BIOKIMIASINTESIS ASAM AMINO OLEH KELOMPOK 3NUR AVINAA1C4 14 029RISMANA1C4 14 031RIZKI MEINA SARI A1C4 14 033ROSIDA A1C4 14 035SRIWULAN PURNAMASARI A1C4 14 037WA ODE MULIONOA1C4 14 039

JURUSAN PENDIDIKAN KIMIAFAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKANUNIVERSITAS HALU OLEOKENDARI 2015

Sintesis Asam Amino6.1 UmumTerdapat banyak L-enansiomer dari kode asam amino. Dalam kebanyakan kasus hal ini dapat dibuat melalui fermentasi produksi skala besar, dan juga melalui proses hidrolisis protein. Bagian awal dari bab ini akan membahas hal tersebut . Namun, metode sintesis laboratorium diperlukan untuk penyediaan sebagian besar asam amino alami dan semua asam amino lain, sehingga bagian utama dari bab ini adalah berkenaan dengan proses sintesis.6.2 Komersial dan Penelitian Penggunaan Asam Amino Selain penyediaan kebutuhan asam amino yang umum, sedang dikembangkan jalur untuk asam amino yang baru, karena telah ditemukan senyawa yang berguna dalam farmasi, harus bebas dari kotoran beracun dan homochiral murni dalam konteks tertentu. Fungsi penting untuk menutup pengkodean analog dan yang lainnya secara signifikan menurut ilmu biologi ialah asam amino termasuk enzim inhibition dan memperlambat perkembangan dari organisme yang tidak diinginkan (fungistatik, antibiotik dan perangkat fisiologis lainnya, dimiliki baik oleh asam amino atau oleh peptida yang berisi mereka). Asam amino yang melakukan cara ini adalah asam amino--isobutrik (satu contoh analog -mengandung metil dari satu amino asam pengkodean), yang telah diusulkan untuk mengontrol pembusukan kayu oleh jamur), dan -metil-Dopa (3,4-dihidroksi--metil-fenilalanina), pengobatan terkenal untuk penyakit Parkinson. Kesuksesan serupa bagi terapi baru asam amino, berdasarkan sifat inhibisi enzim, diindikasikan untuk asam amino dengan minimal perubahan struktural seperti substitusi dari sebuah atom hidrogen sisi rantai oleh atom Fluor.

6.3 Biosintesis: isolasi asam amino dari sumber alami Banyak contoh penemuan dan isolasi asam amino dari sumber-sumber alami selama awal 1900-an, meskipun ada yang telah diketahui beberapa tahun sebelum itu (Greenstein dan Winitz, 1961). Lebih lanjut contoh baru terus ditemukan, baik sebagai unsur protein, penempatan translational baru dalam memproses organisme yang lebih tinggi (Tabel 1.3 dalam Bab 1), atau bentuk bebas maupun terikat (dari sumber-sumber jamur atau bakteri atau dari organisme laut).

