KIMIA BAHAN ALAM

FARMAKOGNOSI 2

Sumber lain: Harwoko, M.Sc., Apt.

Farmakognosi 2
Prasyarat
Kuliah 2 SKS
Praktikum 1 SKS

Biologi Sel
Botani Farmasi
Farmakognosi 1

PENILAIAN
QUIZ
MAKALAH
UTS
UAS
2

15%

15%
35%
35%

Minggu

Topik

1

ALKALOID

2

3

4

Lanjutan

FLAVONOID

Lanjutan

Substansi
1.

Definisi

2.

Klasifikasi

3.

Batasan, sifat dan pembagian

1.

Alkaloid piperin dan piperidin

2.

Alkaloid quinolin dan isoquinolin

3.

Alkaloid pirolidin, imidazol dan indol

4.

Alkaloid purin dan tropan

5.

Alkaloid Amina

6.

Biosintesisnya

1.

Definisi

2.

Struktur dasar

3.

Biosintesis

1.

Penggolongan

Minggu
9

KUINON dan KUMARIN

dan 1.

10

Lanjutan

Pendahuluan

2.

Biosintesis unit-unit C5

3.

Kombinasi unit-unit C5

4.

Monoterpen

5.

Seskuiterpen

6.

Diterpen

7.

Sesterpena

8.

Triterpen

9.

Senyawa karotenoid Monoterpen

1.

Pendahuluan

2.

Sterol

3.

Ciri-ciri

4.

Klasifikasi

Biosintesis
11

MINYAK ATSIRI

LIGNAN dan LIGNIN

1.

Pendahuluan

2.

Penggolongan

3.

Biosintesis

1.

Pendahuluan

1.

Pendahuluan

2.

Penggolongan

2.

Penggolongan

3.

Biosintesis

3.

Biosintesis

1.

Pendahuluan

2.

Penggolongan

3.

Biosintesis

6

Farmakologi

Alkaloid

7

Lanjutan

Flavanoid

8

TERPENOID

Substansi

STEROID

12
5

Topik

Ujian Tengah Semester (UTS)

13

TANIN

14

Farmakologi

1.

Terpenoid, steroid, minyak atsiri

15

Lanjutan

1.

Lignan, lignin dan tanin

16

Ujian Akhir Semester (UAS)

PENDAHULUAN
PEMAKAIAN TANAMAN OBAT
Dalam 20 tahun terakhir, tumbuhan obat mendapat perhatian kembali, baik
sebagai obat tradisional maupun sumber senyawa murni.
Hal ini dikarenakan :
 Efek buruk yang terjadi dari obat kimia sintetik
 Kemajuan IPTEK untuk mengungkapkan manfaat obat secara ilmiah, sehingga
jelas jenis, kadar senyawa aktif, mekanisme kerja dan khasiatnya
 Warisan dari nenek moyang

4

 Budaya back to nature

 Sumber daya alam merupakan sumber senyawa pengenal (lead compound)

untuk pengembangan obat baru
 Anjuran pemerintah
 Informasi manfaatnya

5

POTENSI TUMBUHAN OBAT
 Tumbuhan pada hakekatnya adalah bioindustri

 Tumbuhan menghasilkan metabolit primer dan sekunder

6

Produk Metabolisme
A. Urutan terjadinya
1) metabolit Primer
2) metabolit Sekunder
B. Efek yang timbul
1) zat aktif Farmasetik
2) zat aktif Farmakologik

C. Isolasinya
1) zat Aktif
2) zat Inert
D. Status keberadaan
1) genuine
2) artefak

 Pada umumnya senyawa aktif merupakan metabolit sekunder.
 Reaksi pembentukan metabolit sekunder bervariasi antar satu jenis dg
lainnya  penanda spesifik

Keanekaragaman Metabolit
METABOLIT

Struktur Kimia

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

Senyawa Fenolik
Terpenoid
Asam2 organik,
Lipid & turunannya
Senyawa Nitrogen
Sakarida/turunannya
Makromolekul

Jalur Biosintesis

Metabolit yang dibentuk :
• via Asam asetat- malonat,
• via Asam mevalonat
• via Asam sikimat,
• via Asam amino

Sensorik

Sifat Fisika-Kimia

1. Volatil
2. Asam-Basa
3. Kristal-Minyak

1.
2.
3.
4.

