TERPENOID

Pada mulanya, para ahli kimia mengajukan hipotesa bahwa sintesa terpenoid in vivo dalam jaringan organism melibatkan secara langsung senyawa isoprene. Hipotesa ini didukung oleh penemuan bahwa (+) atau (-) limonene dan (+) – limonene (disebut juga dipenten) pada pirolisa dapat menghasilkan isoprene. Begitu pula dua unit isoprene pada pemanasan dapat menghasilkan dipenten melalui reakasi Diels-Alder.  Terpenoid merupakan derivat dehidrogenasi dan oksigenasi dari senyawa terpen. Terpen merupakan suatu golongan hidrokarbon yang banyak dihasilkan oleh tumbuhan dan sebagian kelompok hewan. Rumus molekul terpen adalah (C₅H₈)_n.

Terpenoid disebut juga dengan isoprenoid. Hal ini disebabkan karena kerangka karbonnya sama seperti senyawa isopren. Secara struktur kimia terenoid merupakan penggabungan dari unit isoprena, dapat berupa rantai terbuka atau siklik, dapat mengandung ikatan rangkap, gugus hidroksil, karbonil atau gugus fungsi lainnya.

Cara mengisolasi terpenoid

Ekstraksi senyawa terpenoid dilakukan dengan dua cara yaitu:

1.       Melalui sokletasi. Sokletasi dilakukan dengan melakukan disokletasi padaserbuk kering yang akan diuji dengan 5L n-hexana. Ekstrak n-hexana dipekatkan lalu disabunkan dalam 50 mL KOH 10%. Ekstrak n-heksana dikentalkan lalu diujifitokimia dan uji aktifitas bakteri.

2.       Dengan teknik maserasi . Maserasi menggunakan pelarut methanol. Ekstrak methanol dipekatkan lalu lalu dihidriolisis dalam 100 mL HCl₄ M.hasil hidrolisis diekstraksi dengan 5 x 50 mL  n-heksana. Ekstrak n-heksanadipekatkan lalu disabunkan dalam 10 mL KOH 10%. Ekstrak n-heksanadikentalkan lalu diuji fitokimia dan uji aktivitas bakteri. Uji aaktivitas bakteridilakukan dengan pembiakan  bakteri dengan menggunakan jarum ose yangdilakukan secara aseptis. Lalu dimasukkan ke dalam tabung yang berisi 2mLMeller-Hinton broth kemudian diinkubasi bakteri homogen selama 24 jam padasuhu 35°C. Suspensi baketri homogeni yang telah diinkubasi siap dioleskan pada permukaan media Mueller-Hinton agar secara merata dengan menggunakan lidikapas yang steril. Kemudian tempelkan disk yang berisi sampel, standartetrasiklin serta pelarutnya yang digunakan sebagai kontrol. Lalu diinkubasiselama 24 jam pada suhu 35°C. dilakukan pengukuran daya hambat zat terhadap bakteri.

Uji fitokimia dapat dilakukan dengan menggunakan pereaksi Lieberman-Burchard. Perekasi Lebermann-Burchard merupakan campuran antara asam setatanhidrat dan asam sulfat pekat. Alasan digunakannya asam asetat anhidrat adalahuntuk membentuk turunan asetil dari steroid yang akan membentuk turunan asetildidalam kloroform setelah. Alasan penggunaan kloroform adalah karena golongansenyawa ini paling larut baik didalam pelarut ini dan yang paling prinsipil adalahtidak mengandung molekul air. Jika dalam larutan uji terdapat molekul air makaasam asetat anhidrat akan berubah menjadi asam asetat sebelum reaksi berjalandan turunan asetil tidak akan terbentuk.

Penentuan Struktur Terpenoid

Terpenoid merupakan bentuk senyawa dengan keragaman struktur yang besar dalam produk alami yang diturunkan dari unit isoprena (C5) yang bergandengan dalam model kepala ke ekor (head-to-tail), sedangkan unit isoprena diturunkan dari metabolisme asam asetat oleh jalur asam mevalonat (mevalonic acid : MVA). Adapun reaksinya adalah sebagai berikut (Anonim, 2006). Senyawa ini memiliki

gugus hidroksi pada atom C21 dengan titik lelehnya 265_-266_C, dan dari berat molekul 440, rumus molekul yang diduga adalah C30H48O2.

