Biogenetik Alkaloid pada Makhluk Hidup

Annyeong Haseyo Chingudeul...

Pada blog sebelumnya, saya telah membahas tentang karakteristik dan juga potensi pemanfaatannya. Sekarang, giliran saya akan mencoba membahas tentang biogenetiknya alkaloid ini pada makhluk hidup. Sebelum itu, kita perlu tahu apa itu biogenetik. Biogenetik adalah suatu  zat yang diperlukan untuk kelangsungan hidup yang dihasilkan dari proses biologi oleh organisme hidup. Biogenetik alkaloid ini sendiri berasal dari asam amino yang merupakan ornitin serta lisin, asam amino ini akan menurunkan sebuah alkaloid alisiklik, fenilalanin dan tirosin, yang selanjutnya akan menurunkan kembali alkaloid menjadi isokuonolin dan triptopan yang dapat menurunkan alkaloid indol.

Pembentukan biosintesis alkaloid ini didasari oleh reaksi mannich, yang bereaksi adalah aldehid dan juga suatu amina primer atau juga sekunder lalu juga bisa senyawa enol/fenol. Bukan hanya reaksi yang telah dijelaskan sebelumnya, tetapi juga ada reaksi lain yang membantu pembentukan alkaloid ini yaitu reaksi rangkap oksidatif dan metilasi. Nantinya basa akan bereaksi dengan karbanion untuk membentuk suatu basa.

Pertama, saya akan membahas tentang biogenetik dari nikotin yang merupakan salah satu senyawa alkaloid. Nikotin ini banyak sekali terdapat dalam rokok yang diperoleh pada tanaman tembakau, yang memiliki dampak yang tidak baik bagi tubuh manusia.

Dapat kita analisis dari gambar diatas, nikotin ini diperoleh dari asam nikotinik dan N-metilpirolinium kation. Asam nikotinik ini diperoleh dari gliseraldehid dan asam amino asam aspartat, senyawa ini direaksikan selanjutnya akan membentuk senyawa alisiklik, dan apabila diturunkan kembali akan menjadi asam kuinolin dan hasilnya asam nikotinik. Selanjutnya ada N-metilpirolinium kation yang terbuat dari reaksi antara asam amino ornithine  yang diturunkan menjadi putrescine dan asam amino methionin yang digunakan adalah S-adenosilmetionine. Kedua senyawa tersebut direaksikan dan membentuk N-metilputrescine yang apabila diturunkan menghasilkan N-metilpirolinium kation tadi. Terakhir kedua senyawa hasil tadi direaksikan dan membentuk nikotine yang kita kenal.

Biosintesis dari nikotin ini melibatkan reaksi yang melibatkan stuktur siklik didalamnya. Biosintesisnya melibatkan 2 jalur yaitu NAD yang menghasilkan niacin atau asam nikotinik dan jalur propana untuk menghasilkan N-metilpirolidium kation. Untuk jalur NAD dimulai dengan mengoksidasi asam aspartat menjadi α-imino suksinat dengan AO(aspartat oksidase), dalam proses ini juga terjadi kondensasi gliseraldehid-3-pospat dan juga proses siklisasi yang dikatalisis dengan enzim QS (quinolin sintase) agar dihasilkan asam quinolik. Asam quinolik yang ada nantinya akan bereaksi dengan fosforiboksil pirofosfat, reaksi ini dikatalis dengan QPT (asam quinolik posporibosil trasferase) menghasilkan niacin mononukleotida. Lalu terjadi konversi nikotinamid dengan enzim nikotinamidase menghasilkan niacin atau asam nikotinat. Jalur selanjutnya adalah jalur propana yang mana dimulai dari dekarboksilasi ornithine dengan enzim (OCD) ornithine dekarboksilase yang menghasilkan putresin. Putresin ini mengalami konversi menjadi N-metilputresin dengan cara metilasi dengan SAM yang dikatalis oleh (PMT) putresin N-metiltransferase. Selanjutnya terjadi deaminasi N-metilputresin dengan enzim (MPO) N-metilputresinoksidase menjadi 4-metilaminobutanal, lalu ia berputar menjadi N-metilpirolidium kation secara spontan. Hasil dari kedua jalur tersebut selanjutnya direaksikan membentuk nikotin. Teori menyatakan bahwa niacin mengalami konversi menghasilkan 2,5-dihidropiridin lalu inilah yang bereaksi dengan N-metilpirolidium kation sehingga dihasilkan nikotin.