6.3.1 Isolasi Asam Amino dari ProteinHidrolisis protein dan hasil pemisahan campuran adalah hal yang umum, dan cara tradisional (Greenstein dan Winitz, 1961) untuk memperoleh moderat jumlah pengkodean dan penempatan secara translational diubah menjadi L -asam amino . Namun, karena ketersediaan metode sintesis industri, hidrolisis protein tidak bertahan lama karena sifatnya yang jenuh dan mahal serta terdapat fakta bahwa beberapa asam amino hancur pada saat pemprosesan tersebut .(Lihat Bab 3).6.3.2 Bioteknologi dan Industri Sintesis Kode Asam AminoPengetahuan yang diperoleh dari jalur biosintesis untuk L- -asam amino dan isolasi enzim telah dimanfaatkan untuk skala industri memproduksi sebagian besar kode L- -asam amino. Dalam beberapa kasus, produksi enzimatik dari pendekatan pengkodean analog L- -asam amino juga dapat dicapai (Goldberg dan Williams, 1991; Rozzell dan Wagner, 1992).Untuk mengilustrasikan metode tersebut, media budidaya yang berisi indole, asam piruvat, fenoliase tirosin dan garam amonium, seperti halnya buffer dan garam, akan mengumpulkan L-triptofan ; atau akan menghasilkan indole-tergantikan oleh L-triptofan jika indole sendiri digantikan oleh indole pengganti. Dopa-L dibentuk dalam sistem kerja Tirosinase dari Aspergillus terreus menyediakan contoh lebih lanjut dari pendekatan ini (Chattopadhyay dan Das, 1990).Enzim yang rumit tidak perlu diisolasi, karena 'bio reaktor' mengandung mikroorganisme yang diberi makan dengan bahan dasar yang sesuai merupakan hal yang tepat. L-Treonin dari Brevibacterium flavum, L-lisin dari Corynebacterium glutamicum (Eggeling, 1994) dan penggunaan suspensi budaya sel tumbuhan diilustrasikan oleh L-Dopa dari Mucuna pruriens (Wichers et al., 1985) merupakan contoh. Namun, Bioteknologi seluruh organisme yang digunakan dalam cara ini mungkin perlu dioptimalkan dengan hati-hati untuk mencapai hasil yang sesuai. Kesempatan utama lainnya yang ditawarkan oleh metode Bioteknologi adalah konversi satu asam amino menjadi asam amino yang kurang berlimpah ketersediaannya, misalnya konversi L-tirosin ke L-Dopa menggunakan Mucuna pruriens (Wichers dkk ., 1985).

dengan sintesis kimia, yang dapat mencapai modifikasi yang diperlukan dalam beberapa kasus lebih mudah (Bagian 6.4). Contoh 'non-Bioteknologi' sintesis disediakan oleh produksi industri dari asam glutamate dan Lisin, yang dilakukan dalam skala besar (beberapa ribu ton per tahun). LD Asam glutamat Diperoleh dari akrilonitril, elektrokimia dimerisation reduktif dan modifikasi Gugus fungsional memberikan senyawa DL . Lisin diperoleh dari DL-Lisin yang diperoleh dari caprolactam , melalui 3-amino-turunannya, yang diselesaikan (skema 6.6) dengan L-pyroglutamic asam sebelum pembukaan cincin untuk memberikan L-lisin.6.4 Sintesis Asam Amino mulai dari Pengkodean Asam Amino selain Glisin Dengan ketersediaan banyak asam amino alami, beberapa metode umum untuk sintesis struktur yang lebih kompleks didasarkan pada modifikasi sederhana asam amino alami. Manfaat penting dari pendekatan ini adalah kenyataan bahwa homochiral pada atom C- dapat dipertahankan dalam reaksi di sisi-rantai yang digunakan.Seperti ditunjukkan dalam gabungan contoh dari sejumlah dokumen penelitian, rangkaian sisi kelompok karboksi dapat berubah menjadi fungsional kelompok lain, ketika memulai dengan asam glutamat dan asam aspartat terlindungi yang sesuai (skema 6.2).

