Senyawa Organik Bahan Alam

2.2 Senyawa Organik Bahan Alam

Kimia organik mengalami kemajuan yang sejajar dengan kemajuan cara pemisahan dan penelitian bahan alam. Karena sangat beranekaragam, molekul yang berasal dari mahluk hidup mempunyai arti yang sangat penting bagi para ahli kimia organi, yaitu untuk memperluas dan memperdalam pengetahuan tentang reaksi-reaksi organik, dan terutama dapat untuk menguji hipotesis- hipotesis tertentu, misalnya hipotesis tentang mekanisme reaksi. Pada mulanya, biogenesis dari produk alami berkaitan dengan kimia organik dan biokimia, tetapi mempunyai tujuan yang berlainan Manitto, 1992. Pada hakekatnya kimia bahan alam nerupakan pengetahuan yang telah dikenal sejak peradaban manusia tumbuh. Contoh yang dapat segera diketahui adalah pembuatan bahan makanan, pewarnaan benda, obat-obatan atau stimulan, dan sebagainya Sastrohamidjojo, 1996. Ada beberapa pendekatan yang dapat digunakan untuk menemukan induk obat baru dari alam, dan semuanya pernah digunakan oleh perusahaan farmasi dalam upaya memanfaatkan potensi hayati bahan alam yaitu : 1. Pendekatan etnobotani Pengetahuan tentang penggunaan tumbuhan tertentu oleh penduduk asli dimanfaatkan untuk mengarahakan pencarian induk obat baru, biasanya dilakukan oleh ahli botani dan kemudian menguji aktifitas biologisnya. 2. Pendekatan kemotaksonomik Pengetahuan bahwa suatu kelompok tumbuhan khusus mengandung golongan bahan alam tertentu yang dimanfaatkan untuk memperkirakan bahwa tumbuhan sejenis secara taksonomi mungkin mengandung senyawa yang secara struktural mirip. Pendekatan ini sangat bermanfaat jika aktifitas kimia dan biologi senyawa diketahui dengan baik serta senyawa berstruktur kimia yang sama perlu diuji biologis lebih lanjut. Universitas Sumatera Utara 3. Pendekatan acak Tanaman dikumpulkan tanpa memperhatikan aktifitas kimia atau biologis yang telah ada sebelumnya. Pendekatan ini tergatung pada ketersediaan tanaman yang melimpah diwilayah tertentu. Pendekatan ini murni coba-coba karena seleksi tanaman secara acak akan mengarah pada penemuan ekstrak yang memiliki aktifitas biologis bioaktivitas. 4. Pendekatan berbasis-informasi Memanfaatkan kombinasi pendekatan etnobotani, kemotaksonomi dan acak bersama dengan mengumpulkan data yang memiliki semua informasi yang relevan mengenai spesies tumbuhan tertentu . kumpulan data ini digunakan untuk memprioritaskan tanaman yang harus diekstrasi dan diskrining untuk mencari bioaktivitasnya. Sejumlah kelompok senyawa bahan alam dapat dibuat dari asam amino fenillalanin, terutama fenilpropana, lignan, kumarin, dan flavonoida, semuanya memiliki substruktur umum yang berbasis cincin 6-karbon aromatik unit C6 dengan rantai 3-karbon unit 3 yang melekat pada cincin aromatik Heinrich M, 2005. Dengan meningkatnya jenis dan tipe senyawa yang ditemukan di dalam berbagai bahan alam, berkembang juga sistem klasifikasi senyawa yang berasal dari bahan alam, tetapi biasanya ada 4 jenis klasifikasi yang digunakan untuk membahasnya Nakanishi et al, 1974. 1. Klasifikasi Berdasarkan Struktur Kimia Klasifikasi ini adalah klasifikasi formal berdasarkan kerangka struktur molekul, yaitu: a. Senyawa lemak rantai terbuka atau alifatik, seperti asam-asam lemak, gula-gula, dan hampir semua asam amino b. Senyawa sikloalifatik atau alisiklik, seperti terpenoid, steroid, dan beberapa alkaloid Universitas Sumatera Utara c. Senyawa benzenoid atau aromatik, seperti fenol dan kuinon. d. Senyawa heterosiklik, seperti alkaloid, flavonoid, dan basa-basa nukleat. 