KBA 2014 12 Terpenoid Ppinus
-
Upload
rifatin-al-baehaqi-kusbandini -
Category
Documents
-
view
148 -
download
12
description
Transcript of KBA 2014 12 Terpenoid Ppinus
TERPENOIDPinus Jumaryatno, S.Si., MPhil., PhD. Apt.
PROGRAM STUDI FARMASI FMIPA UII
2014
PENGERTIANTERPENOID
Produk senyawa alami yang strukturnya terdiri dari unit-unit isoprena
dikelompokkan dalam golongan senyawa TERPENOID atauISOPRENOID
H2C C
CH3
CH
CH2
Satuan Isoprena (C5H8)
TerpenoidKerangka karbon senyawa terpenoid dibangundengan cara kondensasi kepala ke ekor dariunit-unit C5
Tersebar luas di alam: ditemukan melimpah pada tanaman tinggiterkandung dalam fungi, organisme/biota laut dandalam feromon serangga
PENGGOLONGANDasar: Jumlah satuan isoprenPembagian terpenoid:
1.Hemiterpenoid – 1 unit isopren (jarang)2.Monoterpenoid – 2 unit isopren (C10H16)3.Seskuiterpenoid – 3 unit isopren (C15H24)4.Diterpenoid – 4 unit isopren (C20H32)5.Sesterterpenoid – 5 unit isopren (C25H40)6.Triterpenoid – 6 unit isopren (C30H48)7.Tetraterpenoid – 8 unit isopren (C40H64)8.Politerpenoid – tersusun dari banyak unit isopren
}Mudah menguap
Sifat TerpenoidPada umumnya larut dalam lemak.
Terdapat dalam sitoplasma sel tumbuhan
Biasanya dapat diekstraksi dari jaringantumbuhan dengan petroleum eter, eter, ataukloroform dan dipisahkan secara kromatografi(silika gel atau alumina)
Sering ditemukan keisomeran pada terpenoid, misalnya geraniol dan nerol
Kebanyakan merupakan senyawa alisiklik
Fungsi TerpenoidMengatur pertumbuhan (absisin dan giberelin).Warna tumbuhan (karotenoid).Pigmen pembantu pada fotosintesis.Memberi bau dan wangi yang khas.Alat komunikasi dan pertahanan pada serangga.Hormon kelamin pada fungus.
Biosintesis Senyawa Terpenoid• Biosintesis senyawa terpenoid dibagi menjadi dua langkah
utama, yaitu:
1. Pembentukan unit-unit isoprena
2. Penggabungan unit-unit isoprena
• Secara biosintesis, terpenoid diperoleh dari molekul isoprena, namun senyawa isoprena bukanlah prazat in vivo.
• Senyawa yang sebenarnya terlibat adalah isopentenil pirofosfat(terbentuk dari asetat melalui asam mevalonat)
• Biosintesis isoprenoid terbentuk melalui dua jalur1. Jalur asam mevalonat2. Jalur non mevalonat yaitu 1-deoxy-D-xylulose-5-phospate
(DXP)
H 3 C CS C o A
O
H 3 C CS C o A
O
A s e til K o A
A s e til K o A
+ H 3 C C
O
H 2C C
O
S C o A
H 3 C CS C o A
O
H 3 C
CH 2 C H 2 C C
O
S C o A
O H
C O O H
A s a m m e v a lo n a t
H 3 C
CH 2C
C H 2
O P P
H 2 C
N A D P H
A T P
H 3 C
CHC
C H 2
O P P
H 3 C
Is o p e n te n il p iro fo s fa t ( IP P ) D im e tila li l p iro fo s fa t (D M A P P )
e n z im is o m e ra se
(S )-3 -h id ro k s il-3 -m e tilg lu ta r il-K o AH 3 C
CH 2 C H 2 C
H 2C
O H
C O O H
O H
A D PC O 2
Biosintesis Terpenoid
H3C
CHC
CH2H3C
H3C
CH2C
CH2
OPP
C..kepala
ekor
CH3
CCH
H2C
OPPCH2
H3CC C
HH3C
H2C
OPP
Geranil pirofosfat (GPP)
Biosintesis Terpenoid
Skema Umum Biosintesis Terpenoid3 asetil-KoA → (S)-3-hidroksil-3-metil glutaril-KoA → (R)-asam mevalonat
5-asam pirofosfomevalonat
Isopentenil pirofosfat (IPP)
3,3-Dimetilalil pirofosfat (DMAPP)
Geranil pirofosfat (GPP)
Farnesil pirofosfat (FPP)
Geranil geranil pirofosfat (GGPP)
Politerpenoid
CO2
ATPADP + Pi
IPP
IPP
IPP
(IPP)n
PPi
PPi
PPi
PPi
Monoterpenoid
SeskuiterpenoidTriterpenoid
DiterpenoidTetraterpenoidKarotenoid
2x
2x
Hemiterpenoid
• Senyawa hemiterpenoid jarang di alam, namundapat dijumpai.
