Terpenoid dan steroid materi koba (kimia bahan alam)

1. Metabolisme Primer
dan Sekunder
SREBP-DNA
complex
PDB 1AM9

2. Pendahuluan
 Metabolisme merupakan modifikasi senyawa kimia secara
biokimia di dalam organisme dan sel.
 Metabolisme mencakup sintesis (anabolisme) dan penguraian
(katabolisme) molekul organik kompleks.
 Metabolisme biasanya terdiri atas tahapan-tahapan yang
melibatkan enzim, yang dikenal pula sebagai jalur
metabolisme.
 Metabolisme total merupakan semua proses biokimia di dalam
organisme. Metabolisme sel mencakup semua proses kimia di
dalam sel. Tanpa metabolisme, makhluk hidup tidak dapat
bertahan hidup.

3. -
 Produk metabolisme disebut metabolit. Cabang biologi yang
mempelajari komposisi metabolit secara keseluruhan pada
suatu tahap perkembangan atau pada suatu bagian tubuh
dinamakan metabolomika.

4. Berdasarkan Pembentukan:
1. Metabolit Primer
 Merupakan Fundamental Building Block Kehidupan/Makhluk Hidup.
 Misal karbohidrat, protein, lemak, asam nukleat
2. Metabolit sekunder
 Tidak penting atau esensial untuk perkembangan/eksistensi
makhluk hidup
 Misal terpenoid, alkaloid, flavonoid

5. Mengapa dibentuk Metabolit Sekunder?
 Metabolisme primer akan membentu metabolit primer
 Metabolisme sekunder membentuk metabolit sekunder
 Metabolit intermediet: reaksi yang terletak antara met primer
dan sekunder dan menghasilkan energi untuk berlangsungnya
suatu reaksi.
 Metabolit sekunder merupakan suatu bentuk untuk
survival/pertahanan diri.
 Tanaman tidak dapat berpindah tempat. Misal tanaman pada
lahan yang tercemar, agar tetap survive maka akan membentuk
metabolit sekunder.

6.  Misal; pada tanaman tembakau dapat membentuk asam
salisilat sebagai antibodi. Bila tembakau terkena virus maka
produksi asam salisilat akan tinggi dan dalam tembakau
dapat melakukan proses metilasi pada as salisilat menjadi
metil salisilat.

7.  Biosintesis metabolit sekunder sangat beragam tergantung dari
goIongan senyawa yang bersangkutan. Jalur yang biasanya dilalui
dalam pembentukan metabolit sekunder ada tiga jalur, yaitu jalur
asam asetat, jalur asam sikimat, dan jalur asam mevalonat.
Biosintesis Metabolit Sekunder

8.  Faktor Luar:
Letak geografis (iklim, suhu, jenis tanah, lingkungan), m.o
patogen, sinar matahari
 Faktor dalam; genetis
 Proses: saat panen, pasca panen
Keragaman metabolit sekunder

9. Asal Usul Senyawa Organik Bahan Alam Metabolit
Primer dan Sekunder
Metabolit Primer
Polisakarida
Protein
Lemak
Asam Nukleat
Metabolit Dasar
Glukosa
Pentosa, tetrosa
Asam amino
aromatik
Triosa Asam amino
alifatik
Asam asetat
Asam mevalonat
Siklus Krebs
Metabolit Sekunder
Glikosida
Fenil propanoid*
Alkaloid*
Flavonoid*
Poliketida*
Terpenoid dan Steroid*
Tetrapirol

10. TAHAPAN BIOSINTESA METABOLIT SEKUNDER
Tumpukan molekul-molekul kecil
dari metabolit dasar: sumber unit
spesifik, contoh: asam asetat
Unit spesifik untuk
golongan, contoh asam
mevalonat
Enzim tertentu yang
diatur secara genetik
Senyawa antara dengan
kerangka dasar tertentu;
GPP, FPP, GGPP
Metabolit sekunder
dengan kerangka dan
gugus fungsinya
Reaksi sekunder: Hidrolisa,
oksidasi, reduksi, dekarboksilasi.
Untuk modifikasi kerangka dan
pemasukan gugus fungsi
Catatan : Gambaran lengkap sintesa in vivo belum ada; ada pola umum proses
biosintesa yang pokok yg disebut biogenesis

12. Simple building blocks serve as the basis for each major
pathway of secondary metabolism:
(1) Shikimate Aromatics (ring - C3 chain)
(2) Amino acids Alkaloids, Penicillins (N-
containing)
(3) Mevalonate Terpenes, Steroids
(4) Acetate Polyketides (aromatics, macrocycles)

13. Kimia Terpenoid & Minyak Atsiri
Sejak jaman dahulu, sudah mengengenal bunga, buah, daun, akar dan kulit dari
berbagai tumbuhan mengandung bahan berbau wangi yang mudah menguap, disebut
Minyak Atsiri
Sumber Utama
* Labiateae ; nilam, ruku-ruku, selasih dan Metha
* Myrtaceae ; cengkeh, kayu putih dan Eucalyptus
* Pinaceae ; Pinus
* Rutaceae ; Citrus
* Umbelliferae ; ketumber, seledri dan adas
Isolasi dan pemisahan
* Lazim : Distilasi Uap
* Press
* Lilin cair
Terpenoid Ada juga mengandun komponen lain,
seperti senyawa Aromatik
Contoh, eugenol komponen utama
minyak cengkeh
Minyak atsiri, bukan
senyawa murni, Campuran
>>20 senyawa C & H atau
C, H dan O tidak aromatik

