Biosintesis Metabolit Primer dan Sekunder

Biosintesis merupakan proses pembentukan suatu metabolit dari molekul yang sederhana menjadi molekul yang lebih kompleks , dalam hal ini yang terjadi pada organisme hidup.

Metabolit sendiri dibagi menjadi dua, yaitu metabolit primer dan juga metabolit sekunder.

METABOLIT PRIMER

Metabolit primer merupakan suatu produk akhir dari hasil sintesis senyawa dalam metabolisme makhluk hidup. Akan tetapi apabila metabolit ini di produksi secara berlebihan tidak akan menguntungkan bagi yang memproduksinya. Contohnya pada sebagian besar mikroorganisme, apabila metabolit diproduksi secara berlebihan maka dapat menghambat pertumbuhannya dan juga dapat mematikan mikroorganisme itu sendiri.

Metabolit primer mempunyai fungsi yang esensial dan cukup jelas bagi kehidupan suatu organisme penghasilnya yang merupakan kompenen esensial pada tubuh yang contohnya adalah asam amino, vitamin, nukleotida, dan asam nukleat.

Karakteristik dari senyawa bahan alam metabolik primer yaitu tersebar merata dalam tiap organisme, fungsi universal, sumber energi, enzim, dan perbedaan struktur kimianya kecil.

Biosintesisi Metabolit Primer

Biosintesis Karbohidrat

• Produksi monosakarida dengan fotosintesis

Pada tumbuhan yang berklorofil, monosakarida terbentuk melalui fotosintesis, yang merupakan proses biologis yang dapat mengubah energi elektromagnetik menjadi energi kimiawi. Dalam tumbuhan hijau terdapat dua golongan reaksi. Reaksi dengan cahaya dan reaksi enzimatik. Yang mana kedua reaksi tersebut nantinya akan menghasilkan gula yang berupa monosakarida.

• Biosintesis sukrosa

Pembentukan sukrosa merupakan prekusor bisa untuk mensintesis polisakarida. Jalur alternatifnya sendiri terdiri dari reaksi glukosa dan fruktosa. Fruktosa 6-fosfat, telah diturunkan dari daur sintesis akan diubah menjadi glukosa1-fosfat yang akan bereaksi dengan UTP menghasilkan UDP glukosa. Setelah itu akan direaksikan lagi membentuk fruktosa 5-fosfat yang dapat membentuk sukrosa fosfat yang nantinya apabila dimodifikasi membenttuk sukrosa.

Biosintesis Lipid
Biosintesis asam lemak sendiri berjalan dengan melakukan sederet reaksi yang melibatkan dua kompleks enzim plus ATP, NADPH2, MN++, dan karbondioksida. awalnya asetat akan bereaksi dengan KoA dan asetil-KoA yang terbentuk diubah dengan karbondioksida menjadi malonil-KoA yang nantinya akan bereaksi dengan asetil-KoA yang hasilnya membentuk zantara dengan 5 unit C, yang mengalami reduksi dan eliminasi karbon dioksida yang membentuk butiril-KoA. senyawa malonil-KoA akan bereaksi kembali sehingga terbentuk zantara yang memiliki 7 atom C, yang apabila direduksi menghasilkan kapriol KoA. pengulangan reaksi tadi akan menghasilkan asam lemak yang mempunyai karbon genap.

Biosintesis Asam Amino dan Protein
Protein terdiri dari beberapa rangkaian asam amino pada strukturnya. Dialam yang kaya ini, terdapat macam dari asam amino yaitu asam amino esensial dan nonesensial, yang mana esensial tidak dapat diproduksi sendiri oleh tubuh sehingga dibutuhkan bantuan dari bantuan makanan luar yang kita makan, berbeda dengan yang nonesensial. Biosintesis asam amino sendiri kaitannya sangat erat dengan biosintesis metabolit sekunder yang sedang kita bahas. 

METABOLIT SEKUNDER

Metabolit sekumder merupakan senyawa organik hasil proses metabolisme yang tidak memiliki fungsi dalam proses fotosintesis, pertumbuhan atau respirasi, sintesis protein, pembentukan karbohidrat, protein dan lipid. Disamping itu, meabolit sekunder juga merupakan hasil samping dari metabolisme primer.

Metabolit sekunder memiliki banyak fungsi untuk tanaman yaitu:

• Melindungi tanaman dari serangan mikroba
• Mempertahankan diri dari gangguan predator
• Melawan gangguan herbivora dengan membentuk senyawa toksik yang menyebabkannya menjadi beracun
• Perlindungan terhadap lingkungan
• Dapat menghasilkan senyawa aleopati yang beracun bagi tanaman lain disekitarnya.

