Organisme di alam senantiasa melakukan proses metabolisme di dalam tubuh. tubuh. Metabolisme Metabolisme yang berlangsung berlangsung di dalam tubuh dapat menghasilkan menghasilkan suatu senyawa senyawa yang yang nantiny nantinyaa akan akan bergu berguna na bagi bagi kelang kelangsun sungan gan hidup hidup organi organisme sme terse tersebu but. t. Seny Senyawa awa prod produk uk hasi hasill metab metabol olism ismee diseb disebut ut sebag sebagai ai metab metabol olit it.. Berdas Berdasark arkan an perann perannya ya dalam dalam keberla keberlangs ngsung ungan an hidup hidup dari dari suatu suatu organi organisme, sme, metabolit diklasifikasikan menjadi dua yaitu metabolit primer dan metabolit sekunder (Walton dan Brown, 1!. Metabo Metabolit lit primer primer merupa merupakan kan metabo metabolit lit yang yang terliba terlibatt langsu langsung ng dalam dalam pertumbuhan normal, perkembangan, dan reproduksi pada organisme. Senyawa" senyawa yang termasuk dalam kategori metabolit primer antara lain# karbohidrat, protein, asam nukleat, dan lemak. Metabolit sekunder tidak se$ara langsung terlibat terlibat dalam proses"proses proses"proses yang bersifat essensial, tetapi biasanya memiliki fungsi ekologis penting (%erbert, 1&!. Metabolit Metabolit sekunder sekunder merupakan merupakan senyawa metabolit metabolit yang tidak esensial bagi pertumbuhan organisme dan ditemukan dalam bentuk yang unik atau berbeda"beda antara spesies yang satu dan lainnya. Metabolit sekunder adalah berbagai ma$am reaksi yang produknya tidak se$ara langsung terlibat dalam pertumbuhan normal. 'alam hal ini metabolit sekunder berbeda dengan bahan metabolit intermediet yang memang merupakan produk dari metabolisme normal. Setiap Setiap organi organisme sme biasany biasanyaa mengha menghasil silkan kan senyawa senyawa metabol metabolit it sekund sekunder er yang yang berb berbed eda" a"be beda da,, bahk bahkan an satu satu jeni jeniss seny senyawa metab metabol olit it sekun sekunde derr hany hanyaa ditemukan pada satu spesies dalam suatu kingdom. kingdom. Senyawa ini selalu dihasilkan dihasilkan tetapi tetapi pada pada saat dibutu dibutuhka hkan n atau atau pada pada fase"fa fase"fase se tertent tertentu. u. ungsi ungsi metabo metabolis lisme me sekunder Metabolit sekunder disintesis melalui ) jalur yaitu # jalur asetat (acetate ( acetate pathway!, pathway!, jalu jalurr shik shikim imat at ( shikimate shikimate pathway!, pathway!, jalu jalurr me*a me*alo lona natt (mevalonate pathway!, pathway!, dan jalur jalur metiler metileritri itritol tol fosfat fosfat (methylerythri methylerythritol tol phosphate phosphate pathway pathway!! 'ewi$k (+!. -eempat jalur biosintesis tersebut akan menghasilkan berbagai ma$am metabolit sekunder. Senyawa"senyawa yang tergolong dalam metabolit sekunder antara lain#
a.
lkaloid lkaloid merupakan metabolit sekunder yang mengandung paling sedikit sebuah atom nitrogen. danya atom nitrogen pada struktur senyawa alkaloid menjadikannya bersifat basa. Suatu senyawa alkaloid dapat memiliki lebih dari satu atom nitrogen pada senyawanya, banyaknya atom nitrogen dalam satu struktur senyawa alkaloid akan mempengaruhi sifat basa dari alkaloid (Sarker dan /ahar, +0!. lkaloid umumnya berbentuk padatan kristal dengan rasa pahit. Sebagian besar alkaloid berasal dari tanaman berbunga dan tanaman rendah. lkaloid dapat dibagi menjadi tiga ma$am yaitu (%arborne, 10!# 1!
True lkaloid True lkaloid merupakan alkaloid yang memiliki gugus / yang berada
dalam $in$in siklis (mengandung $in$in heterosiklis!. lkaloid jenis ini diturunkan dari asam amino dan biasanya terdapat dalam tanaman sebagai garam asam organik. 2ontoh senyawa yang termasuk dalam golongan true alkaloid yaitu 3sokuinolin. +! 4roto lkaloid 4roto lkaloid merupakan alkaloid yang memiliki gugus / yang berada di luar siklis (tidak mengandung inti heterosiklis!. 2ontoh senyawa 4roto lkaloid yaitu /,/"dimetiltriptamin 5! 4seudo lkaloid 4seudo lkaloid merupakan alkaloid yang dihasilkan selain dari asam amino. Salah satu senyawa alkaloid jenis ini yang sangat la6im ditemui adalah kafein
JALUR METABOLIT SEKUNDER 1. Jalur Asam Malonat
4oliketida meliputi golongan yang besar bahan alami yang digolongkan bersarna berdasarkan pada biosintesisnya. -eanekaragaman struktur dapat dijelaskan sebagai turunan rantai poli"7"keto, terbentuk oleh koupling unit"unit asam asetat (2+! *ia reaksi kondensasi, misalnya n 2%52O+% 82%529n : ;ermasuk poliketida adalah asam temak, poliasetilena, prostaglandin, antibiotika makrolida,
dan
senyawa
aromatik
seperti
antrakinon
dan
tetrasiklina.
