FENIL PROPANOID Transformasi L-fenilalanina dan L-tirosin dalam tumbuhan dapat berlangsung sbb. Kedua asam amino ini seimbang dengan asam fenilpiruvat.

Presentasi berjudul: "FENIL PROPANOID Transformasi L-fenilalanina dan L-tirosin dalam tumbuhan dapat berlangsung sbb. Kedua asam amino ini seimbang dengan asam fenilpiruvat."— Transcript presentasi:

1 FENIL PROPANOID Transformasi L-fenilalanina dan L-tirosin dalam tumbuhan dapat berlangsung sbb. Kedua asam amino ini seimbang dengan asam fenilpiruvat / asam p-hidroksi fenilpiruvat Fenilalanina terlibat transformasi menjadi trans asam sinamat, tirosin terlibat proses lain Rantai samping gugus karboksilat terlepas, b – feniletilamina dan b – fenilasetaldehida, biasa disertai dengan gugus hidroksil pada aromatis Metabolit fenilalanina (dan tirosin) dengan asam amino tetap utuh dikenal Fenilpropanoid

2 Merupakan senyawa Fenol umum pada tumbuhan tinggi
Dibiosintesis lewat jalur shikimat Ciri satu cincin benzena tersubtitusi dengan rantai karbon propil Pola oksidasi teratur, maksimum sebagai trihidroksi, bisa 3,4-dihidroksi, 4-hidroksi atau sama sekali tidak

3

4 TURUNAN ASAM FENILPIRUVAT
Asam L-tropat, atropat dan L-a-fenilgliserat dialam dalam bentuk ester pada basa alkaloid, misal : tropin Terbukti dengan inkorporasi 14C fenilalanina, 3 atom rantai samping membuktikan berhubung-an atom C gugus karboksilat (a) Transposisi gugus karboksilat, proses tidak lazim dalam kimia organik, pengaturan ulang in vitro (mungkin juga in vivo) adalah perubahan ester tiol asam glisidat menjadi tiol ester a-formil(b) pengaruh BF3

5

6 Pada fungi dan lichenes, asam fenilpiruvat dan turunannya teroksigenasi pada cincinnya, ter-transformasi lebih lanjut dengan pengaturan rantai samping Menggunakan atom 14C fenilalanina pada Ever-nin vulpina, asam vulpinat dengan atom karbon terlabel tersebar pada keempat rantai, tidak ter-ikat langsung pada cincin aromatik Penjelasan, ada intermedit trifenil simetris (asam poliporat), pemutusan oksidatif cincin di-hidroksi p-benzokuinon, hasil asam karboksilat m-Tirosin, prazat volukrisporin (Volucrispora aurantiaca),gugus karbonil sikloheksana tereduksi

7

8 Katabolisme L-tirosina dalam tumbuhan dan hewan, ubah asam p-hidroksifenil piruvat jadi asam homogentisat. Mekanisme, dekarboksi-lasi oksidatif, oksidasi cincin aromatik dan per-pindahan rantai samping, dikatalis enzim/mul-tienzim (oksidase p-hidroksi fenilpiruvat), dibu-tuhkan Cu, Vitamin C (CoEnz) Dalam hewan asam homogentisat, terurai,asam 4-maleilasetatoasetat (enzim oksidase homo-gentisat), terisomerisasi asam 4-fumarilaseto-asetat, pecah asam fumarat (masuk siklus asam trikarboksilat) dan asam asetat (sumber astat)

9 Tidak ada enzim oksidase asam homogentisat pada anak baru lahir, karena kesalahan heriditer, tanda ekskresi asam homogentisat berlebih air seni (alkaptonuria). Tambah alkali, air seni berubah coklat, karena trans-formasi oksidatif asam homogentisat jadi kuinon, ber-polimerisasi jadi senyawa melanin. Waktu muda kelainan belum muncul, dewasa / tua Metabolisme bawaan lain berkaitan katabolisme fenilalanina (terjadi elmiminasi asam fenilpiruvat dan fenillaktat dalam air seni) dan tirosina L-Fenilalanina tidak dapat diubah jadi L-Tirosina (tidak ada hidroksilase L-fenilalanina) Anak penderita bawaan ini perkembangan fisiologis kurang baik (hilang pigmen kulit, rambut dan mata, tanda albinisme)