Pada blog kali ini, saya juga akan mencoba membahas tentang pembentukan atau biogenetik alkaloid yang mana merupakan senyawa stemona alkaloid. Stemona alkaloid ini sendiri adalah sebuah kelas alkaloid yang memiliki struktur yang kompleks dan merupakan polisiklik alkaloid. Sebelumnya kita harus tau struktur dasar dari stemona alkaloid ini, dikarenakan saya memperoleh dari jurnal oleh sebab itu dimasukkan beberapa pendapat ahli disana juga, yaitu :

Selanjutnya adalah proses atau jalur biogenetik dari alkaloidnya, yang mana menurut beberapa pendapat ahli yaitu:

Pada proses biogenetik diatas dimulai dari asam amino yang berupa asam amino ornithine, lalu akan melalui proses yang mengubahnya menjadi putrescine yang masih golongan asam amino dan dengan reaksi lagi membentuk spermidine yang merupakan asam amino, barulah ia akan membantuk ikatan alisiklik, dengan adisi nukleofilik maka berhasil diperoleh stemona alkaloid.

Selanjutnya, untuk proses biogenetik diatas ini dimulai dengan asam amino leucine yang tergolong pada asam amino lisin, lalu juga asam amino glutamat. Selanjutnya kedua senyawa itu akan membentuk senyawa pandanamines yang merupakan cincin alisiklik dan selanjutnya membentuk senyawa alkaloid croomine yang merupakan salah satu spesies dari stemona.

Lalu, terakhir ada pembentukan biogenetik menurut pyne.

Permasalahan :

1. Apakah bisa proses biogenetik ini tidak dimulai atau tidak berasal dari asam amino ornitin dan lisin?

2. Jelaskan apakah produk akhir dari biogenetik ini selalu dalam keadaan alkaloid indol atau tidak?

3. Jelaskan apakah bisa biogenetik ini awalnya berasal dari senyawa lain berupa glukosa atau yang lainnya selain asam amino?

Potensi Pemanfaatan Alkaloid untuk Makhluk Hidup

Pada sebelumnya kita telah membahas tentang keunikan dan keragaman alkaloid. Alkaloid ini memiliki struktur seperti heterosiklik dan memiliki atom N. Sehingga disebutlah senyawa ini sebagai alkaloid. Alkaloid ini sendiri sangat bermanfaat bagi makhluk hidup, dan juga alkaloid ini tak hanya terdapat pada tumbuhan, tetapi juga terdapat mikroorganisme lain. Keunikan dan keragaman dari alkaloid ini menyebabkan banyaknya penggolongan dari alkaloid, sehingga memiliki fungsi yang banyak bagi makhluk hidup yang ada di alam ini.

Alkaloid ini selain memiliki fungsi yang baik bagi tubuh, alkaloid ini juga memiliki fungsi yang mematikan. Sehingga dapat digunakan bagi pertahanan bagi tumbuhan untuk meracuni mikroorganisme yang akan menghambat atau mengganggu pertumbuhan bagi tanaman tersebut. Inilah salah satu fungsi bagi alkaloid yang memiliki struktur yang sangat beragam.

Pemanfaatan pada Tumbuhan

            Alkaloid ini memiliki banyak fungsi, salah satunya bagi tumbuhan atau tanaman. Didalam dunia tanaman, tidak semua tanaman memiliki alkaloid. Sehingga apabila dalam tanaman terkandung alkaloid memiliki manfaat-manfaat tersendiri. Manfaatnya yaitu

1. dapat menjadi tempat penyimpanan nitrogen,

2. dapat melindungi tanaman dari parasit, hama dan pemangsa-pemangsa tanaman

3. dapat mengatur tumbuh dan kembang dari tumbuhan

4. dapat menjaga keseimbangan ion pada tanaman dengan mengganti basa mineralnya

Contoh tanaman yang mengandung alkaloid:

Mahkota dewa

Pemanfaatan pada Manusia

            Alkaloid ini memiliki banyak fungsi, alkaloid tidak hanya memiliki fungsi yang tidak baik namun juga memiliki fungsi yang dapat digunakan oleh manusia. Senyawa-senyawa alkaloid ini memiliki sifat analgetik yang mana dapat menghilangkan rasa sakit, dan juga narkotika yang dapat menghilangkan rasa sakit sekaligus dapat juga digunakan untuk membius. Tidak hanya dua hal itu, namun juga memiliki fungsi lain yang sangat bermanfaat bagi manusia.

