedua cincin benzen; cincin triasetat (A) mempunyai tiga atom oksigen berselang-seling (2, 4, 6). Cincin dari shikimat (B) berjajar (3, 4, 5)

    Jalur 4 benzofenon dan xanton ditemu-kan seluruh berasal dari shikimat dalam tumbuhan lewat katabolisme 4-aril kumarin

  • Jalur a menerangkan pembentukan kerangka C13 dari xanton tumbuhan, misal: jakareubin dan mengiferin. Ber-asal dari biosintesis campiran, gugus hidroksi meta pada cincin B mungkin telah ada pada asam benzoat awal, atau dibentuk dengan hidroksilasi prazat benzofenon menjadi gugus hidroksi paraJalur b xanton dengan tipe lichexanton, dihasilkan m.o, kedua gugus hidroksi berkedudukan orto pada cincin A dan B, mungkin berasal dari poliketida

  • 4. DEPSIDA DEPSIDONDepsida merupakan persekutuan dua atau lebih molekul asam di atau trihidroksi benzoat, mempunyai ikatan ester antara gugus karboksilat dari satu unit dengan gugus fenol dari molekul lainKhas metabolit lichen, asam di dan trigalat dianggap sebagai depsidaSifat poliketida terlihat dari struktur (asam monomer adalah asam orselinat (contoh; asam lekaronat), homolognya (asam divarikatat)

  • Antranorin perlu dua atom C (bintang), diperkirakan bergabung pada rantai poliketometilen, bukan pada senyawa antara asam orselinat atau asam leka-ronatHasil penelitian ini memberi informasi: 1. Sintesis unit monomer aromatik me- lalui siklisasi tipe asam orselinat, di- mulai dari poliketida asli atau termo- difikasi 2. Kondensasi unit dengan gugus hidro ksi fenolik dengan gugus karboksilat yang teraktivasi

  • Depsidon, terdapat dalam lichen, mem-punyai jembatan eter antara dua cincin aromatik yang berdampingan dalam molekul depsidaDepsida dan depsidon, punya hubung-an struktur erat, terdapat bersama da-lam satu organisme, bahkan diperkira-kan punya hubungan biogenetik yang dekatDepsidon mungkin berasal dari depsi-da, mengalami oksidasi fenolDepsidan dan depsidon dikenal berasal dari lichen, kecuali nidulin dari Asper-gillus nidulans

  • 4. AFLATOKSINGolongan metabolit fungi, punya struk-tur, biogenetik dan sifat toksikologis samaSifat umum, ada dua cincin tetrahidro-furan, bergandengan pada ikatan 2,3, bagian molekul lain misal ; xanton (stregmatosistin), kumarin (aflatoksin B, aflatoksin G)Dihasilkan fungi imperfektif (Aspergil-lus, A.versicolor, A.flavus)Sangat toksis bersifat karsinogenik, pada tikus aktif pada dosis 1 mg sehariBuchi mempelajari biosintesis

  • 5. TETRASIKLINGolongan antibiotik dengan aktivitas bakteriostatik luas dan dibiosintesis oleh berbagai Streptomyces sp dengan kerangka naftasena C18 yang sebagian terhidrogenasiBiosintesis dimulai dari silklisasi nona-ketida (dapat atau tidak didahului modi-fikasi)Senyawa intermediat pretetramida atau 6-metilpretetramida dengan malonamoil KoA

  • R1R2R3SenyawaHHH6-DimetiltetrasiklinHCH3HTetrasiklinClHH7-Kloro-6-dimetiltetrasiklinHCH3OH5-Hidroksitetrasiklin (Teramisin)ClCH3H7-Klorotetrasiklin (Auromisin)

  • 6. ANTIBIOTIKA MAKROLIDADihasilkan jenis Streptomyces sp., umumnya mempunyai sifat bakteriostatikaMakrolida berasal dari, sifat struktur molekul terdapat lakton makrosiklikRantai alifatis bersifat jenuh dan bercabang tersusun 10 atom karbon, misal eritromisinTerdapat satu tiga molekul gula, terikat secara glikosidis pada subtituen lakton (misal gula; deoksiheksosa dalam bentuk piranosa dengan subtutuen metil, dimetil, atau metoksi (eritromisn B dan C)

  • ***************

    ***************************************************************