10

11 ATAS KERANGKA DASAR DIKENAL JENIS FENIL PROPANA
TURUNAN SINAMAT 2. TURUNAN KUMARIN

12 3. TURUNAN PROPENILFENOL
4. TURUNAN ALILFENOL

13 BIOSINTESIS Asam shikimat pertamakali ditemukan Illicium religiosus Biosintesis fenilpropanoid lewat jalur asam shikimat ditemukan pertama m.o Pertama interaksi eritrosa dengan asam fosfoenolpiruvat (gugus metilen asam fosfoenolpiruvat nukleofilik dengan gugus karbonil dari eritrosa Senyawa antara tersiklisasi secara intramolekuler, hasil asam 5-dehidro-kuinat, lanjut berubah menjadi asam shikimat

14 Asam prefanat terbentuk lewat adisi asam shikimat dengan fosfoenolpiru-vat
Aromatisasi asam prefenat, asam fenil piruvat, transformasi, fenil alanin deaminasi, ASAM SINAMAT. Deaminasi juga terjadi pada tirosin, asam p-KUMARAT Asam sinamat, mengalami transfor-masi biogenetik, turunan fenilpropa-noid

15

16

17 SENYAWA ASAM SINAMAT Transformasi L-fenilalanina jadi trans sinamat (tumbuhan berberkas pengangkutan) dikatalis PAL, membentuk golongan lignin & flavonoid Tirosina, deaminasi dikatalis enzim TAL (Mono-kotil) , asam p-kumarat Asam 3,4,5 trihidroksisinamat (asam galat) dan 3,4 dihidroksisinamat (asam sinapat) metabolit intermedit o-Hidroksisinamat (berubah o-kumarat dan 2,4-dihidroksisinamat) intermedit kumarin

18

19 Dalam jaringan tumbuhan asam sinamat berga-bung molekul yang polihidroksilasi, sehingga kelarutan besar dalam air Konyugasi asam sinapat yang terhidroksilasi meli-batkan gugus karboksilat / hidroksi fenolik (misal asam kuinat dengan D-glukopiranosa), penggabungan dengan asam tartrat (asam monokafeiltartrat dan asam sikorat) Konyugasi punya arti fisiologis karena be-berapa transformasi asam sinamat (misal hid-roksilasi) berlangsung pada asam diencerkan pada asam kuinat (punya kelarutan lebih besar

20

21 Asam rosmarinat, pada tumbuhan menta dibuktikan bahwa asam kafeat berasal dari L-fenilalanina
Asam 3,4-dihidroksifenillaktat berasal dari sunber L-tirosina melalui DOPA (3,4-DihidrOksi f(PH)enilAlanina) dan asam 3,4-dihidroksifenil piruvat

22

23 TRANSFORMASI SINAMAT Biosintesis senyawa fenilpropanoid melalui reaksi sekunder (transformasi) rantai samping asam sinamat, hasil alil fenol dan propenil fenol Alil fenol dan propenil fenol, sering bersama dalam m.a, misal : miristin (m.pala), eugenol (m.cengkeh) Asam sinamat dapat mengalami trans-formasi, melalui o-hidroksi, asam o-ku-marat, isomerisasi trans-sis dan lak-tonisasi, kumarin

24

25

26 SINTESIS TURUNAN SINAMAT
REAKSI PERKIN, Kondensasi aldol, antara benzaldehida dengan anhidrida asetat dengan katalis garam natrium dari asamnya REAKSI KNOEVENAGEL, Kondensasi aldol, antara benzaldehida dengan asam atau ester malonat, katalisator suatu basa atau antara aldehida aromatis dengan ester asetat suasana basa