Ada banyak contoh pengisolasian dari konversi pengkodean satu asam amino ke asam amino lain. reaksi substitusi aromatik misalnya fenilalanin dan tirosin memiliki kebutuhan tambahan perlindungan asam amino dan kelompok karboksi mungkin perlu dipertimbangkan.6.5 Metode Umum Sintesis Asam Amino dimulai dengan Turunan Glisin Metode laboratorium paling sederhana, dalam konsep, adalah metode umum didasarkan pada alkilasi glisin derivatif yang ditampilkan dalam skema 6.3, terutama 2-asilamidomalonat Ester (1), Schiff bases (2), oxazol-5(4H)-yang (alias'azlactones', 3) dan piperazin-2,5-diones (4).6.6 Metode Umum Sintesis Asam AminoPengelompokkan asam amino-, NH CHR-CO-O-, dapat dibangun dari komponen melalui sintesis Strecker (persamaan (6.1) dalam skema 6.4) atau oleh sintesis BuchererBergs (sintesis alias hydantoin; Persamaan (6.2) dalam skema 6.4). Tiga metode umum dietilasetamidomalonate, sintesis Strecker dan Bucherer Bergs tetap paling sering digunakan dalam metode umum, bersama-sama dengan jalur oxazolone (sintesis Erlenmeyer 'azlactone' dalam skema 6.3). Sintesis lebih sederhana, percobaan Miller-Urey di mana beberapa komponen atmosfer diduga di era pra-biotik menunjukkan penggabungan (persamaan (6.3)), adalah bukan hal yang menarik sejak memberikan campuran dengan hasil yang rendah dan tidak dapat diarahkan ke sasaran utama asam amino.Lebih lanjut sintesis umum ditampilkan dalam skema 6,5 (amina derivatif asam halogenoalkanoat) (persamaan 6.4), karboksilasi, atau karbonilasi alkilamina (persamaan 6.5) dan Ugi 'empat-komponen kondensasi' (persamaan 6.6)). Hal tersebut merupakan metode berguna dalam kasus tertentu untuk sintesis asam amino yang sederhana dalam skala besar.

6.7 Resolusi DL Asam Amino

Kebutuhan homochiral murni -asam amino tidak mengesampingkan metode sintetik umum ini (yang semua memberikan produk rasemik), karena daya pisah dari DL--asam amino dan turunan-turunannya adalah sederhana, sekalipun memakan waktu, solusi ini dibutuhkan. Cara klasik untuk memisahkan meliputi pemisahan fisik dari DL-asam amino mereka sendiri (oleh kromatografi pada satu tahapan chiral ; misalnya daya pisah dari DL-triptofan menjadi selulosa, lihat Bagian 4.15), pecahan kecil kristalisasi dengan racemates tertentu atau solusi lewat-jenuh (melalui pembenihan dengan kristal dari suatu enansiomer) dan lebih umum, pemisahan oleh kristalisasi dari derivat diastereoisomerik (garam alkaloida dari N asilat DL-asam amino; pecahan kecil kristalisasi dari derivat DL-asam amino dengan homochiral N -acyl dan / atau kelompok O -ester alkil). Skema 6.6 pemodelan prosedur satu daya pisah asam amino khas bisa diterapkan pada skala laboratorium dan secara industri (misalnya. L-lisin buatan, Bagian 6.3.2).

Resolusi enzimik umumnya juga berguna. Pada tinjauan pertama ini adalah dengan kegunaan terbatas , karena kebanyakan dari cara klasik adalah berlandaskan pada kecermatan memilih dari satu proteinase untuk katalising hidrolisis dari L-enansiomer dari satu turunan N -acyl dari satu DL-asam amino (Persamaan (6. 7 )) atau dari satu DL-asam amino ester. Substrat normal untuk enzim ini adalah turunan dari pengkodean asam amino tertentu.

