Mini Review Peranan Baru Biokimia Bagi K

Mini Review : Peranan Baru Biokimia Bagi Kehidupan Manusia

Murni Fitria
Jurusan kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Lampung

Prakata
Segala proses kehidupan di dunia ini tidak akan pernah terlepas dari proses Biokimia. Seberapa
kecil ukuran suatu makhluk hidup dan dimanapun ia berada pastilah selalu mengalami suatu
proses kehidupan yang dikaji dalam ilmu Biokimia. Kemajuan teknologi yang semakin pesat
menunjang kemajuan di bidang sains secara signifikan. Perkembangan sains telah membawa
kemajuan dengan ditemukannya sejumlah manfaat dan aplikasi baru dari ilmu Biokimia. Bahkan,
dari segala sesuatu yang belum terduga sebelumnya, seperti halnya ubi jalar ungu yang selama ini
dilihat sebelah mata ternyata memiliki manfaat yang begitu besar bagi manusia sebagai
antikanker usus besar, antioksidan, antihipertensi, dan anti obesitas. Juga dengan penemuan bukti
yang cukup meyakinkan tentang manfaat n-3 PUFA (omega-3) yang terkandung pada berbagai
jenis makanan dari laut sebagai antikanker payudara serta ditemukannya bukti kuat bahwa enzim
P450 mempu mensintesis senyawa monoterpen yang digunakan tumbuhan sebagai pertahanan
diri terhadap serangan predator.

1). Ubi Jalar Ungu Sebagai Antikanker Usus Besar
Kanker usus besar merupakan penyebab

ketiga kematian di Amerika Serikat.
Transformasi sel induk pada sel kanker
usus besar (CSC) dipengaruhi oleh
translokasi dari inti β-katekin. Oleh
karena itu, β-katekin dapat dianggap
sebagai indikator kanker usus besar.
Belum
banyak
masyarakat
yang
mengetahui besarnya manfaat ubi jalar
ungu yang selama ini dianggap sebagai
makanan masyarakat kalangan ekonomi
menengah ke bawa. Padahal ubi jalar
ungu mampu menghambat kanker usus
besar.

Hal tersebut karena senyawa yang
dikandung, yaitu antosianin. Ubi jalar
ungu

telah
diketahui
memiliki
kandungan antosianin yang dibanding
pada ubi jalar putih mapun kuning. Ubi
jalar ungu mengandung 2 kali lipat
antioksidan dibanding asam klorogenat
(CGA) pada kopi, 5 kali lebih banyak
dibandingkan ubi jenis lain dan
kandungan senyawa fenolik 3 kali lipat
lebih banyak dibanding ubi jalar putih
maupun kuning. Selain itu, ubi jalar
ungu juga tinggi akan senyawa
karotenoid.

Kingdom
Subkingdom
Super Divisi
Divisi
Kelas

Sub Kelas
Ordo
Famili
Genus
Spesies

: Plantae
: Tracheobionta
: Spermatophyta
: Magnoliophyta
: Magnoliopsida
: Asteridae
: Solanales
: Convolvulaceae
: Ipomoea
: Ipomoea batatas Poir

Berikut kandungan ubi jalar ungu dibandingkan ubi jalar putih:

Telah diketahui beberapa senyawa

bioaktif yang telah diketahui, seperti
kurkumin (pada kunyit dan temulawak)
akan tetapi senyawa tersebut tidak
terdapat pada makanan yang biasa

dikonsumsi sehari-hari. Selain itu,
snyawa fenolik dan antosianin juga
diketahui memiliki aktivitas sebagai
antikanker.

Cara mengkonsumsi ubi jalar ungu yang
paling baik adalah dengan cara direbus
atau dioven menggunakan microwave
tanpa dimengupas kulitnya. Sebab,
mengupas kulit ubi jalar ungu sebelum
dimasak hanya mampu mempertahankan
kurang dari setengah kandungan
senyawa fenolik dan antosianinnya.
Pada tahun 2013 dilakukan percobaan
oleh Venkata Charepalli dari The

Pennsylvania State University, USA dkk
pada tikus jantan yang telah diinduksi sel
kanker usus yang diberikan ekstrak ubi
jalar ungu (20% b/b) selama 1 minggu
dan 4 minggu. Pada kedua perlakuan
tersebut menunjukkan hasil yang linier,
yaitu pada tikus yang diberi ekstrak ubi
jalar ungu pertumbuhan sel kanker
terhambat dibandingkan pada tikus
control (diinduksi sel kanker tanpa diberi
ekstrak ubi jalar ungu). Hasil analisis sel
usus pada tikus yang diberi ekstrak ubi

jalar ungu terdapat peningkatan kripta
(indikator apoptosis) yang signifikan.
Ternyata, ubi jalar ungu mampu
menekan polimerasi CSC dan mapu
meregulasi protein yang terlibat dalam
jalur apoptosis (pemecahan sel kanker)
yang ada pada mitokondria.