27 REAKSI PERKIN REAKSI KNOEVENAGEL

28 TRANSFORMASI RANTAI SAMPING ASAM SINAMAT
Perubahan tingkat oksidasi, tanpa perubahan panjang rantai karbon (sinamil alkohol, alil dan propenil fenol) Pembentukan ikatan C – C baru antara unit fenilpropana lain (bis-arilpropanoid, lignan dan neolignan, lignin) Reduksi ukuran rantai karbon (stirena, asetofenon, asam-asam benzoat) Perbesaran ukuran rantai karbon (stilbena, flavonoid, isoflavonoid)

29 1. Senyawa Alil dan Propenil Fenol
Beberapa senyawa fenilpropanoid berasal dari asam sinamat mengalami reduksi gugus karboksilat (sinamaldehid dan sinapil alkohol) atau ikatan rangkap (asam dihidrosinamat) atau keduanya (dihidrosinamil alkohol) Sinamil alkohol merupakan intermedit obligatory pada pembentukan lignin Reduksi mungkin mulai terjadi pada ester CoASH, seperti reduksi karbonil dikatalis enzim dehidrogenase pada NAD(P)

30

31 Alil dan propenil fenol ada kaitannya, mempunyai gugus hidroksi fenol, atau gugus eter pada C4 dengan gugus metok-si atau metilen dioksi Sering terjadi perubahan gugus karboksi-lat menjadi alkohol primer, metil dioksi-dasi gugus alkohol primer, reduksi kar-bon tersubtitusi dengan hidroksil menjadi karbon jenuh (metil, metilen, metina) jarang karena sukar subtitusi hidroksil Hipotesis biogenetik pembentukan alil atau propenil fenol dikemukakan Birch

32 2 3 4 5 ALIL FENOL PROPENIL FENOL KAVIKOL OH ESTRAGOL OCH3 ANETOL
PROPENIL FENOL KAVIKOL OH ESTRAGOL OCH3 ANETOL EUGENOL OCH OH ISOEUGENOL SAFROL O – CH2 – O ISOSAFROL ELEMISIN OCH OCH OCH3 ISOELEMISIN MIRISTIN O – CH2 – O OCH3 ISOMIRISTIN APIOL OCH O – CH2 – O OCH3 ISOAPIOL

33

34 2. Senyawa Lignan dan neolignan
Kerangka karbonnya berasal dari dua unit fenilpropa-na, disatukan oleh minimal satu ikatan C – C antara dua posisi sentral (b dan b’) dari kedua rantai C3 Ditemukan dalam tumbuhan tinggi, kedua unit fenil propana berasal dari asam shikimat Asal usul penggabungan (b - b’) adalah penggabung-an oksidatif dari dua unit C6 – C3 Kedua radikal p-hidroksistirena membentuk dimer kuinometida (metida kuinon), langsung atau setelah mengalami pengaturan ulang digunakan tumbuhan mensintesis lignin dan lignan

35 Hipotesis tersebut bertentangan dengan alasan ini :
Ada senyawa lignan alam dibentuk dari senyawa dengan tingkat oksidasi atom karbon b dan b’ lebih rendah yang diperkirakan, bagi prazat dari stirena dan bagi suatu dimerisasi oksidatif serta polimerisasi yang biasa membentuk lignin (galgravin) Semua lignan menunjukkan sifat optis aktif (biasa tertutupi kompensasi internal) sehingga berbeda dengan lignin dan produk degradasinya Senyawa lignan trimer atau dimer tidak ditemukan dialam, polimer sejenis harus merupan intermedit, bila pengubahan senyawa lignan dimer menjadi lignan polimer