Berdasarkan klasifikasi terpenoid, sebagian besar terpenoid mengandung atom karbon yang jumlahnya merupakan kelipatan lima. Penyelidikan kimia selanjutnya menunjukkan bahwa sebagian besar terpenoid mempunyai kerangka karbon yang dibangun oleh dua atau lebih unit C-5 ini dinamakan karena kerangka karbonnya sama seperti isopren.

Penyelidikan yang lebih seksama lagi mengenai struktur molekul terpenoid telah mengungkapkan bagaimana unit-unit isoprene tersebut saling berkaitan secara teratur, dimana “kepala” dari unit yang satu berkaitan dengan “ekor” dari unit lain. Cara penggabungan “kepala ke ekor” dari unit-unit isoprene dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Pada gambar diatas dapat dijelaskan bahwa kaidah ini merupakan cirri khas dari sebagian besar terpenoid sehingga dapat digunakan sebagai hipotesa dalam menentukan struktur terpenoid. Tetapi pada beberapa monoterpen tidak mengikuti kaidah isoprene.

Sebagian besar terpenoid mempunyai kerangka karbon yang dibangun oleh dua atau lebih unit C-5 yang disebut isopren. Klasifikasi terpenoid ditentukan dari unit isopren atau unit C-5 penyusun senyawa tersebut. Senyawa umum biosintesa terpenoid dengan terjadinya 3 reaksi dasar, yaitu:

1.      Pembentukan isoprene aktif berasal dari asam asetat melalui asam mevalonat.

2.      Penggabungan senyawa dan ekor dua unit isopren akan membentuk mono-, seskui-, di-, sester-, dan poli-terpenoid.

3.      Pengabungan ekor dan ekor dari unit C15 atau C20 menghasilkan terpenoid atau steroid.

Senyawa terpenoid dapat dikelompokkan sebagai berikut :

Nama	Rumus	Sumber
Monoterpen	C10H16	Minyak Atsiri
Seskuiterpen	C15H24	Minyak Atsiri
Diterpen	C20H32	Resin Pinus
Triterpen	C30H48	Saponin, Damar
Tetraterpen	C40H64	Pigmen, Karoten
Politerpen	(C5H8)n  n  8	Karet Alam

Biosintesis dari Senyawa Terpenoid

Secara umum biosintesa dari terpenoid dengan terjadinya 3 reaksi dasar, yaitu:

1.      Pembentukan isoprene aktif berasal dari asam asetat melalui asam mevalonat.

2.      Penggabungan kepala dan ekor dua unit isoprene akan membentuk mono-, seskui-, di-. sester-, dan poli-terpenoid.

3.      Penggabungan ekor dan ekor dari unit C-15 atau C-20 menghasilkan triterpenoid dan steroid.

Mekanisme dari tahap-tahap reaksi biosintesis terpenoid adalah asam asetat setelah diaktifkan oleh koenzim A melakukan kondensasi jenis Claisen menghasilkan asam asetoasetat.

            Senyawa yang dihasilkan ini dengan asetil koenzim A melakukan kondensasi jenis aldol menghasilkan rantai karbon bercabang sebagaimana ditemukan pada asam mevalinat, reaksi-reaksi berikutnya adalah fosforialsi, eliminasi asam fosfat dan dekarboksilasimenghasilkan  isopentenil (IPP) yang selanjutnya berisomerisasi menjadi dimetil alil piropospat (DMAPP) oleh enzim isomeriasi. IPP sebagai unti isoprene aktif bergabung secara kepala ke ekor dengan DMAPP dan penggabungan ini merupakan langkah pertama dari polimerisasi isoprene untuk menghasilkan terpenoid.

            Penggabungan ini terjadi karena serangan electron dari ikatan rangkap IPP terhadap atom karbon dari DMAPP yang kekurangan electron diikuti oleh penyingkiran ion pirofosfat yang menghasilkan geranil.pirofosfat (GPP) yaitu senyawa antara bagi semua senyawa monoterpenoid.