Selain menghambat pertumbuhan sel
kanker, ekstrak ubi jalar ungu juga
mampu mempengaruhi sel induk kanker.
Ekstrak ubi jalar ungu mampu menekan
β-katekin pada inti dan sitosol. Sebab,
stabilisasi dan akumulasi β-katekin
dalam inti menyebabkan peningkatan
aktivasi transkripsi protein penyebab
kanker (karsinogenesis), seperti c-Myc
dan cyclin D1 melalui cara peningkatan
poliferasi
sel.
Sehingga,
dapat
disimpulkan bahwa ekstrak ubi jalar
ungu mampu menekan β-katekin dan
protein penyebab kanker (c-Myc dan
cyclin
D1)
yang

menyebabkan
pertumbuhan sel kanker.

Rasio β-katekin pada sel PA (sel uji dengan ekstrak ubi jalar ungu), sulindac, pelarut, dan kontrol.

2). Ubi Jalar Ungu Sebagai Antioksidan, Antihipertensi, dan Antiobesitas

Selain sebagai antikanker usus besar,
pada tahun Joe A. Vinson dari
University of Scranton, USA, dkk
melakukan
penelitian
yang
menyimpulkan bahwa ubi jalar ungu
juga
memiliki
aktivitas
sebagai
antioksidan. Ubi jalar ungu juga aman
untuk dikonsumsi oleh penderita

hipertensi karena tidak ada pengaruh
yang signifikan dalam kandungan
glukosa, lipid, dan HbA1c (sel darah
merah) pada darah.
Ubi jalar ungu justru mampu
menurunkan
hipertensi
dengan
menurunkan tekanan diastolik (DBP)
hingga 4,3% dan tekanan sistolik (SBP)
hingga 3,5%. Hal tersebut juga

Telah terjadi perubahan kapasitas plasma
antioksidan setelah mengkonsumsi ubi

berimplikasi pada penurunan resiko
penyakit jantung dan stroke tanpa
kenaikan berat badan.
Penelitian tersebut merupakan penelitian
pertama yang mengkaji hubungan antara

kandungan ubi jalar ungu terhadap
tekanan darah. Penelitian dilakukan
terhadap 7 orang laki-laki dan 1 orang
perempuan dengan usia rata-rata 23±9
tahun, tinggi badan 178±10 cm, berat
badan 78±14 kg dengan rata-rata BMI
24,7±3,2 dengan 1 peserta dianggap
obesitas dan 2 peserta sebagai
overweight. Tekanan darah rata-rata
sitolik 140±15 mmHg, dan diastolic
89±8 mmHg.

jalar ungu hingga ±20 uM setelah 8 jam
dibandingkan mantang putih yang justru
menurun menjadi sekitar -83 uM.

Selain itu, tidak ada perubahan yang
signifikan terhadap kandungan fenolik

(a)


pada urin sebelum dan sesudah
menkonsumsi ubi jalar ungu mapun ubi
jalar putih.

(b)

Tabel Perubahan parameter biokimia setelah 4 minggu (a) Tanpa menkonsumsi ubi jalar dan
(b) Dengan mengkonsumsi ubi jalar ungu.

Penurunan DBP setelah mengkonsumsi ubi jalar ungu selama 4 minggu.

Secara
rata-rata
tampak
terjadi
penurunan tekanan diastol setelah
mengkonsumsi ubi jalar ungu hingga
lebih dari 10 mmHg (pada subjek 6).
Dimana pengurangan tekanan darah

sebesar 5mmHg dapat menurunkan

resiko stroke hingga 34% dan penyakit
jantung iskemik hingga 21%
Tak
hanya
sebagai
antikanker,
antioksidan, dan antihipertensi, ekstrak

ubi jalar ungu juga mampu menghambat
poliferasi dan diferensiasi sel-sel adipose
(jaringan perut) serta mengurangi tingkat
leptin selular sehingga lemak tubuh
berkurang sehingga dapat dikatakan
bahwa ubi jalar ungu memiliki akivitas
sebagai antiobesitas. Tak heran jika ubi
jalar ungu telah lama digunakan oleh
rakyat korea sebagai obat penurun berat
badan.Dari segi asupan gizi, 2 buah ubi
jalar ungu berukuran sedang mampu
meningkatkan asupan kalori hingga
1.155 kJ.