Walaupun metabolit sekunder ini sendiri memiliki banyak fungsi, namun dia tidak berfungsi pada pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Fungsinya hanya terfokuskan untuk melindungi dirinya(tanaman).

Biosintesis pada metabolit sekunder ini sangat beragam tergantung dari senyawa yang ada. Biosintesis dari metabolit sekunder ini terbagi menjadi tiga jalur yaitu :

• Jalur asam asetat

Yang termasuk poliketida adalah asam lemak, poliasetilena, prostaglandin, antibiotika makrolida dan senyawa aromatik. Pembentukan rantai poli-β-keto digambarkan sebagai sederet reaksi Claisen, keragamannya melibatkan urutan dari β-oksidasi dalam metabolisme asam lemak. jadi 2 molekul asetil-KoA dapat ikut serta dalam reaksi Claisen tadi yang akan membantu asetoasetil-KoA yang selanjutnya berlanjut sehingga dihasilkan rantai poli-β-keto yang cukup. Enzim yang terlibat dalam biosintesis asam lemak belum terungkap secara jelas, namun dalam pembentukan asam lemak ini sendiri menggunakan enzim asam lemak sintase.

• Jalur asam sikimat

            Jalur asam sikimat ini adalah jalur alternatif menuju senyawa aromatik, biasanya L-fenilanin, L-tirosina, dan L-triptofan. Yang mana jalur ini berlangsung pada mikroorganisme yang terdapat pada tumbuhan saja, tidak pada hewan.

• Jalur asam mevalonat

            Terpenoid adalah contoh dari suatu bentuk senyawa yang memiliki keragaman struktur yang besar dalam produk alami yang telah diturunkan oleh unit isoprena (C₅) yang bergandengan dengan model kepala ekor (head-to-tail), unit isoprena ini sendirilah yang diturunkan dari metabolisme asam asetat dengan melalui jalur asam mevalonat.

Permasalahan

1. Jelaskan perbedaan biosintesis metabolit primer dan metabolit sekunder?

2. Apasaja contoh dari metabolit sekunder yang dimanfaatkan dalam obat-obatan?

3. Jelaskan mengapa biosintesis mmetabolit primer tidak diproduksi banyak oleh tubuh?

Prosedur dan Tahap Screening Potensi Kimia Bahan Alam

Hai teman-teman...

Kali ini saya akan membahas suatu yang menarik, yaitu tentang Screening Fitokimia.

Apasih Screening Fitokimia (Skrining Fitokimia) itu? Nah, skrining fitokimia ini adalah sesuatu perlakukan yang dilakukan untuk mengetahui gambaran tentang golongan senyawa atau senyawa yang terkandung didalam suatu ekstrak yang didapatkan dalam tanaman atau tumbuhan. Suatu ekstrak yang digunakan nantinya mengandung yang namanya metabolit sekunder yang dapat memberikan ciri khasnya dengan diidentifikasi dengan menggunakan pereaksi-pereaksi.

Prinsip yang digunakan pada skrining fotokimia ini sendiri yaitu dilakukan berdasarkan kandungan kimia yang terdapat pada tumbuhan atau bahan alam yang mempunyai senyawa target yang akan diamati.

Terdapat beberapa macam uji yang dapat dilakukan pada skrining fitokimia ini, yaitu :

Uji Alkaloid

Dengan uji ini, sampel yang sudah dipersiapkan dibebaskan dengan menggunakan kloroform yang beramonia, setelah itu disaring. Ditambahkan 1,5 – 1 ml asam sulfat dengan kosnsentrasi 2N pada hasil filtratnya, lalu dikocok hingga terdapat 2 lapisan. Lapisan yang diatas merupakan lapisan asam dipipet dan dimasukkan dalam 3 tabung, yang mana masing-masing tabung tadi akan ditetesi dengan 2 tetes pereaksi Mayer, Wagner, dan Dragendorf barulah diamati apa yang terjadi.

Uji Flavonoid

Dengan uji ini, sampel yang sudah disiapkan di teteskan pada plat tetes, setelah itu ditambahkan dengan 0,2 g logam atau serbuk Mg dan 2 tetes HCl. Hasil yang positif nantinya akan ditandai dengan perubahan warna menjadi jingga sampai merah dan juga bisa kuning.

Uji Tanin

Dengan uji ini, sampel yang telah disiapkan dalam tabung reaksi dipanaskan dengan penangas air, setelah itu barulah disaring. Setelah disaring, filtrat yang didapatkan ditambah dengan larutan besi (III) klorida 1%. Senyawa tanin nantinya akan ditandai dengan adanya endapan yang berwarna hijau.

