KIMIA ORGANIK BAHAN ALAM
MAKALAH KI5153
KIMIA ORGANIK BAHAN ALAM
BIOSINTESIS ALKALOID DARI JALUR L-TRIPTOFAN
Oleh
Topan Setiawan
Tati Rosmiati
Angelina J D Cahya
Ender Tri Wibowo
Eunike C.W. Mahayoni
Pramukti N. Raidah
Erlangga Diandra
LABORATORIUM KIMIA FISIK
PROGRAM STUDI PENGAJARAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
2015
Bab I Pendahuluan
Alkaloid adalah senyawa organik yang terdapat di alam bersifat basa atau alkali dan
sifat basa dari alkaloid disebabkan karenanya ada atom N (nitrogen) dalam molekul
senyawa tersebut dalam struktur lingkar heterosiklik atau aromatis. Sumber utama
senyawa alkaloid berasal dari tumbuhan dan binatang baik yang terdapat di darat maupun
di laut.
Menurut Hegnauer, alkaloid dikelompokan sebagai alkaloid sesungguhnya,
protoalkaloid, dan pseudoalkaloid.
a) Alkaloid Sesungguhnya
Alkaloid sesungguhnya adalah racun, senyawa tersebut menunjukan aktifitas fisiologi
yang luas, hampir tak terkecuali bersifat basa.
b) Protoalkaloid
Protoalkaloid merupakan amin yang relatif sederhana, dimana nitrogen dan asam
amino tidak terdapat dalam cincin heterosiklik. Protoalkaloid diperoleh berdasarkan
biosintesis dari asam amino yang bersifat basa.
c) Pseudoalkaloid
Pseudoalkaloid merupakan senyawa yang tidak diturunkan dari prekursor asam
amino.
Beberapa alkaloid yang termasuk pseudoalkaloid berdasarkan atom nitrogennya
yang terletak pada cincin karbonnya terbagi atas alkaloid piridin-piperidin, alkaloid
tropan, alkaloid kuinolin, alkaloid isokuinolin, alkaloid indol, alkaloid imidazol, alkaloid
lupinan, alkaloid steroid, alkaloid amina, alkaloid purin. Berdasarkan atom nitrogen yang
tidak terdapat pada cincin karbon, tetapi pada salah satu atom karbon alifatik alkaloid
terbagi atas alkaloid efedrin (amin), alkaloid capsaicin.
Dalam biosintesis alkaloid senyawa triptofan dijadikan sebagai prekursor untuk
mensintesis berbagai turunan triptofan, diantaranya: indol, β-karbolin, kuinolin,
piroloindol, ergot, dan indol-terpenoid.
1
Bab II Isi
II.1 Biosintesis Triptofan
Triptofan merupakan asam amino aromatic yang memiliki sistem cincin indol,
sehingga sering berfungsi sebagai prekursor turunan alkaloid indol. Berikut
mekanisme reaksi biosintesis triptofan.
Gambar 2.1 Reaksi D-eritroasa 4-P menjadi asam sikimat
Gambar 2.2 Reaksi asam sikimat menjadi chorismic acid
2
Gambar 2.3 Reaksi Pembentukkan L-triptofan
II.2 Biosintesis Alkaloid Indol
eberapa contoh senyawa alkaloid indol sederhana yang dibiosintesis melalui
dekarboksilasi L-triptofan adalah psilocobin dan serotonin. Psilocibin dibiosintesis
dari hasil dekarboksilasi L-triptofan dan diikuti reaksi dengan SAM dan oksidasi.
Sedangkan serotonin dibiosintesis dari oksidasi diikuti dekarboksilasi L-triptofan.
Gambar 2. 4 Biosintesis Serotonin dan Psilocibin
3
II.3 Biosintesis Alkaloid β-Karbolin
Kelompok β-Karbolin merupakan salah satu alkaloid turunan asam amino Ltriptofan. Biosintesis kelompok β-Karbolin mirip dengan biosintesis psilocibin.
Biosintesisnya dimulai dengan dekarboksilasi L-triptofan dilanjutkan reaksi dengan
SAM. Sebelum mengalami oksidasi, terlebih dahulu mengalami siklisasi dan
tautomerisasi, setelahnya mengalami oksidasi menjadi alkaloid kelompok βKarbolin.
Gambar 2.5 Biosintesis kelompok β-Karbolin
II.4 Biosintesis Alkaloid Indol-Terpenoid
Alkaloid turunan asam amino L-triptofan yang termasuk kelompok indol
terpenoid dibiosintesis dari kondensasi geraniol dengan L-triptofan.