4embentukan rantai poli"7"keto dapat digambarkan sebagai sederet reaksi 2laisen, keragaman melibatkan urutan 7"oksidasi dalam metabolisme asam lemak.
0!. kan tetapi studi tentang en6im yang terlibat dalam biosintesis asam 3emak belum terungkap se$ara rin$i. /amun demikian, dalam pembentukan asam lemak melibatkan en6im asam 3emak sintase seperti yang dibahas di atas. 2. Shikimat ath!a"
lur biosintetik melalui asam shikimat ke asam"asam amino aromati$, diperlihatkan dalam skema (asamnya disajikan sebagai anion! dan disebut jalur asam shikimat atau alur shikimat. salnya adalah metabolisme karbohidrat dengan beberapa sifat yang menarik, yang sebagian besar diketahui dari penyelidikan yang rin$i atas tahap"tahap yang dilalui. ;ahap pertama adalah kondensasi tipe aldo stereospesifik antara fosfoenolpirupat dan '"eritrose")"fosfat yang menghasilkan 5"deoksi"'"arabinoheptulosonat 0"fosfat(&.5'%4!, di mana penambahan terjadi pada muka" si dari ikatan rangkap dan muka"re dari gugus karbonil. 4enutupan $in$in pada '%4 menghasilkan dehydroquinic acid ('%C!. 'imana disamping reduksi dan oksidasi, terjadi eliminasi" syn fosfat anorganik, dan pada langkah terakhir diikuti dengan suatu reaksi aldol intramolekuler, melalui suatu suatu status transisi mirip DkursiE. '%C mengalami dehidrasi re*ersible dan menghasilkan asam dehidrosikhimat. 4enambahan dan eliminasi air berlangsung se$ara cis yang tidak la6im dan dipostulasikan terjadi dalam urutan dua langkah, yang melibatkan enamin, yang dibentuk melalui gugus"keto dalam.
;erdapat dua langkah dari asam shikimat ke 5"fosfat. kondensasi dengan fosfoenolpiru*at menghasilkan A4S4.
Barangkali jalur shikimat mestinya disebut alur khorismat ($horismate!, karena pada asam khorismatlah garis tunggal biosintesis terpe$ah menjadi beberapa garis yang terminalnya adalah asam : asam amino aromati$ *ital dan senyawa : senyawa yang beragan lainnya. /amun tampaknya biosintesis beberapa metabolit mi$robial tertentu dapat bergeser dari garis utama, pada suatu tahapan yang dekat dengan asam dehidrokuinat. minasi asam khorismat terjadi melalui asam anthranilat ke triptofan. 4embentukan fenilalanin dan tirosin, sebaliknya berlangsung melalui asam prefenat, yang pembentukannya dari asam khorismat melibatkan penyusunan" ulang $lasien yang merupakan suatu $ontoh biologis yang unik. Geaksi yang sama dapat juga di$apai dengan pemanasan larutan asam khorismat berair, akan tetapi perhitungan menunjukan bahwa en6im (khorismat mutase! dari Aerobacter aerogenes meningkatkan laju reaksi (pada p% 0,& dan 50 H2! sampai 1, I 1 F kali, dibandingkan dengan reaksi termal biasa. Geaksi en6im ini tampaknya bukanlah reaksi yang terpadu, tetapi melibatkan pengaturan"ulang yang bertahap. Suatu route dari asam khorismat melalui asam isokhorismat telang diketengahkan untuk biosintesis asam : asam amino m"karboksi, yang terdapat pada tanaman tumbuhan tingkat tinggi. 4ada bakteri, asam salisilat pada
mikroorganisme, merupakan suatu hal yang menarik untuk di$atat bahwa aromatisasi 6at antara alur asam shikimat dapat terjadi setelah atau sebelum asam khorismat.