Uji Saponin

Dengan uji ini, sampel yang ada di masukkan dalam tabung reaksi. Setelah itu ditambahkan dengan air panas sebanyak 10ml, didinginkan lalu dikocok dengan kuat selama 10 detik. Hasil yang positif ditandai dengan adanya buih atau busa yang terdapat dalam tabung reaksi kurang lebih selama 10 menit.

Uji Steroid dan Terpenoid

Dengan uji ini, sampel yang ada diekstrak dengan menggunakan pelarut n-heksana atau juga bisa petroleum eter sebanyak 2ml lalu disaring. Ekstrak yang didapat nanti diambil sedikit lalu dikeringkan diatas papan spot test lalu disaring kembali. Setelah itu barulah ditambahkan 3 tetes anhidra asetat, satu tetes asam sulfat pekat. Hasil yang positif pada golongan terpenoid akan ditandai dengan perubahan warna merah sedangka untuk golongan steroid akan ditandai dengan perubahan warna menjadi biru.

Permasalahan:

1. Bagaimana cara menguji adanya senyawa tanin pada tumbuhan dengan skrining fitokimia?

2. Jelaskan bagaimana prinsip dalam uji skrining fitokimia?

3. Jelaskan contoh dari uji steroid dan terpenoid pada skrining fitokimia

Etnobotani dan Keragaman Senyawa Bahan Alam pada Tumbuhan

Etnobotani merupakan salah satu kajian tentang pemanfaatan tumbuhan secara maksimal oleh manusia, baik dalam bidang obat, makanan, kosmetik, dll. Salah satu contoh produk dari etnobotani dalam bidang makanan yaitu kecap.

Kecap merupakan sebuah produk yang beerbentuk cair yang diperoleh dari proses fermentasi kacang kedelai dengan tambahan bahan lain ataupun juga bisa tidak menggunakan tamahan bahan lain. Nah, seperti yang kita tahu kecap ini banyak beredar dipasaran Indonesia sebagai bumbu tambahan penyedap rasa yang membuat cita rasa makanan menjadi yang semakin enak. Tentu saja, kecap ini terdapat beberapa jenis, seperti yang akan saya bahas yaitu Kecap Manis.

Namanya juga kecap manis, ya pasti manis kann. Biasanya yang manis-manis ini berhubungan dengan yang namanya karbohidrat. Oleh sebab itu, kecap manis ini sendiri komponen terbesarnya yaitu karbohidrat, yaitu sukrosa, glukosa, dan juga fruktosa. Bukan hanya itu, karena kecap manis ini sendiri bahan bakunya kacang kedelai, tentu saja juga memiliki kandungan asam amino yang dapat dikatakan lumayan tinggi. Asam amino yang terdapat dalam kecap manis ini sendiri yaitu asam amino essensial dan juga asam amino non essensial. Asam amino esensial yang terdapat didalam kecap manis ada treonin, valin, isoleusin, leusin, fenilanin, dan lisin. Sedangkan asam amino non esensial yang ada yaitu asam glutamat, serin, prolin, glisin, alanin, dan tirosin.

Asam amino valin berperan dalam fokus mental, koordinasi otot, dan ketenangan emosional. Isoleusin yang dapat mengatur tingkat energi,mengatur gula darah dan produksi hormon. Asam glutamat yang berfungsi sebagai penyusun protein di dalam tubuh. Jadi, dapat kita ketahui asam amino yang terdapat di dalam kecap sangat bermanfaat bagi tubuh kita.

Tidak hanya itu, gula yang digunakan dalam pembuatan kecap manis ini sendiri bermacam macam, yaitu gula kelapa, gula aren, dan gula tebu. Pada kecap yang mengandung gula kelapa terdapat senyawa aldehid, asam, furan, pirol, turunan benzena, dan ester. Pada kecap manis yang mengandung gula aren terkandung senyawa aldehid, alkohol, furan, hidrokarbon, turunan benzena, dan ester. Terakhir, pada kecap manis yang menggunakan gula tebu mengandungsenyawa keton, alkohol, asam, furan, turunan benzena dan hidrokarbon.

Kecap tidak hanya berfungsi untuk menambah cita rasa pada makanan, akan tetapi juga dapat mengurangi konsumsi gula pada makanan, kaya akan protein yang bermanfaat bagi tubuh, menjadi pewarna alami pada makanan, mengandung zat besi dan juga mengandung vitamin A yang tentunya sangat bermanfaat bagi tubuh kita ini.

Permasalahan
1. Mengapa kecap dapat dijadikan salah satu contoh dari produk etnobotani? Jelaskan!

2. Mengapa kandungan kecap manis yang mengandung gula kelapa dan gula aren berbeda? Jelaskan!

3. Jelaskan contoh dari produk etnobotani yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari kita sebagai mahasiswa, serta jelaskan manfaatnya secara ringkas!