2. Klasifikasi Berdasarkan Aktivitas Fisiologi Biasanya pengembangan bahan alam didahului dengan pengamatan dan pengalaman empirik khasiat bahan alam tersebut untuk menyembuhkan penyakit tertentu. Oleh karena itu, salah satu cara penyelidikan bahan obat dari tumbuhan atau bahan alam lainnya adalah melalui ekstraksi dan penetapan khasiat farmakologi ekstrak, diikuti dengan isolasi komponen murni. Sebagai contoh, berbagai steroid dengan struktur yang berbeda, aktivitas kardiotoniknya kardenolida dan bufadienolida ditunjukkan secara spesifik oleh a ikatan cis cincin AB, b adanya gugus gula pada C 3 , dan c gugus lakton dengan 5 atau 6 atom karbon terkonjugasi pada C 17 . O Bufadienolida O O H RO OH H R= gugus gula Kardenolida 3. Klasifikasi Berdasarkan Taksonomi Klasifikasi ini didasarkan pada pengkajian morfologi komparatif atau taksonomi tumbuhan. Di dalam hewan dan sebagian mikroorganisme metabolit akhir biasanya diekskresikan ke luar tubuh, sedangkan di dalam tumbuhan, metabolit tersebut disimpan di dalam tubuh tumbuhan. Walaupun beberapa metabolit selama ini diketahui spesifik pada tumbuhan tertentu, tetapi sekarang telah diketahui tersebar di dalam berbagai tumbuhan, misalnya alkaloid dan isoprenoid telah dapat diisolasi dari berbagai genus, spesies, suku, atau ordo. Bahkan di dalam satu spesies terdapat sejumlah komponen yang memiliki struktur dasar yang berkaitan. Sebagai contoh, opium dari Papaver somniferum mengandung lebih dari 20 alkaloid seperti morfin, kodein, tebain dan narkotin yang semuanya Universitas Sumatera Utara merupakan hasil biosintesis dari prekursor 11-benzilisokuinolin dengan kopling oksidatif. Pengetahuan tentang kandungan komponen tumbuhan berkembang dengan sangat pesat karena berkembangnya metode ekstraksi, isolasi dan karakterisasinya. Hal ini mendorong berkembangnya suatu bidang baru yang disebut kemotaksonomi chemotaxonomy atau sistematik kimia chemosystematic yang mengarah ke pembagian kandungan tumbuhan berdasarkan taksa tumbuhan. Dengan kata lain, isi kandungan tumbuhan dianggap sebagai tanda bagi evolusi dan kalsifikasi tumbuhan. N Me H O HO CH 2 OH O Me N Me H O HO Me Morfin R=H Kodein R=Me 11-Benzilisokuinolin R-O 4. Klasifikasi Berdasarkan Biogenesis Biogenesis dan biosintesis memiliki arti yang sama dan sering kali digunakan tanpa perbedaan. Namun, istilah biogenesis biasanya digunakan untuk reaksi pembentukan yang masih dalam taraf hipotesis, sedangkan jika reaksi tersebut telah dibuktikan secara eksperimen, digunakan istilah biosintesis. Sebagian besar bahkan hampir semua, senyawa kandungan kimia bahan alam adalah senyawa organik, dan sumber utama senyawa karbon atau senyawa organik ini adalah glukosa yang dibentuk melalui fotosintesis di dalam tumbuhan autotropik atau diperoleh dari organisme heterotrof. Berbagai teori tentang pembentukan senyawa metabolit primer dan metabolit sekunder telah dikemukakan di dalam berbagai publikasi. Diawali dengan teori aturan isoprena pada tahun 1930, yang menyatakan bahwa semua Universitas Sumatera Utara terpenoid dibentuk dari unit isoprena 5-C, dilanjutkan dengan teori poliketometilena untuk senyawa fenolik, yang merupakan sarana pertama bagi biosintesis asetogenin poliketida. Komponen pembangun utama untuk atom- atom karbon dan nitrogen di dalam semua senyawa bahan alam berasal dari 5 kelompok prekursor, yaitu: a. asetil ko-A → unit 2C MeCO- → poliketida asetogenin malonil ko-A b. asam sikimat → unit 6C-3C 6C-1C atau 6C-2C → senyawa fenolik c. asam mevalonat → unit prenil → isoprenoid CH 2 =C-CH 2 -CH 2 - Me d. unit asam amino seperti fenilanalina, tirosina, ornitina, lisina, dan triptofan → alkaloid e. 5-5 ’ -deoksiadenilmetionina → unit 1C Wiryowidagdo, 2008.

2.3 Metabolit Sekunder