Biogenetic Alkaloid Pada Mahluk Hidup

Biogenetic Alkaloid Pada Mahluk Hidup

Negara kita termasuk Negara beriklim tropis yang kaya akan sumber alam terutama tumbuh-tumbuhan yang turun temurun digunakan sebagai ramuan obat. Pada kali ini saya akan membahas mengenai Biogenetic Alkaloid Pada Mahluk Hidup. Biogenetic ialah teknik memanipulasi bahan genetic yang akan merubah informasi herediter sel dan mendorong transfer DNA dari satu organism ke organism lain. Cabang ilmu ini berfungsi untuk mendapatkan obat-obatan dan zat kimia yang memungkinkan penyembuhan suatu penyakit bahkan memperpanjang umur manusia.

Senyawa organic yang paling banyak ditemukan dialam salah satunya ialah alkaloid.

Gambar jenis alkaloid

Alkaloid merupakan senyawa organic yang bersifat basa atau alkali. Sifat basa ini disebabkan karena adanya atom nitrogen dalam senyawa tersebut dalam struktur lingkar heterosiklik atau aromatis. Pada umunya alkaloid ditemukan dalam kadar yang kecil dan harus dipisahkan dari campuran senyawa. Hampir seluruh alkaloid terdapat dalam daun tumbuhan yang sepat atau pahit. Selain daun juga terdapat pada akar, biji, ranting dan kulit.

Dari segi biogenetic, alkaloid berasal dari sejumlah kecil asam amino yaitu :

1.     alkaloid alisiklik yang berasal dari asam amino ornitin dan lisin. Contohnya higrin.

2.    Alkaloid aromatic jenis fenilalanin yang berasal dari asam amino fenilalanin, tirosin dan 3,4-dihidrofenilalanin. Contohnya morfin.

3.    Alkaloid aromatic jenis indol yang berasal dari asam amino triptofan. Contohnya harmin.

Nah, yang saya bahas hanya Biosintesis Morfin, senyawa yang sering digunakan sebagai obat bius.

Gambar morfin

Pembentukan senyawa morfin pada tumbuhan melalui beberapa tahapan metabolism, yaitu :

1.     Pembentukan 3,4-dihidroksifenilalanin

2.    Pembentukan dopamine dan 3,4-dihidroksifenilasetaldehida

3.    Pembentukan (S)-Norlaudanosilina

4.    Pembentukan (S)-Retikulina

5.    Pembentukan Thebain

6.    Pembentukan Morfin

Fenilalanin atau tirosin terbentuk dari turunan eritrosa 4P dengan melewati serangkaian tahap metabolism berikut.

Asam Chorismat (4) yang terbentuk selanjutnya mengalami Reaksi Penataan Ulang Cleisen, suhu reaksi perisiklik dimana allyl vinyl ether akan terkonversi mejadi b,g-enone, sehingga membentuk Asam Prefenat (5).

Fenilpiruvat (6) dan 4-hidroksifenilpiruvat  (7) selanjutnya mengalami Transaminasi Reduktif sehingga membentuk fenilalanin (8) dan tirosin (9).

1.     Pembentukan 3,4-dihidroksifenilalanin (10)

3,4-dihidroksifenilalanin (10) terbentuk dari Hidrolisis Tirosin dengan O₂ yang melibatkan enzim Tyrosine-3-monooxsigenase, kofaktor tetrahydrobiopterin (THB) dan katalis Fe (II).

2.    Pembentukan dopamine dan 3,4-dihidroksifenilasetaldehida

Sebagian 3,4-dihidroksifenilalanin (10) yang terbentuk dengan adanya basa dan enzim L-DOPA decarboxylase akan membentuk senyawa dopamin (11) disertai dengan pelepasan karbondioksida (CO2)

Sebagian 3,4-dihidroksifenilalanin (10)  lainnya dengan aktivitas enzim 3,4-dihydroxyphenylalanine transaminase dan NAD+ mengalami deaminasi oksidatif membentuk 3,4-dihidroksifenilpiruvat (12) yang selanjutnya dengan adanya basa dan enzim 3,4-dihydroxyphenylpyruvate decarboxylase membentuk 3,4-dihidroksifenilasetaldehida (13) disertai pelepasan CO2.

3.    Pembentukan (S)-Norlaudanosilina (16)

Dopamin (11)  mengalami reaksi kondensasi Mannich dengan 3,4-dihidroksifenilasetaldehida (13) dan adanya enzim (S)-Norlaudanosoline synthase sehingga membentuk (S)-Norlaudanosolina (16)

4.    Pembentukan (R)-Retikulina (17)

(S)-Norlaudanosolina (16) kemudian secara bertahap mengalami 3 kali reaksi metilasi membentuk (S)-Retikulina (S-17) dengan S-Adenosyl methionine sebagai sumber metil dan adanya enzim: (I) (S)-Norlaudanosoline 6-O-Methyltransferase; (II) 6-O-Methyl-(S)-Norlaudanosoline-N-Methyltransferase; dan (III) 6-O-Methyl-(S)-Laudanosoline-4'-O-Methyltransferase.

Diikuti dengan isomerasi (S)-Retikulina (S-17) menjadi (R)-Retikulina (R-17) yang melibatkan  enzim: (I) 1,2-dehydroreticuline synthase; dan (II) 1,2-dehydroreticuline reductase

5.    Pembentukan Thebain (20)

(R)-Retikulina (R-17) yang terbentuk selanjutnya mengalami siklisasi disertai pelepasan H2 dan H2O yang melibatkan suasana asam (H+), NADPH dan tiga enzim, yaitu (I) Salutaridine Synthase; (II) Salutaridine NADPH-7-oxidoreductase; dan (III) Thebain Synthase.

6.    Pembentukan Morfin (23)

Kedua gugus metil pada dua gugus metoksi Thebain didemetilasi dengan bantuan enzim (I) Thebain 6-O-Demethylase; (II) Codeinone Reductase; dan (III) Codeine O-Demethylase sehingga terbentulah MORFIN.

Permasalahan :

1.     Bagaimana cara anda menganalisis proses biosintesis senyawa turunan alkaloid pada mahluk hidup? Jelaskan?

2.    Seperti yang kita ketahui bahwa morfin digunakan sebagai penghilang rasa sakit. Menurut anda bagaimana proses biogenetic morfin sehingga dapat dimanfaatkan dalam dunia kesehatan?

3.    Menurut anda apa yang menyababkan turunan alkaloid berpotensi dalam proses biogenetika?