12/25/20201 KIMIA BAHAN ALAM 1 OLEH M. Rifqi Efendi, M. Farm, Apt

Apa itu “Kimia Bahan Alam” ? Apa contoh “Kimia Bahan Alam” ? Bagaimana cara memperolehnya ? Apa hubungan/manfaat-nya dengan ilmu kefarmasian/ kedokteran ?

12/25/20203

Seluruh organisme harus mampu mengubah dan menginterkonversi sejumlah besar senyawa- senyawa organik untuk hidup, tumbuh dan berkembang biak Kebutuhannya tercukupi dengan adanya energi dalam bentuk ATP dan suplai senyawa-senyawa prekursor pembentuk jaringan Serangkaian reaksi kimia dengan adanya enzim untuk tujuan diatas disebut Reaksi Metabolisme Intermediat, siklus yang terdapat didalamnya disebut Siklus Metabolisme 12/25/20204

Reaksi sintesa,degradasi/penguraian dan interkonversi molekul-molekul dasar kehidupan, spt: Karbohidrat Protein Lemak Asam Nukleat Selanjutnya disebut: Metabolit Primer 12/25/20205

Beberapa contoh reaksi metabolisme Primer: Siklus Glikolisis; reaksi degradasi karbohidrat Siklus Krebs/Asam Sitrat/Asam Trikarboksilat: reaksi oksidasi yang menghasilkan energi Siklus Beta-Oksidasi: reaksi oksidasi asam lemak Semua reaksi metabolisme melepaskan energi dari senyawa organik melalui reaksi oksidasi. 12/25/20206

Reaksi sintesa, degradasi dan interkonversi molekul-molekul yang terbatas distribusinya di alam Senyawa2 yang terlibat pada reaksi tsb: Metabolit Sekunder Ditemukan hanya pada organisme2 khusus, atau kelompok organisme tertentu dan mengekspresikan individualitas organisme tersebut Fungsi dan manfaat metabolit sekunder terhadap produsennya belum diketahui dengan pasti 12/25/20207

Sebagai senyawa toksik yang berperan dalam pertahanan terhadap serangan predator Sebagai senyawa attraktant terhadap spesies yang sama atau berbeda Sebagai senyawa pemberi warna yang bersifat attraktan atau warning terhadap spesies lain Berperan penting dalam penampilan- “well-being” produsennya Sumber produk alami yang aktif secara farmakologis 12/25/20208

= Prekursor, atau bahan dasar pembentuk Prekursor metabolit sekunder berasal dari reaksi metabolisme primer Prekursor penting dalam reaksi biosintesa metabolit sekunder: Asetil CoA Asam Shikimat Asam Mevalonat 1-deoksisilulosa-5-P Masing2 digunakan dalam siklus asetat, siklus shikimat, siklus mevalonat dan deoksisilulosa posfat 12/25/20209

Dibentuk melalui oxidative decarboxylation dari produk siklus glikolisis yaitu Asam pirufat Dibentuk dari hasil β oksidasi asam lemak Senyawa metabolit yang dihasilkan : senyawa fenolik, prostaglandin, derivat makrolida

Dihasilkan dari kombinasi phospoenolphyruvat (glikolisis intermediet) dan erytrose-4-Phospate Metabolit sekunder: phenol, turunan asam sinamat, lignan, dan alkaloid

Terbentuk dari tiga molekul Asetil Co A Meskipun asam mevalonat terbentuk dari perkusor yang sama dengan siklus asetat, metabolit yang dihasilkan berbeda Deoxyxyllulose phosphate (Deoxyxyllulose phosphate) Terbentuk dari kombinasi dua intermediet glikolisis yaitu asam piruvat dan glyceraldehyde 3-P # kedua siklus bertanggung jawab dalam biosintesis senyawa terpenoid dan steroid

Poliasetilen/Poliketida, Prostaglandin Antibiotika Makrolitik

Senyawa dengan satu atom C (C1) Senyawa dengan dua atom C (C2) Senyawa dengan lima atom C (C5) Kerangka C6C3 Kerangka C6C2N Kerangka indole C2N Kerangka C4N Kerangka C5N

Menggunakan prekusor yang paling sederhana, biasanya membentuk gugus metil yang biasanya menempel pada oksigen atau nitrogen. L-methionine S-methyl Contoh: gugus methylenedioxy (OCH2O)

Dua unit kabon diperoleh dari prekusor Asetil Co-A Dapat membentuk gugus asetil, ester, rantai alkil panjang (ex: asam lemak), sistem aromatik (ex: fenol) Asetil Co-A dikonversi menjadi bentuk yang lebih reaktif yaitu malonyl Co-A

Dibentuk dari unit isopren (C5), Senyawa dibentuk dari gabungan prekusor yaitu mevalonat dan deoxyxylulose phospate

Phenylpropyl diperoleh dari kerangka karbon ---- L- phenylalanine atau L-Tyrosine. Unit C3 dapat berupa rantai samping tunggal, rangkap, atua oksigenasi Modifikasi satu atau dua karbon dari C6C3 membentuk---- C6C2 dan C6C1 unit

Unit ini dibentuk dari prekusor L-phenylalanine atau L-Tyrosine, tetapi lebih sering L-Tyrosine, Pembentukan kerangka ini dengan cara menghilangkan gugus karboksil pada asam amino

Diperoleh dari hasil dekarboksilasi asam amino L-tryptopan

Unit C4N biasanya ditemukan pada sistem heterosiklik pyrolidin yang dihasilakan dari non protein asam amino L-ornithine hilangnya Asam karboksilat dan α-amino nitrogen

Mekanisme pembentukan hampir sama dengan C4N Prekusornya L-lysine Membentuk ring sistem piperidin

C1 metil diperoleh dari L-metionin melalui mekanisme subtitusi Dialam L-metionin S-Adenosylmetionine (SAM) Proses transformasi ini menyebabkan kekurangan elektron pada sulfur (Charged positive) dan memfasilitasi terjadinya subtitusi nukleofilik.

O-metil dan N-metil yang diperoleh dari gugus fungsi hidroksi dan amida (sebagai nuklefilik)

Posisi orto atau para kelompok fenol, atau posisi berdekatan dengan satu atau lebih gugus karbonil merupakan kandidat untuk C-metilasi.

C5 isopren unit dibentuk dari dimethylallyl diphosphate (DMAPP) DMAPP bisa bekerja sebagai alkilating agent DMAPP dapat terionisasi menjadi allylic carbocation

Elktrofilik adisi antara karbokation dengan alkena----- terpenoid dan steroid Karbokation dengan alkena pada molekul yang sama akan terjadi reaksi siklisasi

Kondensasi tipe Kroton (aldol) : kondensasi gugus karbonil dengan gugus metilen Kondensasi tipe Claisen : kondensa-si hidroksil dari gugus karboksilat de-ngan metilen

Merubah gugus amino dari asam amino menjadi asam keto

Mekanisme menghilangkan porsi dari kerangka karbon.

Menghilangkan dua atom hidrogen dari substrat melalui aseptor koenzim

Menghilangkan hidrogen dari subtrat melalui molekul oksigen atau hidrogen peroksida

Penambahan secara langsung oksigen dari molekul oksigen pada substrat

Menambahkan dua oksigen dari molekul oksigen pada substrat

Mentransformasi amin menjadi aldehid

Many natural products are produced by the coupling of two or more phenolic systems, in a process readily rationalized by means of free radical reactions.

Glikosida dan polisakarida terbentuk melalui melekatnya satu unit gula pada atom yang sesuai dari aglikon