14. Kelompok Terpenoid dan Sumbernya
Kelompok
1. Monoterpen
2. Seskuiterpen
3. Diterpen
4. Triterpen
5. Tetraterpen
6. politerpen
Jml Karbon
1. C-10
2. C-15
3. C-20
4. C-30
5. C-40
6. C > 40
Sumber
M.atsiri
M. atsiri
Resin Pinus
Damar
Zat warna karoten
Karet alam
Terpenoid disusun oleh kelipatan lima dari kerangka karbon dikenal dengan unit
isoprena (C5) . Unit-unit ini bergabung secara teratur mengikuti kaidah kepala dari
unit yang satu berikatan dengan ekor dari unit yang lain (Head and tail
combination). Jadi Terpenoid terdiri dari dua atau lebih unit isoprena yang berikatan
secara teratur, pengecuali juga terdapat pada golongan ini, seperti luvandulol, asam
krisantemat, santolintrien dan artemisia keton, mengandung 10 C tetapi tdak
mengikuti kaidah isoprena.
Ditemukan pada Compositea, misal Luvandula vera, Chrysanthenum
cinerariaefolium, Santolina chamaecyparisus dan Atemisina annua

15. Terpenoid
biosintesis
EC 2.7.1.36: mevalonate kinase :ATP + (R)-mevalonate = ADP + (R)-5-phosphomevalonate
EC 2.7.4.2 : phosphomevalonate kinase : ATP + (R)-5-phosphomevalonate = ADP + (R)-5-diphosphomevalonate
EC 4.1.1.33 :diphosphomevalonate decarboxylase : ATP + (R)-5-diphosphomevalonate= ADP + phosphate +isopentenyl diphosphate + CO2
EC 5.3.3.2: isopentenyl-diphosphate Δ-isomerase : isopentenyl diphosphate = dimethylallyl diphosphate
EC 2.5.1.1 : dimethylallyltranstransferase: dimethylallyl diphosphate + isopentenyl diphosphate = diphosphate + geranyl diphosphate

16. EC 2.5.1.10* :(2E,6E)-farnesyl diphosphate synthase :geranyl diphosphate + isopentenyl diphosphate = diphosphate + (2E,6E)-farnesyl diphosphate
EC 2.5.1.29 :geranylgeranyl diphosphate synthase:(2E,6E)-farnesyl diphosphate + isopentenyl diphosphate = diphosphate + geranylgeranyl diphosphate
EC 2.5.1.83 : hexaprenyl-diphosphate synthase : (2E,6E)-farnesyl diphosphate + 3 isopentenyl diphosphate = 3 diphosphate + all-trans-hexaprenyl diphosphate
EC 2.5.1.81: geranylfarnesyl diphosphate synthase :geranylgeranyl diphosphate + isopentenyl diphosphate
= (2E,6E,10E,14E)-geranylfarnesyl diphosphate + diphosphate
EC 2.5.1.82 : hexaprenyl diphosphate synthase : geranylgeranyl diphosphate + 2 isopentenyl diphosphate = 2 diphosphate + all-trans-hexaprenyl diphosphate

17. EC 2.5.1.30 : heptaprenyl diphosphate synthase : (2E,6E)-farnesyl diphosphate + 4 isopentenyl diphosphate = 4 diphosphate + all-trans-heptaprenyl diphosphate
EC 2.5.1.90:all-trans-octaprenyl-diphosphate synthase:(2E,6E)-farnesyl diphosphate +5 isopentenyl diphosphate=5diphosphate+all-trans-octaprenyl diphosphate
EC 2.5.1.91:all-trans-decaprenyl-diphosphate synthase:(2E,6E)-farnesyl diphosphate+7isopentenyl diphosphate =7diphosphate+all-trans-decaprenyl diphosphate
EC 2.5.1.85 :all-trans-nonaprenyl diphosphate synthase : geranylgeranyl diphosphate + 5 isopentenyl diphosphate = 5 diphosphate + all-trans-nonaprenyl diphosphate
EC 2.5.1.84 : all-trans-nonaprenyl-diphosphate synthase :geranyl diphosphate + 7 isopentenyl diphosphate = 7 diphosphate + all-trans-nonaprenyl diphosphate

18. EC 3.1.7.7: drimenol cyclase: (2E,6E)-farnesyl diphosphate + H2O = drimenol + diphosphate

19. EC 2.5.1.99: all-trans-phytoene synthase
:2 geranylgeranyl diphosphate = all-trans-phytoene + 2 diphosphate
EC 2.5.1.96: 4,4'-diapophytoene synthase
:2 (2E,6E)-farnesyl diphosphate = 15-cis-4,4'-diapophytoene + 2 diphosphate
EC 2.5.1.32: 15-cis-phytoene synthase
:2 geranylgeranyl diphosphate = 15-cis-phytoene + 2 diphosphate
EC 2.5.1.21 : squalene synthase
:2 (2E,6E)-farnesyl diphosphate + NAD(P)H + H+
= squalene + 2 diphosphate + NAD(P)+

20. EC 1.14.14.17: squalene monooxygenase :
squalene + [reduced NADPH—hemoprotein reductase] + O2
= (3S)-2,3-epoxy-2,3-dihydrosqualene +
[oxidized NADPH—hemoprotein reductase] + H2O