3). Senyawa n-3 PUFA (omega-3) Sebagai Antikanker Payudara

Sebelumnya, dikatakan bahwa asam
lemak tak jenuh n-3 PUFA (asam αlinoleat/ALA;
asam
eikosapetaenoat/EPA;
dan
asam
dokosaheksaenoat/DHA) dari minyak
laut dapat mengurangi risiko kanker
payudara. Namun, bukti temuan tersebut
kurang tegas. Pada tahun 2012 Mira B.
MacLennan et al dari University of
Guelph, Kanada telah membuktikan

secara tegas bahwa n-3 PUFA mampu
menghambat kanker payudara.
Penelitian tersebut dilakukan pada
transgenik untuk pertama kalinya
memberikan bukti langsung peran
kanker
dari
n-3
PUFA
pembentukan tumor payudara.

tikus
yang
antipada

Tikus fat-1, merupakan tikus yang secara
endogen mampu mensintesis senyawa n3 PUFA disilangkan dengan tikus
MMTV (mouse mammary tumor virus)neu(ndl)-YD5
penyebab
kanker
payudara yang sangat agresif sehingga
Penelitian hanya dilakukan pada tikus
betina, yaitu tikus betina MMTV, tikus
MMTV/fat-1, dan tikus betina MMTV
yang diberi makan n-3 PUFA
(MMTV/n-3 PUFA). Pada penelitian
.

menghasilkan keturunan berupa tikus
hibrid jenis baru yang memiliki sel
kanker dan komposisi n-3 PUFA yang
beragam yang disapih pada usia 3
minggu (tikus MMTV/fat-1).
tersebut, jaringan kelenjar payudara
(mammae glandula atau MG) dianalisis
dengan kromatografi lipid kelas lapis
tipis (TLC), dan jaringan tumor
dianalisis dengan fosfolipid kelas TLC

Total volume tumor pada MMTV (n = 10), MMTV/fat-1 (n = 12) dan MMTV/n-3 PUFA diet (n
= 8) yang diamati lebih dari 20 minggu.

Grafik pada halaman sebelumnya
menunjukkan bahwa tikus MMTV yang
diberi makan n-3 PUFA memiliki
volume tumor terkecil dari tikus MMTV
n-3 PUFA.

dan tikus hibrid hasil persilangan
MMTV dan tikus yang mampu
mensintesis

Keragaman tumor atau tumor multiplicity menunjukkan hasil terendah pada tikus MMTV yang
diberi makan n-3 PUFA setelah diberi perlakuan selama 20 hari.

Adapun laju pertumbuhan tumor pada
tikus MMTV 25,6 ± 12,0 mm3 per hari,
tikus MMTV/fat-1 31,9 ± 17,77 mm3
per hari dan tikus MMTV/ n-3 PUFA
hanya 19,0 (± 8,7) mm3 per hari.
Sedangkan waktu laten tumor (waktu
pertamakali tumor terdeteksi) adalah
100,0 ± 12,1 hari pada tikus MMTV;
95,7 ± 18,9 hari pada tikus MMTV/fat-1
dan 106,4 ± 16,3 hari pada tikus
MMTV/n-3 PUFA. Sedangkan untuk
dimulainya masa puber, peningkatan
berat badan, dan bobot pertumbuhan
jaringan pada ketiganya tidak ditemukan
adanya perbedaan yang signifikan.
Akan tetapi, terdapat perbedaan yang
signifikan pada komposisi asam lemak

dari fraksi fosfolipid tumor pada ketiga
tikus yang berbeda tersebut. Dalam
fraksi PE, tumor dari MMTV pada n-3
PUFA diet (n = 8) tidak menunjukkan
jumlah statistik yang berbeda dari LA
(asam linoleat), ALA, EPA atau DHA
dibandingkan dengan tumor dari tikus
kontrol MMTV. Namun, tumor dari
MMTV/ n-3 PUFA memiliki penurunan
yang signifikan dalam AA (asam
arakhidonat)
dibandingkan
dengan
tumor
dari
tikus
MMTV
dan
peningkatan yang signifikan terhadap
jumlah AA dibandingkan dengan tumor
dari MMTV/fat-1 tikus. Dimana AA dan
LA memiliki peran sebagai factor
pertumbuhan tumor payudara.