Contoh senyawa alkaloid

Kafein

Merupakan alkaloid yang memiliki bentuk kristal dan biasanya berfungsi sebagai obat perangsang psikoaktif dan diuretik ringan. Kafein biasanya diidentikkan dengan kopi, namun sebenarnya bukan kopi saja yang terdapat kafein, ada juga makanan atau minuman jenis lain seperti teh. Bahan pangan yang dinilai memiliki kandungan kafein yaitu seperti daun teh, biji kopi, buah kola, guarana dan mate.

daun teh

Morfin

Merupakan alkaloid yang banyak ditemukan pada tanaman opium dan juga ia bekerja pada sistem saraf pusat pada tubuh kita untuk mrnghilangkan rasa sakit. Ada banyak sekali efek samping dari penggunaan morfin ini sendiri, dan juga memberikan rangsangan ketergantungan. Sehingga dinilai cukup tidak baik. Lalu juga digolongkan dalam narkotika.

tanaman opium

Nikotin

Merupakan alkaloid yang biasanya dihasilkan pada tanaman tembakau dan terung-terungan. Nikotin ini dinilai tidak baik bagi manusia, sehingga kadang dihindari. Namun jarang kita ketahui bahwa kentang, terung dan tomat juga memiliki kandungan nikotin. Nikotin ini sendiri bersifat aditif yang dapat memberikan candu.

kentang

Permasalahan

1. Jelaskan apakah bisa fungsi dari alkaloid pada tanaman bisa diganti dengan senyawa lain? Sehingga tanaman yang tidak terdapat alkaloid dapat mempertahankan dirinya dan juga keseimbangan ionnya dapat terjaga?
2. Apakah jika kita menggunakan alkaloid untuk anastesi akan memberikan dampak buruk atau efek samping bagi orang yang di anastesi, karena jika dilihat dari zat yang digunakan untuk anastesi itu adalah morfin, apakah akan membarikan dampak buruk?
3. Kentang mengandung nikotin(alkaloid) dalam jumlah yang sedikit. Apakah dengan kita memasak kentang ini kandungan nikotinnya akan hilang atau menjadi lebih sedikit? Bagaimana perbedaanya dengan tembakau yang diproses sehingga digunakan pada rokok?

Keragaman dan Kaunikan Struktur Kimia Alkaloid

Pada blog sebelumnya, saya telah membahas tentang kedua senyawa lain yang merupakan metabolit sekunder yaitu keragaman dan keunikan dari struktur terpenoid dan juga flavonoid serta juga telah dibahas potensi pemanfaatan dari senyawa tersebut. Selanjutnya untuk blog kali ini, kita akan membahas tentang struktur dan keunikan dari alkaloid yang hampir mirip dengan sebelumnya.

Sebelum itu, kita harus tahu terlebih dahulu tentang alkaloid ini. Alkaloid ini juga termasuk dalam metabolisme sekunder. Pada strukturnya, alkaloid ini minimal harus memiliki atom N atau nitrogen dalam senyawanya dan dikelompokkan dalam sebuah senyawa heterosiklik. Dilihat berdasarkan namanya dapat diketahui bahwa alkaloid ini memiliki sifat yang mirip dengan alkali, mengapa? Hal ini dikarenakan N yang memiliki satu pasang elektron yang dapat disumbangkan dengan atom lain senhingga dengan mudah dapat bereaksi dengan zat lain atau senyawa lain. Berikut merupakan salah satu contoh alkaloid:

Morfin

Nikotin

Telah dijelaskan sebelumnya bahwa alkaloid ini mempunyai atom N yang membuatnya bersifat seprti alkali dan juga selain itu ia juga memiliki sifat sebagai basa. Pembentukan biosintesis ini didasari oleh reaksi mannich yang mana yang bereaksi adalah aldehid dan juga suatu amina primer atau juga sekunder lalu juga bisa senyawa enol/fenol. Bukan hanya reaksi yang telah dijelaskan sebelumnya, namun juga ada reaksi lain yang membantu pembentukan alkaloid ini yaitu reaksi rangkap oksidatif dan metilasi. Nantinya basa akan bereaksi dengan karbanion untuk membentuk suatu basa.

Keragaman dari struktur alkaloid ini dikarenakan fragmen dari jalur mevalonat, fenilpropanoid dan poliasetat yang terlibat dalam pembentukannya. Alkaloid ini sendiri tersebar dalam tanaman, namun juga ada tanaman yang tidak mengandung flavonid.