• Contoh:
CHCH2CH2OHH3C
H3C
iso-amil alkohol
CHCH2CH3C
H3C H
O
iso-valeraldehida
CHCH2COHH3C
H3C
O
iso-valeric acid
Monoterpenoid• Monoterpenoid adalah senyawa yang dibangun dari dua
isoprena dan mempunyai 10 atom karbon→ Bentuk senyawa monoterpenoid bisa siklik atau alifatik
• Monoterpenoid biasanya mengandung satu atau dua ikatanrangkap, tapi kadang-kadang jenuh atau aromatik.
• Gugus fungsional yang sering ada dalam monoterpenoidadalah hidroksi, keto, aldehid, asam karboksilat atau ester.
• Kebanyakan monoterpenoid bersifat volatil dan lipofilik.
• Merupakan produk khas dari tanaman tingkat tinggi, tapi jugadisintesis pada hewan dan beberapa mikroorganisme.
OPPGeranyl PP
Monoterpenoid
Monoterpenoid• Merupakan komponen utama pada minyak atsiri. • Contoh:
myrcene
geraniol
CH2OH
geranial
CHO
Monoterpenoid• Kerangka struktur monosiklik
monoterpenoid kebanyakanadalah kerangka p-menthane, dengan variasi pada ikatanrangkap dan gugus fungsionalnya.
• Salah satu senyawa paling penting secara komersial dantersebar luas yaitu limonen, senyawa utama dalam minyakbuah jeruk.
p-menthane
1
4
7
8 910
limonen
Monoterpenoid• Monoterpenoid bisiklik dibagi menjadi tujuh kelas menurut
kerangka karbonnya.
ThujaneSabinane
4
1
10
7 89
Carane
3
6
10
7
89
1
Pinane
3
6
10
1
5
9
8
7
Fenchane
1
4
5
789
10
Camphane(Bornane)
iso-champaneiso-bornylane
Monoterpenoid• Monoterpenoid bisiklik yang paling terkenal adalah α-pinene,
senyawa utama yang terkandung dalam turpentine.
• p-cymene dan thymol, walaupun biasanya dimasukkandalam senyawa aromatik, tetapi jelas sekali berhubungandengan terpenoid
α−pinene(Pinus spp.)
OH
p-cymen Thymol
Iridoid• Monoterpen dengan cincin siklopentana yang
biasanya bergabung dengan cincin anggotaenam yang mengandung oksigen.
• Senyawa iridoid diturunkan dari iridodial, suatusenyawa pertahanan diri dari semut genus Iridomyrex.
O
Iridoid
Iridoid• Dua tipe iridoid:
– Tipe loganin– Tipe secologanin (cincin pada sistem loganin diputus pada
posisi 7 dan 8)
• Kebanyakan iridoid di tumbuhan merupakan suatuglukosida yang diturunkan dari bentuk O-heterosiklikiridoidal. Beberapa mengandung atom N pada sistemheterosiklik (alkaloid iridoid)
OMeO2C
Loganin
OGlc
HO
H
H OMeO2C
Secologanin
OGlcH
H
CHO
Sesquiterpenoid• Seskuiterpenoid merupakan senyawa yang dibangun oleh
tiga unit isopren dan mengandung 15 atom karbon. → Bentuk senyawa seskuiterpenoid bisa siklik atau alifatikalifatis dengan ikatan jenuh atau ikatan rangkap.
• Gugus OH, oxo, aldehid, asam karboksilat dan lakton seringhadir pada senyawa ini.
• Kebanyakan volatil dan lipofil
OPPGeranyl PP
OPPIsopentenyl PP
OPP
Farnesyl PP
+
Sesquiterpenoid• Alkohol farnesol merupakan
anggota terpenting dariseskuiterpenoid asiklik
• Kebanyakan seskuiterpenoidmonosiklik mempunyaikerangka seperti pada gambardisamping, dengan variasi letakikatan rangkap dan gugusfungsional
HOH2C
Seskuiterpenoid Monosiklik
γ-Bisabolene Zingiberene (-)-β-Sesquiphellandrene
Sesquiterpenoid• Seskuiterpenoid bisiklik dapat dibagi menjadi dua tipe
yaitu tipe naftalen dan tipe azulen
Tipe Eudalene Tipe Cadalene
Tipe Guaizulene Tipe Vetivazulene Tipe Zierazulene
Naphtalenic
Azulenic
Seskuiterpenoid Bisiklik
α−Cadinene
H
H
Eudesmol
OH
Guaiol
OH
Vetivone
O
α−santonin
O
O
O
Artabsin
HOO
O
Unusual Sesquiterpenoid Structures
Humulene caryophyllene
OCOOH
OH
(S) - Abscisic acid
Seskuiterpenoid Lakton
• Kerangka dasar senyawa seskuiterpenoid laktonsangat beragam, namun dasarnya adalah daritipe siklodekadiena, hasil siklisasi dari 2E, 6E-farnesil pirofosfat, lewat germakranolida.