Gambar Error! No text of specified style in document..6 Kondensasi geraniol menjadi
sekologanin
4
Gambar 2.7 Biosintesis alkaloid indol-terpenoid
II.5 Biosintesis Alkaloid Kuinolin
Alkaloid kuinolin memiliki kemiripan dengan alkaloid indol. Perbedaan
keduanya hanya terletak pada salah satu cincinnya. Pada alkaloid indol memiliki
cincin pirol sedangkan alkaloid kuinolin mempunyai cincin piridin seperti yang
terlihat pada Gambar 2.8
Gambar 2.8 Kerangka alkaloid indol dan kuinolin
Alkaloid kuinolin disintesis dari alkaloid indol. Alkaloid indol seperti
striktosidin mengalami berbagai macam modifikasi struktur hingga terbukanya
5
cincin 5 menjadi cincin 6 cinkonenon. Epimerisasi dari cinkonenon akan
membentuk cinkonin dan kuinidin seperti yang terlihat pada Gambar 2.9.
Gambar 2Error! No text of specified style in document..9 Biosintesis alkaloid
kuinolin
II.6 Biosintesis Alkaloid Piroloindol
Ciri kerangka dari alkaloid piroloindol adalah adanya dua cincin pirol.
Biosintesis alkaloid piroloindol dimulai dengan dekarboksilasi membentuk
triptamin. Triptamin yang terbentuk kemudian termetilasi yang diikuti oleh
siklisasi. Contoh senyawa dari alkaloid ini adalah fisostigmin yang biosintesisnya
dapat dilihat pada Gambar 2.10.
6
Gambar 2.10 Biosintesis alkaloid piroloindol
II.7 Biosintesis Alkaloid Ergot
Alkaloid ergot terbentuk melalui kondensasi antara asam amino L-triptofan
dengan isopentenil-PP seperti yang terlihat pada gambar berikut.
7
Gambar 2.11 biosintesis alkaloid ergot
8
Bab III Penutup
Secara umum, biosintesis alkaloid dari perkursor L-triptofan dimulai dengan
dekarboksilasi senyawa L-triptofan. Pengecualian terjadi pada senyawa serotonin yang
termasuk dalam kelompok alkaloid indol, yaitu dimulai dari oksidasi L-triptofan terlebih
dahulu yang kemudian dilanjutkan dengan dengan dekarboksilasi.
9
Daftar Pustaka
Dewick, P.M., 2013, Medicinal Natural Product: A Biosynthetic Approach 3 rd ed, John
Wiley and Sons, Chichestar, 366-387.
Sahidin, 2012, Mengenal Senyawa Alami: Pembentukkan dan Pengelompokkan Secara
Kimia , Unhalu, Kendari, 77-83.
10
KIMIA ORGANIK BAHAN ALAM
BIOSINTESIS ALKALOID DARI JALUR L-TRIPTOFAN
Oleh
Topan Setiawan
Tati Rosmiati
Angelina J D Cahya
Ender Tri Wibowo
Eunike C.W. Mahayoni
Pramukti N. Raidah
Erlangga Diandra
LABORATORIUM KIMIA FISIK
PROGRAM STUDI PENGAJARAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
2015
Bab I Pendahuluan
Alkaloid adalah senyawa organik yang terdapat di alam bersifat basa atau alkali dan
sifat basa dari alkaloid disebabkan karenanya ada atom N (nitrogen) dalam molekul
senyawa tersebut dalam struktur lingkar heterosiklik atau aromatis. Sumber utama
senyawa alkaloid berasal dari tumbuhan dan binatang baik yang terdapat di darat maupun
di laut.
Menurut Hegnauer, alkaloid dikelompokan sebagai alkaloid sesungguhnya,
protoalkaloid, dan pseudoalkaloid.
a) Alkaloid Sesungguhnya
Alkaloid sesungguhnya adalah racun, senyawa tersebut menunjukan aktifitas fisiologi
yang luas, hampir tak terkecuali bersifat basa.
b) Protoalkaloid
Protoalkaloid merupakan amin yang relatif sederhana, dimana nitrogen dan asam
amino tidak terdapat dalam cincin heterosiklik. Protoalkaloid diperoleh berdasarkan
biosintesis dari asam amino yang bersifat basa.
c) Pseudoalkaloid
Pseudoalkaloid merupakan senyawa yang tidak diturunkan dari prekursor asam
amino.
Beberapa alkaloid yang termasuk pseudoalkaloid berdasarkan atom nitrogennya
yang terletak pada cincin karbonnya terbagi atas alkaloid piridin-piperidin, alkaloid
tropan, alkaloid kuinolin, alkaloid isokuinolin, alkaloid indol, alkaloid imidazol, alkaloid
lupinan, alkaloid steroid, alkaloid amina, alkaloid purin. Berdasarkan atom nitrogen yang
tidak terdapat pada cincin karbon, tetapi pada salah satu atom karbon alifatik alkaloid
terbagi atas alkaloid efedrin (amin), alkaloid capsaicin.
