_____ sito 201 shik sen disi kem kem gal glu yan (Cro Gam _______________________
II. BIOSI
Biosintesis se oplasma dan diaw 10). Asam 3‐deh kimate dari subst nyawa fenolik. Asa
intesis dari asam mudian dapat diu mudian mengala loil‐glukosa. Gal kosa akan mengh ng dapat terhidro onizer et al. 2006 mbar 2.1. Produk al. 2006 ___________Senyawa F
NTESIS SENY
enyawa fenolik wali melalui jalur s hidrosikimat mer rat karbohidrat y am galat (C6‐C1, m 3‐dehidrosikima bah menjadi β‐gl ami galloilasi seloilasi lebih lanj hasilkan senyawa olisis, yaitu kelom 6). jalur shikimate d 6). Fenolik pada Sayura
YAWA FENO
sebagian besa shikimate (Gamb rupakan produk yang penting dala Gambar 1.3a) seb at (Gambar 2.2). lukogallin. Senyaw ehingga terbentu jut terhadap pe ‐senyawa dari go pok gallotanin da dan asam malonat an IndigenousOLIK
r terjadi di ar 2.1) (Wink antara jalur m biosintesis bagai contoh, . Asam galat wa antara ini uk penta‐O‐ nta‐O‐galloil‐ olongan tanin an ellagitanin t (Cronizer et ©SEAFAST Center 2012Senyawa Fenolik pada Sayuran Indigenous ____________________________________
Di tanaman, asam 3‐dehidrosikimat selain diubah menjadi asam galat juga digunakan untuk menyintesis L‐fenilalanin dan mulai memasuki jalur fenilpropanoid. Melalui bantuan enzim
fenilalanin amonia liase, L‐fenilalanin dikonversi menjadi asam sinamat (C6‐C3). Pada kondisi tanaman mengalami penyerangan
oleh jamur, bakteri, atau virus, tanaman akan memproduksi asam
salisilat (C6‐C1) sebagai senjata pertahanan. Untuk menyintesis
asam salisilat, asam sinamat dikonversi terlebih dahulu menjadi
asam benzoat. Enzim asam benzoat 2‐hidroksilase kemudian
mengatalisi perubahan asam benzoat menjadi asam salisilat (Gambar 2.2) (Cronizer et al. 2006).
Pada kondisi normal, asam sinamat diubah menjadi asam p‐
koumarat (C6‐C3, Gambar 1.5a) atau p‐koumaroil‐CoA dengan
bantuan enzim sinamat 4‐hidroksilase atau p‐koumarat:CoA
ligase. Asam p‐koumarat kemudian dikonversi menjadi asam kafeat (C6‐C3). Pada awalnya, diketahui bahwa asam kafeat
merupakan prekursor langsung untuk sintesis asam 5‐O‐
kafeoilquinat yang banyak terdapat di buah dan sayuran. Namun
hasil penelitian di bidang biologi molekular terbaru menyebutkan bahwa rute utama dalam sintesis senyawa tersebut adalah melalui p‐koumaroil‐CoA (Gambar 2.2) (Cronizer et al. 2006).
Asam kafeat yang didapat dari hasil konversi asam p‐ koumarat kemudian diubah menjadi asam ferulat (C6‐C3) dengan bantuan enzim asam kafeat/5‐hidroksiferulat O‐metiltransferase. Asam ferulat yang terbentuk dapat diubah menjadi asam sinapat (C6‐C3) melalui produk antara 5‐hidroksiferulat (Gambar 2.2). Kedua asam tersebut, ferulat dan sinapat, merupakan prekursor untuk sintesis lignin (Cronizer et al. 2006).
©SEAFAST
Center
____________________________
FAL, fenilalanin am sinamat 4‐hidroksila KOMT‐1, asam caffe hidroksilase; ACoAC. Gambar 2.2 ___________Senyawa F monia‐liase; AB2H, a se; GT, galloiltransf eat/5‐hydroksiferulat 2. Biosintesis feno Fenolik pada Sayura
asam benzoat 2‐hid erase; 4CL, p‐kouma O‐metiltransferase; olik (Cronizer et al an Indigenous droksilase; S4H, arat:CoA ligase; F5H, ferulat 5‐ l. 2006). ©SEAFAST Center 2012
Seny SS ka fl h 4‐ re Gam Flav yawa Fenolik pada S S, stilben sintase; alkon isomerase; avanon 3‐hidroksi idroksilase; IOMT, ‐reduktase; LDOX, eduktase; ANR, anto mbar 2.3. Biosinte 2006). vonoid dan Stilb Sayuran Indigenou KS, kalkon sintas IFS, isoflavon sinta ilase; FLS, flavono isoflavon‐Ometiltr leukosianidin deok osianidin reductase esis flavonoid d en us _____________________
se; KR, kalkon red ase; FNS, flavon s ol sintase; F3’H, ansferase; DFR, dih ksigenase; LAR, leu e.