zat Pahit
zat Manis
zat Pedas
zat Kelat

Faktor2 yg mempengaruhi kandungan kimia pd bahan alam?
:
1. Faktor genetik (internal)

FAKTOR DALAM (GENETIS)
Mutasi “gen”

PROSES
Proses panen & pasca panen

3. Faktor prosesing &
pengawetan :
 Aktivitas enzim
 Browning
 Oksidasi
 Evaporasi
 Polimerisasi

2. Faktor Lingkungan
(ekologi) :
 Iklim
 Cahaya
 Nutrisi
 Mineral, O2, H2O
 Umur
 Alelopati (pengaruh
tanaman di sekitarnya)
FAKTOR LUAR (GEOGRAFIS)
Iklim, suhu, jenis tanah, curah
hujan

4. Faktor penyimpanan

Klasifikasi Senyawa Kimia
STRUKTUR KIMIA

SENYAWA KIMIA
dari bahan alam

BIO-AKTIVITAS

KEMO-TAKSONOMI

BIOGENESIS

(I) Kerangka Struktur
1. Senyawa lemak rantai terbuka/ alifatik

 asam2 lemak, gula, asam amino
2. Sikloalifatik/ alisiklik
 terpenoid, steroid, alkaloid
3. Benzenoid/ aromatik
 fenol, kuinon
4. Heterosiklik
 alkaloid, flavonoid, basa nukleat
(Styles, 1964)

B
U
I
L
D
I
N
G
B
L
O
C
K
S

1. C1 (paling sederhana)
2. C2
3. C5

4. C6C3  C6C2 dan C6C1
5. C6C2N
6. Indole- C2N
7. C4N = pirolidine heterosiklik
8. C5N = cincin piperidine

(Dewick, 2009)

Contoh kombinasi building blocks

(II) Khasiat terapeutik bahan alam
1. Obat penyakit jantung & pembuluh darah

2. Obat yg bekerja pd SSP
3. Obat gastroenterologi
4. Obat sitostatik

5. Antiparasit
6. Kontrasepsi oral, etc.

Others: hormon, antibiotika, vitamin

Digitalis lanata
Kardenolida

(III) Kemotaksonomi
Definition:

chemical simillarity of taxon i.e. it is based on the existence of
relationship between constituents in various plants
For example:

 Tropane alkaloids generally occur among the members of
Solanaceae thereby, serving as a chemotaxonomic marker.
 The berberine alkaloid in Berberis and Argemone
 Rutin in Rutaceae members.

Chemotaxonomi gives more scope for understanding the relationship between
chemical constituents, their biosynthesis and their possible action.

(IV) Jalur Biosintesis
 Biosintesis: pembentukan senyawa kimia secara alami

oleh jazad hidup.
 Secara umum biosintesis bahan alam melalui jalur
asam shikimat, asetat dan kombinasi asam asetat –
shikimat.
(1) Jalur asam shikimat (+ khorismat)
jalur biosintesis asam amino aromatis dari
karbohidrat melalui asam shikimat.
(2) Jalur asam asetat (poliketida & isoprenoid)
jalur biosintesis dari senyawa alam tertentu atau
prekursornya melalui pembentukan kondensasi unit
asetat.

KAITAN MET. PRIMER - SEKUNDER

Starch
Cellulose

(Schneider, 1985)

PYRIMIDIN &
PURINE POOL

Protein

AMINO ACID
POOL

H2O

PHOTO
SYNTHESIS

DNA/RNA
CHORISMIC
ACID

CO2

SHIKIMIC
ACID
PYRUVIC
ACID

Saccharide

Fatty acid
Lipid / Fat

FATTY ACID

ACETYL CoA

PHENYLPROPANE

MEVALONIC
ACID

CITRIC
CICLE

LIGNIN, LIGNAN etc
ISOPENTENYL-PP
MIX-POLYKETIDES
TERPENES

POLYKETIDES
Plant acids

ALKALOID
STEROIDS

Sugar deriv

Jalur utama Metabolisme sekunder

JALUR SHIKIMAT – FENIL PROPAN (cincin
aromatik + 3C tak jenuh)