Dalam biosintesis alkaloid senyawa triptofan dijadikan sebagai prekursor untuk
mensintesis berbagai turunan triptofan, diantaranya: indol, β-karbolin, kuinolin,
piroloindol, ergot, dan indol-terpenoid.
1
Bab II Isi
II.1 Biosintesis Triptofan
Triptofan merupakan asam amino aromatic yang memiliki sistem cincin indol,
sehingga sering berfungsi sebagai prekursor turunan alkaloid indol. Berikut
mekanisme reaksi biosintesis triptofan.
Gambar 2.1 Reaksi D-eritroasa 4-P menjadi asam sikimat
Gambar 2.2 Reaksi asam sikimat menjadi chorismic acid
2
Gambar 2.3 Reaksi Pembentukkan L-triptofan
II.2 Biosintesis Alkaloid Indol
eberapa contoh senyawa alkaloid indol sederhana yang dibiosintesis melalui
dekarboksilasi L-triptofan adalah psilocobin dan serotonin. Psilocibin dibiosintesis
dari hasil dekarboksilasi L-triptofan dan diikuti reaksi dengan SAM dan oksidasi.
Sedangkan serotonin dibiosintesis dari oksidasi diikuti dekarboksilasi L-triptofan.
Gambar 2. 4 Biosintesis Serotonin dan Psilocibin
3
II.3 Biosintesis Alkaloid β-Karbolin
Kelompok β-Karbolin merupakan salah satu alkaloid turunan asam amino Ltriptofan. Biosintesis kelompok β-Karbolin mirip dengan biosintesis psilocibin.
Biosintesisnya dimulai dengan dekarboksilasi L-triptofan dilanjutkan reaksi dengan
SAM. Sebelum mengalami oksidasi, terlebih dahulu mengalami siklisasi dan
tautomerisasi, setelahnya mengalami oksidasi menjadi alkaloid kelompok βKarbolin.
Gambar 2.5 Biosintesis kelompok β-Karbolin
II.4 Biosintesis Alkaloid Indol-Terpenoid
Alkaloid turunan asam amino L-triptofan yang termasuk kelompok indol
terpenoid dibiosintesis dari kondensasi geraniol dengan L-triptofan.
Gambar Error! No text of specified style in document..6 Kondensasi geraniol menjadi
sekologanin
4
Gambar 2.7 Biosintesis alkaloid indol-terpenoid
II.5 Biosintesis Alkaloid Kuinolin
Alkaloid kuinolin memiliki kemiripan dengan alkaloid indol. Perbedaan
keduanya hanya terletak pada salah satu cincinnya. Pada alkaloid indol memiliki
cincin pirol sedangkan alkaloid kuinolin mempunyai cincin piridin seperti yang
terlihat pada Gambar 2.8
Gambar 2.8 Kerangka alkaloid indol dan kuinolin
Alkaloid kuinolin disintesis dari alkaloid indol. Alkaloid indol seperti
striktosidin mengalami berbagai macam modifikasi struktur hingga terbukanya
5
cincin 5 menjadi cincin 6 cinkonenon. Epimerisasi dari cinkonenon akan
membentuk cinkonin dan kuinidin seperti yang terlihat pada Gambar 2.9.
Gambar 2Error! No text of specified style in document..9 Biosintesis alkaloid
kuinolin
II.6 Biosintesis Alkaloid Piroloindol
Ciri kerangka dari alkaloid piroloindol adalah adanya dua cincin pirol.
Biosintesis alkaloid piroloindol dimulai dengan dekarboksilasi membentuk
triptamin. Triptamin yang terbentuk kemudian termetilasi yang diikuti oleh
siklisasi. Contoh senyawa dari alkaloid ini adalah fisostigmin yang biosintesisnya
dapat dilihat pada Gambar 2.10.
6
Gambar 2.10 Biosintesis alkaloid piroloindol
II.7 Biosintesis Alkaloid Ergot
Alkaloid ergot terbentuk melalui kondensasi antara asam amino L-triptofan
dengan isopentenil-PP seperti yang terlihat pada gambar berikut.
7
Gambar 2.11 biosintesis alkaloid ergot
8
Bab III Penutup
Secara umum, biosintesis alkaloid dari perkursor L-triptofan dimulai dengan
dekarboksilasi senyawa L-triptofan. Pengecualian terjadi pada senyawa serotonin yang
termasuk dalam kelompok alkaloid indol, yaitu dimulai dari oksidasi L-triptofan terlebih
dahulu yang kemudian dilanjutkan dengan dengan dekarboksilasi.
9
Daftar Pustaka
Dewick, P.M., 2013, Medicinal Natural Product: A Biosynthetic Approach 3 rd ed, John
Wiley and Sons, Chichestar, 366-387.
Sahidin, 2012, Mengenal Senyawa Alami: Pembentukkan dan Pengelompokkan Secara
Kimia , Unhalu, Kendari, 77-83.
10