• Lakton biasanya α-metilen-γ-lakton, di manaposisi 7-proton adalah α (kecuali dlmBryophyta).
• Gugus metil sering diganti alkohol dan asamkarboksilat.
Seskuiterpenoid Lakton
O
H3CO-O
O
H
H3C
CH3
O
ARTEMISININ
O
O
CH2
CH3
OH3C
PARTENOLIDA
O
O
CH3
CH3
KOSTUNOLIDA
SESKUITERPENA LAKTONGERMAKRANOLIDA
2
34
5
6
7
8
9
10
1112
Diterpenoid• Diterpenes terdiri dari empat satuan isopren dan mengandung
20 atom karbon
• Senyawa alifatik atau senyawa tri-, tetrasiklik yang disubstitusioleh grup fungsional berbeda.
• Beberapa diterpenoid mengandung nitrogen (alkaloid diterpene)
OPP
Farnesyl PP
OPPIsopentenyl PP
+
OPP
GeranylgeranylPP
Diterpenoid
• Alkohol phytol merupakan diterpenoid asiklik yang paling penting, dimana membentuk bagian dari molekul klorofil
• Diterpenoid siklik dapat dianggap sebagai turunan phytolyang diperoleh melalui penutupan cincinnya.
OH
Diterpenoid
N
N N
N
Mg2+
MeO2C
OO
Chlorophyll a
Diterpenoid
CHO
OO
CH3 COH
OH
CH2
O
Asam giberelat
H
H
(-)-kaurenaprekursor steviosida
O
O
O
O
O
O
O
Ginkgolide
Triterpenoid• Triterpenoid dibangun oleh dua farnesil PP,
bukan melalui perpanjangan rantai melaluipenambahan isopentenil pirofosfat.
• Dua molekul farnesil PP bergabung secara ekorke ekor untuk menghasilkan hidrokarbonsqualene (suatu prekursor triterpenoid dansteroid)
HH
Squalene
H
HHO
Lanosterol(pada hewan & fungi)
H
HHO
H
Sikloartenol(pada tumbuhan)
HH
Squalene
Prekursor kolesterol dan sterol-sterol lain pada hewan
Triterpenoid Saponin• Struktur triterpenoid saponin merupakan triterpenoid pentasiklik
dimana kerangkanya dicontohkan oleh lupeol, α-amyrin dan β-amyrin.
HHO
H
Lupeol
H
H
HHO
β−amyrin
H
H
HHO
α−amyrin
H
H
Triterpenoid Termodifikasi• Dua contoh triterpenoid termodifikasi adalah:
1. Limonoid (tetranortriterpenoid): suatu triterpenoiddimana empat atom karbon terminal pada rantaisamping dihilangkan.
Ditemukan pada tumbuhan famili rutaceae, meliaceaedan simaroubaceaeContoh: Azadirachtin → pestisida
2. Quassinoid: suatu triterpenoid yang kehilangan 10 atom karbonnya, termasuk satu metil pada posisiatom C-4 → memiliki 20 atom karbon.
Ditemukan pada tumbuhan famili simaroubaceae, khususnya QuassiaContoh: Quassin → asal: Quassia amara
Triterpenoid Termodifikasi
O
O
AcOMeO2C H
O
OCO2Me
OHO
O
O
H
HO
Azadirachtin
OH
H
O
OMe
O
O
H
MeO
Quassin
Tetraterpenoid• Tetraterpenoid diwakili oleh grup senyawa
karotenoid (pigmen yang larut dalamlemak, berwarna kuning sampai merah).
• Tetraterpenoid dibentuk melaluikondensasi ekor ke ekor dari dua molekulgeranilgeranildifosfat (GGPP) dimanaurutan mekanisme reaksinya analog dengan squalene dan triterpene.
Tetraterpenoid• Contoh-contoh karotenoid:
Lycopene → Tomat masak (Lycopersicon esculente; Fam. Solanaceae)β-karoten → Wortel (Daucus carota; fam. Umbelliferae/Apiaceae)Capsanthin → Cabe merah (Capsicum annuum; Fam. Solanaceae)Fucoxanthin → Alga coklat (Fucus; Fam. Fucaceae)Astaxanthin → warna pink/merah pada crustaceans (binatang laut berkulit keras), shellfish dan ikansalmon.