 Asam amino aromatik dan asam benzoat sederhana













– Folic Acid (Vitamin B9 ), Chloramphenicol
Terpenoid-kuinon
– Vitamin K, alizarin
Asam sinamat
Phenylpropena
– Volatile Oils Containing Principally Aromatic Compounds
Lignans and Lignin
– Podophyllum
Asam benzoat dari senyawa C6C3
Kumarin
– Dikumarol, Warfarin, Psoralens
Flavonoid dan Stilbenes
Flavonolignan
– Silybum marianum
Isoflavonoid
– Phyto-oestrogens, Derris and Lonchocarpus
Styrylpyron
– Kava

SHIKIMAT

FENIL
PROPAN

Metabolit Jalur asetat, propionat
 JALUR ASETAT
Unit C2 dari molekul asam asetat merupakan bahan pembangun
yang secara umum digunakan oleh organisme hidup untuk
pembentukan senyawa dengan molekul yang kompleks. Selain
digunakan pada pembentukan asam-asam lemak, asam asetat dan
bentuk teraktivasi-nya (asetil koenzim A) dan malonil koenzim A
merupakan atom karbon yang penting dalam pembentukan senyawa
alam golongan poliketida dan terpen-terpen.
I. Unit asam asetat, asam propionat
II. Asam poliketo (poliketida)
a. Antrakinon (tipe emodin)
a. asam lemak
b. Tetrasiklin
1). asam lemak jenuh
2). asam lemak tidak jenuh
3). asam lemak siklopropan
4). senyawa asetilena
b. Prostaglandin

Metabolit lewat asam asetat & malonat
 Acyl CoA + malonyl CoA  Polyketides
RCO

SCoA

+

n CH2CO

SCoA

COOH
A. pembentukan Antrakuinon
B. pembentukan Eritronolat
C. pembentukan Griseofulvin

R

(

COOH
)
n-1

Metabolit jalur as.asetat & kerangka lain
FLAVONOID

Metabolit yg dibentuk lewat isoprena
A. Terbentuk isopren aktif (1,2,3,4,6,8; > unitpoliprenol, politerpen) –unit isoprena
B. Pembentukan terpenoid dari :
1). 2 unit isoprena: monoterpen asiklik & siklik
2). 3 unit isoprena (seskuiterpen siklik)
3). 4 unit isoprena (pembentukan fitol)

JALUR ASETAT; MEVALONAT
 Pembentukan terpenoid dari :

4). 6 unit isoprena
a. Diterpena tetrasiklik
 produk siklisasi primer (lanosterin)
 pembentukan β-amirin
 pembentukan kolekalsiferol (vit. D), steroid,
asam empedu
b. Pembentukan STEROID
5). 8 unit isoprena (Tetraterpen)
a. cis-trans Fitoen
b. β-Karoten
6). Lebih dari 8 unit isopren
a. Polifenol
b. Gutta percha

 Metabolit sekunder:
hasil metabolisme , di mana :
 Terdistribusi terbatas secara taksonomi, khususnya ditemukan pada
tumbuhan
 Disintesis hanya pada kondisi tertentu
 Fungsinya kurang diketahui
 Tidak jelas peranannya dalam proses kehidupan
 Ekspresi dari spesialisasi sel baik yang dipicu oleh proses diferensiasi sel
atau menggambarkan suatu bagian dari proses perkembangan tumbuhan
 Biosintesis umumnya terbatas pada tahap perkembangan tertentu
(contoh: alkaloid banyak terkandung dalam daun muda kopi), dan atau
sel tertentu, tanin pada daun yg masih muda atau buah yg masih muda)
26

Fungsi Metabolit Sekunder (1)
 Perlindungan tumbuhan terhadap lingkungan abiotik dan biotik
 Antioksidan:

27

melindungi klorofil dari degradasi fotokimia akibat tingginya kadar oksigen
Contoh: karotenoid, antosianin, flavon, isoflavon, chalcones, aurons,
flavonoid berwarna kuning
 Agen allelopathy:
menghambat pertumbuhan jenis tumbuhan lain
Contoh: asam fenolat berupa asam salisilat
 Feeding deterrents:
menghindarkan pemangsaan (Contoh: alkaloid pada kopi Coffea arabica)
Contoh: tanin, kuinon, dan flavonol

 Agen antifungi

Contoh: asam fenolat, isoflavon, dan dihydrochalcones
 Fitoaleksin:
menghambat infeksi bakteri

28

TUGAS
1. Jelaskan beda metabolit primer dengan metabolit sekunder?