Perbedaan komposisi asam fenolik pada tikus penelitian

4). Biosintesis Senyawa Pertahanan Tumbuhan dari
Menggunakan Enzim P450 Pada Tumbuhan Arabidopsis

Pada habitat aslinya, tanaman dikelilingi
sejumlah besar musuh alami. Hampir
semua ekosistem berisi banyak ragam
bakteri, virus, fungi, nematode, kutu,
serangga, mamalia, dan hewan herbivora
lainnya. Secara alami, tanaman tidak
dapat menghindar dari herbivora dan
patogen hanya dengan menghindar.
Tanaman harus melindungi diri dengan
cara lain. Pada umumnya, tanaman
memiliki
suatu
senyawa
untuk
mempertahankan diri terhadap serangan
predator
sehingga mampu untuk
mempertahankan kelangsungan hidup
dan keberhasilan reproduksi tanaman
tersebut berupa DMNT (C11- (E) -4,8-

Serangan

Predator

dimetil-1,3,7-nonatriene) dan TMTT
(C16-monoterpene (E, E) -4,8,12-trimetil
tridecane-1,3,7,11-tetraene).
Arabidopsis (Arabidopsis thaliana)
merupakan gulma kecil yang sering
digunakan untuk penelitian tanaman
karena sangat mudah tumbuh dan DNAnya telah dipetakan. Senyawa DMNT
dan TMTT pada Arabidopsis akan
dikeluarkan apabila terjadi kerusakan
pada daunnya, misalnya akibat gigitan
dari serangga Pieris rapae dan Plutella
xylostell.
Berikut
taksonomi
Arabidopsis:

Kerajaan
Filum
Suku

: Viridiplantae
: Streptophyta
: Brassicales

(a)

Keluarga
Genus
Spesies

(b)

: Brassicaceae
: Arabidopsis
: Arabidopsis thaliana

(c)

(a) Arabidopsis thaliana (b) Pieris rapae (c) Plutella xylostella

Selama ini belum diketahui adanya
fungsi biokimia yang berasal dari protein
pada sebagian besar CYP82 kecuali
untuk tembakau CYP82E4v1 dan
CYP82E5v2, yang mengkatalisasi reaksi
oksidasi N-demetilasi pada konversi
nikotin
menjadi
nornikotin
dan
Arabidopsis CYP82C2 serta CYP82C4

yang dapat menghidroksilasi substrat 8metoksipsoralen. Namun, Sungbeom
Lee dari Virginia Tech, Blacksburg, dkk
pada tahun 2010 telah dibuktikan bahwa
enzim P450 (CYP82G1) juga memiliki
aktivitas
biokimia
yaitu
mampu
mengubah E-nerelidol menjadi DMNT
dan E,E-geranyl linalool menjadi TMTT
pada tanaman Arabidopsis. Berikut jalur
biosintesis DMNT dan TMTT :

Dengan demikian dapat disimpulkan
bahwa tanaman enzim P450 memiliki
TMTT).

peran penting dalam biosintesis senyawa
pertahanan pada tumbuhan (DMNT dan

Hasil penelitian tersebut menujukkan
bahwa n-3 PUFA memiliki peran
penting pada pencegahan kanker
payudara sebab terjadi penurunan jumlah
tumor payudara, yaitu asam arakhidonat
dan asam linoleat.

tumor yang sangat signifikan pada tikus
yang diberi asupan makan n-3 PUFA
dan juga penurunan senyawa pendukung
pertumbuhan

Referensi:
Charepalli, V., L. Reddivari., S.
Radhakrishnan., R. Vadde., R.
Agarwa.l, J.K.P. Vanamala. 2015.
Anthocyanincontaining
Purplefleshed potatoes suppress
colon
tumorigenesis
via
elimination of colon cancer stem
cells. The Journal of Nutritional
Biochemistry.
DOI:
10.1016/j.jnutbio.2015.08.005.
Lee, S., S. Badieyan., D. R. Bevan., M.
Herde., C. Gatz., and D. Tholl.
2010. Herbivoreinduced and floral
homoterpene
volatiles
are
biosynthesized by a single P450
enzyme
(CYP82G1)
in
Arabidopsis. American Chemical
Society.
DOI:
10.1073/pnas.1009975107.

MacLennan, M.B., S. E. Clarke., K.
Perez., G. A. Wood., W. J. Muller.,
J. X. Kang., dan D.W.L. Ma. 2013.
Mammary tumor development is
directly inhibited by lifelong n3
polyunsaturated fatty acids. The
Journal
of
Nutritional
Biochemistry. 24 (1): 388 DOI:
10.1016/j.jnutbio.2012.08.002.
Vinson, J. A., C. A Demkosksy., D. A
Navarre., dan M. A Smyda. 2012.
High antioxidant potatoes: Acute
in vivo antioxidant source and
hypotensive agent in humans after
supplementation to hypertensive
subjects. Journal of Agricultural
and Food Chemistry. DOI:
10.1021/jf2045262.