an stilben (Cron
________________ duktase; CHI, sintase; F3H, flavonol 3’‐ hidroflavonol kosianidin 4‐ nizer et al.
©SEAFAST
Center
_____________________________________Senyawa Fenolik pada Sayuran Indigenous
Flavonoid dan stilben memiliki jalur yang sedikit berbeda
dari senyawa fenolik lainnya. Jika senyawa fenolik lain hanya diawali dari jalur shikimate, maka pada biosintesis flavonoid dan stilben melibatkan juga produk dari jalur asam malonat (Gambar 2.1). Flavonoid (Gambar 1.7) memiliki dua cincin benzen yang dihubungkan oleh tiga buah atom karbon (C6‐C3‐C6). Cincin benzen B dan jembatan C3 pada flavonoid berasal dari p‐koumaril‐ CoA yang merupakan produk turunan dari asam 3‐dehidrosikimat dari jalur shikimate (Gambar 2.1). Produk dari jalur malonat, yaitu
malonil‐CoA, digunakan sebagai cincin A pada flavonoid. Seperti
halnya flavonoid, stilben juga merupakan produk hasil kondensasi p‐koumaril‐CoA dan malonil‐CoA (Cronizer et al. 2006).
Malonil‐CoA dari jalur asam malonat didapat dari asetil‐CoA. Perubahan asetil‐CoA menjadi malonil‐CoA dibantu oleh enzim asetil‐CoA karboksilase. Sebenarnya asetil‐CoA dapat terbentuk di berbagai bagaian sel tumbuhan, seperti mitokondria, plastid, peroksisom, dan sitosol. Namun demikian, asetil‐CoA untuk sintesis malonil‐CoA pada biosintesis flavonoid dan stilben terbentuk di sitosol. Di sitosol, enzim ATP‐sitrat liase mengonversi sitrat, ATP, dan Co‐A menjadi asetil‐CoA, oksaloasetat, ADP, dan inorganik fosfat (Davies dan Schwinn 2006).
A. Flavonoid
Gambar 2.3 memperlihatkan tahapan‐tahapan biosintesis flavonoid. Kalkon sintase merupakan enzim yang mengatalis reaksi antara 1 molekul p‐koumaril‐CoA dengan 3 molekul malonil‐CoA membentuk narigenin‐kalkon. Pada beberapa tanaman, meskipun sangat jarang, malonil‐CoA yang digunakan untuk menyintesis kalkon ini dapat digantikan oleh kafeoil‐CoA atau feruloil‐CoA
©SEAFAST
Center
Senyawa Fenolik pada Sayuran Indigenous ____________________________________
(Davies dan Schwinn 2006). Jika enzim kalkon sintase berinteraksi dengan enzim kalkon reduktase, maka produk yang dihasilkan adalah 2’‐isoliquiritigenin. Perbedaan antara kedua senyawa tersebut (narigenin‐kalkon dan 2’‐isoliquiritigenin) yaitu tidak terdapatnya gugus 2’‐hidroksi pada 2’‐isoliquiritigenin.
Narigenin‐kalkon dikonversi menjadi narigenin oleh enzim
kalkon isomerase (CHI) tipe 1. Terdapat dua jenis enzim kalkon
isomerase (CHI) pada tanaman, yaitu CHI tipe 1 dan CHI tipe 2. CHI tipe 1 adalah enzim yang terdapat di semua jenis tanaman, baik itu kacang‐kacangan maupun bukan kacang‐kacangan. Enzim ini hanya dapat mengonversi narigenin‐kalkon menjadi narigenin (flavanon, C15). Sebaliknya, enzim CHI tipe 2 yang hanya terdapat di tanaman kacang‐kacangan tidak hanya dapat mengonversi narigenin‐kalkon menjadi narigenin, namun juga dapat mengonversi 2’‐ isoliquiritigenin menjadi liquiritigenin (flavon, C15) (Gambar 2.3) (Cronizer et al. 2006).
Flavanon naringenin dan flavon liquiritigenin merupakan bahan baku untuk memproduksi falvonoid dari golongan isoflavon. Narigenin dan liquiritigenin berturut‐turut dikonversi menjadi isoflavon genistein dan daidzein oleh enzim flavon sintase.