Alkaloid ini memiliki banyak penggolongan, diantaranya yaitu:

Berdasarkan biosintesis asam amino:

1.      True alkaloid

2.      Pseudo alkaloid

3.      Proto alkaloid

Berdasarkan struktur kimia inti alkaloid:

1.      Inti piridina dan piperisina, contohnya arekolina

2.      Inti tropan,contohnya hiosiamina

3.      Inti kuinoline, contohnya kinina

4.      Inti isokuinolina, contohnya emetina

5.      Inti indol, contohnya striknina

6.      Inti imidazol, contohnya imidazol

7.      Inti purina seperti kafeina

8.      Inti steroida, contohnya protoveratrina

Berikut contoh tanaman yang mengandung alkaloid:

1.      Daun sirih

2.      Kulit buah delima

3.      mengkudu

Permasalahan

1. Berdasarkan sumber-sumber yang saya baca, alkaloid ini banyak ditemukan pada tanaman, Jelaskan apakah bisa hewan atau mikroorganisme ini terdapat alkaloid?

2. Alkaloid memiliki sifat basa, apakah bisa alkaloid ditemukan tidak bersifat basa, melainkan asam?

3. Bagiamana acar kita mengidentifikasi apakah tanaman yang kita jumpai terdapat alkaloid atau tidak?

Potensi Pemanfaatan Flavonoid untuk Makhluk Hidup

Hai teman-teman, kali ini saya akan mengulas sedikit tentang pemanfaatan dari flavonoid yang telah kita pelajari sebelumnya. Dari blog sebelumnya saya telah memaparkan sedikit ulasan tentang flavonoid dan juga jenisnya. Kita dapat mengetahui bahwa flavonoid ini hanya dapat dihasilkan dari tumbuhan disekitar kita dan terdapat pada setiap bagian dari tumbuhan itu sendiri.

Salah satu pemanfaatan yang umum pada flavonoid ini sendiri adalah sebagai antioksidan. Kita tentu tahu bahwa antioksidan ini sangat bermanfaat sebagai penangkal oksidan begitupula radikal bebas yang ada di dalam tubuh kita. Radikal bebas sangat terkenal sebagai penyebab penyakit-penyakit pada manusia. Antioksidan sendiri sangat dibutuhkan oleh tubuh manusia untuk menangkal radikal bebas, oleh sebab itu kita disarankan agar mengonsumsi makanan yang kaya akan antioksidan.

Banyak makanan yang kita makan mengandung flavonoid, akan tetapi harus selalu diperhatikan cara memasak yang kita gunakan agar kandungan flavonoid yang ada dalam tanaman tersebut tetap terjaga. Sehingga kita dapat merasakan manfaat dari flavonoid sendiri. Flavonoid juga ada dijual dalam bentuk suplemen, akan tetapi lebih baik mengonsumsinya dengan cara memakan buah atau sayur yang sehat.

Contoh senyawa Flavonoid

APIGENIN

Merupakan salah satu senyawa flavonoid yang terdapat pada tumbuhan atau tanaman seledri.

Apigenin ini sendiri dapat digolongkan sebagai senyawa flavon. Salah satu fungsi dari senyawa ini adalah dapat mencegah terjadinya kerusakan ginjal pada tubuh manusia.

GENISTEIN

Genistein ini sendiri merpakan senyawa flavonoid yang banyak terdapat dalam kedelai dan juga masih ada tanaman lain. 

Digolongkan dalam senyawa isoflavon. Biasanya ditemukan dalam bentuk aglikonnya. Genistein ini dinilai sebagai antioksidan yang baik pada tubuh hewan maupun tubuh kita manusia.

PHLORETIN

Dapat digolongkan pada senyawa flavonoid kalkon yang mana zat ini banyak terdapat atau terkandung didalam buah apel yang sering kita konsumsi tentusaja.

Fungsinya dapat mengurangi dampak radikal bebas pada tubuh kita yang mengakibatkan penuaan. Sehingga sangat berpotensi digunakan dalam bentuk produk scincare.

Permasalahan

1. Kita mengetahui bahwa tahu, tempe dan susu kedelai merupakan produk dari pengolahan kacang kedelai yang memiliki cara pengolahan yang berbeda-beda, yang mana kacang kedelai ini dinilai sangat bermanfaat bagi tubuh dan memiliki flavonoid yang baik. Jelaskan tanggapan anda yang mana yang mana yang lebih banyak mengandung flavonoid dan sebabnya?

2. Seorang perokok biasanya terlihat lebih tua dibandingkan usianya, apakah bisa dengan mengonsumsi flavonoid hal tersebut efeknya berkurang?

3. Teh dan kopi merupakan kedua jenis minuman yang biasanya dikonsumsi orang dewasa sekarang. Jelaskan mana yang lebih efektif untuk mengurangi dampak dari radikal bebas dalam tubuh kita akibat asap rokok dan lain-lain?