            Penggabungan selanjutnya antara satu unti IPP dan GPP dengan menaisme yang sama menghasilkan Farnesil pirofosfat (FPP) yang merupakan senyawa antara bagi semua senyawa seskuiterpenoid. Senyawa diterpenoid diturunkan dari Geranil-Geranil Pirofosfat (GGPP) yang berasal dari kondensasi antara satu unti IPP dan GPP dengan mekanisme yang sama. Mekanisme biosintesa senyawa terpenoid adalah sebagai berikut:

Ujian Middle Semester KOBA

1.  Jelaskan bagaimana hubungan struktur dan kereaktifan beberapa senyawa yang anda kenal terhadap suatu penyakit tertentu.

Jawaban :

Banyak sekali senyawa yang terdapat di alam yang dapat bermanfaat untuk mengobati penyakit tertentu, salah satu cotohnya adalah Kuinolin (yaitu klorokuin, kuinin, amodiakuin, dan meflokuin) sebagai anti malaria yang termasuk dalam golongan Alkaloid. Klorokuin dan antimalaria lainnya yang mengandung cincin kuinolin, membentuk kompleks obat yang sangan toksik (beracun) didalam vakuola sehingga meracuni vakuola lalu menghambat pengambilan makanan sehingga parasit (pembawa penyakit malaria) mati kelaparan.

2.  Uraikanlah dan berikan contoh dimana letak peran penting suatu metabolit sekunder dalam suatu tumbuh – tumbuhan.

Jawaban :

Senyawa metabolit sekunder ialah senyawa – senyawa kimia yang banyak terkandung di alam yang memiliki kemampuan bioaktivitas dan berfungsi sebagai pelindung tumbuhan tersebut dari gangguan hama penyakit untuk tumbuhan itu sendiri ataupun untuk lingkungannya. Pada umumnya banyak terdapat dalam akar, kulit, batang, daun, bunga, buah, dan biji pada tumbuhan. Contohnya adalah Poligodial dan Warbuganal (golongan terpenoid) yang merupakan zat penolak makan untuk berbagai jenis serangga

3.  Kemukakan gagasan anda, bagaimana idenya suatu senyawa bisa diisolasi dan purifikasi.

Jawaban :

Begitu banyaknya bahan di alam yang mengandung senyawa kimia yang bermanfaat bagi kehidupan. Contohnya seperti tanaman andong yang pada zaman dahulu banyak digunakan masyarakat sebagai obat diare dan disentri. Hal ini mengundang keingintahuan tentang senywa aktif apa yang terdapat di tanaman andong yang dapat bereaksi menyembuhkan diare. Setelah terdapat masalah, maka dicari literature yang terkait dengan masalah dan didapat dari penelitian sebelumnya bahwa terdapat saponin steroid di dalam daun andong tersebut.

Untuk mengisolasi senyawa tersebut, daun andong dibuat menjadi sampel kering, berupa serbuk, lalu serbuk tersebut direaksikan dengan berbagai pelarut organic sehingga terbentuklah endapan saponin melalui proses tertentu. Setelah endapan dimurnikan, maka dilakukan pemisahan dengan menggunakan kromatografi yang sesuai.

4.  Kemukakan bagaimana idenya suatu senyawa bahan alam dapat diketahui alur biosintesisnya.

Jawaban :

Untuk mengetahui bagaimana alur biosintesis suatu senyawa bahan alam, terlebih dahulu qt harus menentukan senyawa apa yang akan kita biosintesis. Selanjutnya tugas kita adalah mencari tau bagaimana struktur kimia dari senyawa tersebut. Lalu kita dapat menentukan senyawa apa yang harus diisolasi yang hamper serupa strukturnya dengan senyawa yang akan kita sintesis tadi. Lalu kemiripan – kemiripan kedua senyawa diidentifikasi, dan dicari cara bagaimana mengotak atik struktur tersebut sehingga didapatlah senyawa yang dibiosintesis.