Namun, jangkauan dari jenis dari asam amino yang dapat dipecahkan dengan cara ini adalah jauh lebih besar dibandingkan hanya substrat alami (yaitu. peptida menyusun duapuluh asam amino pengkodean), karena cara untuk menstabilkan keaktifan enzim telah ditemukan, dalam beberapa hal oleh penggunaan zat pelarut organik untuk reaksi. Penisilin asilase dari Escherichia coli dan satu aminoasilase dari Streptovercillium olivoreti - culi telah dipergunakan untuk daya pisah skala preparatif dari fenilalanin dan fenilglisin membawa fluoro pengganti pada cincin benzen (Kukhar dan Soloshonok, 1995; Soloshonok dkk., 1993).Menggunakan enzim dengan hydantoins (persamaan (6.2) dalam skema 6.4) sangat cocok dan dapat cukup sederhana karena berbagai bakteri memiliki aktivitas D-hidantoinase dan dapat digunakan secara strategis dalam prosedur 'keseluruhan-sel' yang menghindari kebutuhan untuk mengekstrak dan memurnikan enzim aktual yang bersangkutan. Seperti dalam prinsip yang ditunjukkan dalam persamaan 'tripsin'hanya di atas, satu hidantoin diubah melalui hidrolisis menjadi D-asam amino, sedangkan yang lain tetap tidak terpengaruh.6.8 Sintesis Asimetris Asam AminoPenggunaan istilah sintesis asimetris menunjukkan keterlibatan setidaknya satu reaksi stereoselektif untuk generasi preferensial atau eksklusif satu tertentu konfigurasi di pusat kiral pada asam amino yang muncul pada akhir sintesis (Barrett, 1985; Williams, 1989). Metode umum sintesis infus yang dibahas di atas , pada prinsipnya, dilakukan dalam modus stereoselektif, Tapi kemudian bergantung untuk enansioselektif mereka pada penggunaan katalis kiral atau adanya pusat kiral dalam ester moiety glisin sinthons. Penggunaan katalis kiral (seperti Cinchonaalkaloid) yang digambarkan dalam alkilasi fase transfer dari imines (2 pada skema 6.3), memberikan lebih baik dari 99% kelebihan enansiomer ketika agen alkylating 4-chlorobenzyl klorida dalam sintesis 4-kloro-L-fenilalanina (O'Donnell dan Wu, 1989).Pendekatan yang mengeksploitasi pusat kiral yang sudah ada di sinthon merupakan efek dalam sejumlah kasus. Ligan kiral yang tidak disynthon mengalihkan reaksi di pusat prochiral terdekat mendukung satu enansiomer (asimetris induksi). Contoh yang sangat baik yang kedua adalah metode Schllkopf (4 di skema 6.3, lihat juga 5 dalam skema 6.7); hidrogenasi 'azlactones' (3 dalam skema 6.3) .Lihat juga 5 dalam skema 6.7); hidrogenasi 'azlactones' (3 in skema 6.3) menggunakan katalis homogen kiral adalah satu rute yang menggambarkan pendekatan terdahulu. Penggunaan senyawa-senyawa heterosiklik lima-beranggota kiral (misalnya, 6 dan 7) menawarkan pendekatan alternatif untuk sintesis asam amino asimetris.Dalam banyak kasus, Pusat kiral baru yang dihasilkan dalam bahan awal achiral (misalnya, oxazolone), sedangkan yang lain (misalnya, imidazolidinone) kompleks dengan senyawa awal adalah homochiral dan tidak dapat dipulihkan. Namun, pendekatan 'pelengkap kiral' dimana homochiral reaktan tidak berubah pada akhir sintesis asimetris yang digambarkan dalam beberapa contoh dalam skema 6,7 (metode Belokon dan oxazolidinone adalah contoh yang baik). Banyak sintesis telah menggunakan semua metode ini dan menutup varian daripadanya.Sampai batas tertentu, itu adalah masalah yang mudah dianggap bekerja, atau menguntungkan ekonomi, ketika datang ke pilihan metode; rute piperazinedione dapat dioperasikan pada skala dari beberapa ratus gram (Schllkopf et al., 1985).Namun, pertimbangan utama adalah efisiensi stereochemical yang terlibat (yaitu diastereoisomer kelebihan terlibat ketika satu dimulai dengan bantu homochiral),

karena pemurnian lebih sulit produk untuk menyelesaikan enantiomer kemurnian yang terlibat ketika kecil enantiomer ekses yang dicapai.Dalam Schollkopf piperazinedione metode, yaitu alkilasi kompleks 2,5-diethoxy dibuat dari -alanin metil ester, nilai-nilai yang lebih besar dari 90% adalah rutin dicapai untuk hasil alkilasi dan kelebihan diastereoisomeric Produk (Allen et al., 1992). Hasil yang sama telah dilaporkan untuk metode Belokon dan metode imidazolidinone Seebach (meskipun ada hasil alkilasi agak rendah dalam beberapa kasus).