Metilasi pada atom karbon nomor 7 dan atom oksigen yang terikat
di karbon nomor 4’ (cara penomoran dapat dilihat pada Gambar 1.7c) pada daidzein menghasilkan senyawa isofalvon lainnya, secara berturut‐turut yaitu isoformonetin dan formononetin. Reaksi metilasi tersebut dikatalisis oleh enzim isoflavon‐
Ometiltransferase (Gambar 2.3) (Cronizer et al. 2006).
Reaksi oksidasi terhadap naringenin dapat menghasilkan senyawa flavonoid dari golongan flavon. Reaksi ini dibantu dengan
enzim flavon sintase dan membutuhkan hadirnya NADPH serta
©SEAFAST
Center
_____________________________________Senyawa Fenolik pada Sayuran Indigenous
oksigen. Senyawa flavon yang dihasilkan yaitu apigenin (Gambar 2.3) (Cronizer et al. 2006).
Selain menjadi substrat untuk senyawa dari golongan isoflavon dan flavon, naringenin juga digunakan sebagai subtrat untuk membetuk senyawa dari golongan dihidroflavonol/
flavanonol. Enzim flavanon 3‐hydroksilase membantu terjadinya reaksi hidroksilasi naringenin pada atom karbon nomor 3
membentuk senyawa dihidrokaemferol (flavanonol). Hidroksilasi lebih lanjut terhadap dihidrokaemferol pada atom C nomor 3’ yang dikatalisis oleh enzim flavonol 3’‐hidroksilase menghasilkan senyawa dihidroquersetin (flavanonol). Selain dihidroksilasi, dihidrokaemferol juga dapat dikonversi menjadi kaemferol yang merupakan senyawa dari golongan flavonol melalui pembentukan ikatan rangkap dengan katalis enzim flavonol sintase (Gambar 2.3) (Cronizer et al. 2006).
Senyawa flavonoid dari golongan leukosianidin dibentuk dari dihidroquersetin dengan katalis enzim dihidroflavonol 4‐
reduktase. Golongan leukosianidin ini merupakan senyawa penting
pada tanaman dalam memproduksi tanin terkondensasi. Enzim
leukosianidin 4‐reduktase secara langsung mengatalisis perubahan leukosianidin menjadi (+)‐katekin (golongan flavan‐
3ol). Isomer (+)‐katekin, yaitu (‐)‐epikatekin, merupakan senyawa
dari golongan flavan‐3ol yang banyak terdapat di tanaman, terutama teh. Berbeda dengan isomernya, (‐)‐epikatekin tidak secara langsung terbentuk dari leukosianidin. Pertama, dengan katalis enzim leukosianidin deoksigenase leukosianidin dikonversi terlebih dahulu menjadi sianidin (golongan antosianidin). Sianidin inilah yang kemudian diubah menjadi (‐)‐epikatekin oleh enzim
antosianidin reduktase. Tanin terkondensasi didapat dari hasil
polimerasi leukosianidin dan flavan‐3ol (Cronizer et al. 2006).
©SEAFAST
Center
Senyawa Fenolik pada Sayuran Indigenous ____________________________________
Enzim‐enzim yang terlibat dalam biosintesis flavonoid pada umumnya merupakan enzim yang berlokasi di sitosol tanaman. Produk akhir dari biosintesis flavonoid tersebut kemudian diangkut menuju subselular atau extraselular. Flavonoid yang terlibat sebagai pigmen dalam tanaman kebanyakan diangkut menuju vakuola (Davies dan Schwinn 2006).
B. Stilben
Seperti halnya flavonoid, stilben juga disintesis dengan menggunakan satu molekul p‐komaroil‐CoA dan tiga molekul malonil‐CoA (Gambar 2.3). Jika dalam sintetis flavonoid enzim yang berperan dalam mengondensasi keempat molekul tersebut adalah enzim kalkon sintase, maka pada biosintesis stilben, enzim yang digunakan adalah stilben sintase. Enzim stilben sintase dan kalkon sintase memiliki struktur kimia yang sangat mirip sehingga dipercaya kedua enzim tersebut merupakan enzim dari golongan yang sama, yaitu enzim poliketida. Perbedaan pada kedua enzim tersebut adalah enzim kalkon sintase selalu terdapat di jaringan tanaman, sebaliknya enzim stilben sintase baru terbentuk jika terinduksi oleh tekanan lingkungan. Tekanan lingkungan yang dimaksud seperti radiasi sinar UV, trauma, dan infeksi (Cronizer et
al. 2006).
©SEAFAST
Center