3ni
berjalan,
sebagai
$ontoh,
dari
asam
dehidroshikimat
ke protocatechuic acid . aromatisasi dengan $ara ini memungkinkan senyawa fenolat, melalui route yang berbeda dari route yang melalui poliketida dan, pada tanaman, melalui asam : asam amino aromati$. 4ada tanaman tingkat tinggi, polimer lignin, dan berbagai metabolit sekunder aromati$ terutama alkaloid"alkaloid dan fla*onoid di bentuk dari asam : asam aromati$, ?" fenilalanin dan atau ?"tirosin 8untuk beberapa jenis alkaloid seperti juga beberapa metabolit mi$robial, triptofan adalah sumber dari $in$in" $in$in aromatiknya9. ;erdapat alur : alur metabolit yang sama dari fenilalanin, dan pada beberapa tanaman, tirosin ke 6at antara fenilpropanoid (2F"25!. ?angkah pertama dari fenilalanin meliputi ensim ?"fenilalanin ammonia liase (yang dikenal juga sebagai 4?!, suatu ensim yang tersebar luas dan sangat dikenal. Aliminasi ammonia berlangsung dan menghasilkan cinnamic acid . proses ini meliputi hilangnya (5"pro"S!"proton dari ?"fenilalanin dan makanya mun$ul dalam wujudnya : anti 8?"tirosin armonia liase berfungsi memindahkan juga (5" pro"S!"proton dalam tirosin9. p-Coumaric acid adalah produk yang dihasilkan melalui penghilangan ammonia dari tirosin . yang lebih umum lagi, asam ini berasal dari hidroksilasi cinnamic acid yang dibentuk melalui pembuangan ammonia dari fenilalanin, hidroksilasinya diikuti oleh pergeseran /3% yang biasa baik untuk para"hidroksilasi maupun ortho"hidroksilasi. Sampai dua gugus hidroksifenolat yang selanjutnya dapat diintroduksikan pada.
2F25 ini menga$u pada unit phenylpropyl dan diperoleh dari kerangka karbon baik fenilalanin atau l"l"tirosin, dua dari turunan asam amino aromatik" shikimate. Jang kehilangan gugus amino. rantai samping 2 5 dapat jenuh atau tidak jenuh, dan bisa juga oksigen. -adang"kadang rantai sampingnya terputus, menghilangkan satu atau dua atom karbon. Menjadi, unit 2 F2+ dan 2F21mewakili bentuk pendek yang termodifikasi dari sistem 2 F25.
dari spesies
3lli$ium bertahun"tahun sebelum
perannya
dalam
metabolisme telah ditemukan. enilalanin dan tirosin membentuk dasar dari unit phenylpropane 2F25 ditemukan dalam produk alam, misalnya asam sinamat, $oumarin, lignan, dan fla*onoid, dan bersama dengan triptofan merupakan prekursor dari $akupan luas struktur alkaloid. Selain itu, ditemukan bahwa banyak turunan asam ben6oat yang sederhana, misalnya asam galat dan p"aminoben6oi$ a$id (4B )"aminoben6oi$ a$id!, diproduksi melalui titik $abang di jalur shikimate. sam shikimat saat ini digunakan pada bahan baku untuk sintesis obat anti*irus oseltami*ir (;amiflu K!, dalam permintaan sebagai pertahanan terhadap a*ian influen6a (flu burung! sumber tanaman utama adalah buah adas bintang (3lli$ium *erum 3lli$ia$eae!, meskipun pabrik mulai berpaling ke kultur As$heri$hia $oli rekayasa genetika sebagai alternatif pasokan.
#$m%$ntukan asam shikimat
4embentukan asam shikimat diawali dengan kondensasi aldol antara eritrosa dan asam fosfoenolpiru*at. 4ada kondensasi ini, gugus metilen 2L2%+ dari asam fosfoenolpiru*at berlaku sebagai nukleofil dan mengadisi gugus karbonil 2LO eritrosa, menghasilkan gula dengan 0 unit atom karbon. Selanjutnya reaksi yang analog (intramolekuler! menghasilkan asam &"dehidrokuinat yang mempunyai lingkar sikloheksana, yang kemudian diubah menjadi asam shikimat. sam prefenat terbentuk oleh adisi asam fosfoenolpiru*at terhadap asam shikimat. Selanjutnya, aromatisasi dari asam prefenat menghasilkan asam fenil piru*at yang merupakan prekusor dari fenilalanin melalui reaksi reduktif aminasi, produk deaminasi fenilalanin menghasilkan asam sinamat (Sjamsul, 1F# 15" 1)!.
&. M$'alonat ath!a"
;erpenoid merupakan bentuk senyawa dengan keragaman struktur yang besar dalam produk alami yang diturunkan dan unit isoprena (2&! yang bergandengan dalam model kepala ke ekor (head"to"tail!, sedangkan unit isoprena diturunkan dari metabolisme asam asetat oleh jalur asam me*alonat (me*aloni$ a$id # M!.
(. ME# ath!a"
biosintesis isoprenoid merupakan jalur metabolisme alternatif yang mengarah pada pembentukan isopentenil pirofosfat (344! dan dimethylallyl pirofosfat ('M44!.
'4NS %ermann, -iaus M. 1&. ;he Shikimate 4athway# Aarly Steps in the Biosynthesis of romati$ 2oumpounds.
#roducts, (erjemahan #)
Sammes, *hicster Ellis Hor+ood td
'ubey, inod Shanker., Gitu Bhalla., dan Gajesh ?uthra. +15. n O*er*iew of the non"me*alonate pathway for terpenoid Biosynthesis in plants.