36

37

38

39

40 Hipotesis dari Neish lebih sesuai karena senya-wa lignan dibentuk dari proses oksidasi stereo-spesifik unit p-hidroksi stirena oleh enzim yang berbeda dengan enzim aktif dari biosintesis lignin (tempat terjadi oksidasi-reduksi lignan dan lignin berbeda) Podofilotoksin (Podophyllum emodi), sebagai antitumor, lignan berasal dari Marga Magnoli-aceae, Piperaceae Gottlieb, neolignan senyawa-senyawa bis-aril propanoid yang dua unit C6 – C3 dari 4 alil atau 4 – propenil fenol dihubungkan oleh ikatan yang berlainan dari ikatan karbon b - b’ yang khas pada lignan. Penggabungannya oksidatif, diikuti degradasi khusus intermediat kuinometida

41 Sintesis neolignan, minimal satu posisi penggabungan dua unit C6 – C3 berlainan jenis b, senyawa terlibat tidak harus senyawa sejenis stirena, bisa alil fenol diinkorporasikan Senyawa neolignan mungkin timbul tempat memproduksi senyawa lignin Enzim sejenis lakase dan peroksidase berperan pada pasangan molekul dengan struktur 4-pro-penil / 4-alil-fenol (neolignan) atau unit p-hidrok-sinamat (lignol) Gugus alkohol biasa tidak terdapat dalam neo-lignan, sehingga terbatas polimerisasi Erdtman, proses polimerisasi pembentukan lignin karena jembatan oksida dari kuinometida

42

43

44 3. SENYAWA LIGNIN Gymnospermae dan Angiospermae memiliki sel silem terdapat dalam batang, akar dan daun, selain sebagai lalulintas makanan dan air juga sebagai penguat bagi tumbuhan, lignin dan tidak terdapat dalam Thallophyta dan Fungi Pada pertumbuhan jaringan, sel banyak mengan-dung karbohidrat, sebagian kemudian diubah menja-di lignin lewat proses lignifikasi Proses lignifikasi : Biosintesis unit monomer (sinamil alkohol dll C6-C3) Dehidropolimerisasi monomer (DHP) oleh enzim fenoloksidase

45 4. Senyawa C6 – C2, senyawa stirena
Senyawa kerangka fenilpropanoid kehilangan satu atom karbon dibagi 3 golongan, yaitu : a. Senyawa b-ariletilamina, berasal dari asam amino aromatik (feniletilamin, tirosina dan DOPA) pengaruh dekarboksilase (tergantung PLP), senyawa b-arilase-taldehida, dihasilkan senyawa amina bersangkutan pengaruh monoamina oksidase (MAO). Kedua senya-wa b tumbuhan menggunakan mensintesis alkaloida b. Senyawa dengan memperpendek rantai samping asam fenilpiruvat, misal asam homogentisat dalam ragi, senyawa b-arietilalkohol (misal b - feniletanol dan b – p-hidroksifenil etanol (tirosol, dianggap lanjutan fermentasi asam piruvat menjadi etil alkohol)

46 Senyawa katabolit dari asam sinamat, misal pungeno-sida (asetofenon) Picea pungens kemungkinan dekar-boksilasi senyawa asam b – keto dari adisi air pada asam sinamat dan oksidasi lebih lanjut seperti katabo-lisme asam lemak Senyawa stirena khusus diproduksi oleh fungi dan bakteri Mekanisme pembentukan stirena kemungkinan ber-asal dari dekarboksilasi langsung asam sinamat yang terprotonisasi Perkiraan mekanisme dekarboksilasi mikroba asam sinamat, adisi-trans, dekarboksilasi menghasilkan stirena termonodeuterasi

47 5. ASAM BENZOAT Asam benzoat dan turunan teroksidasinya (asam galat), biasa dalam bentuk glikosida, gugus hidroksil fenolik terkonyugasi dengan aldosa atau sebagai ester (gugus karboksilat teresterkan dengan alkohol, misal metanol, benzil alkohol, asam kuinat, gula atau fenol) misal depsida Senyawa asam benzoat diperoleh dengan: a. Dari asam 5-dehidrosikimat,misal asam galat b. Dari asam sinamat bersangkutan melalui b-oksidasi dan reaksi resto-Claisen c. Dari hidroksilasi asam benzoat lain