SANTON TERMODIFIKASI DARI Garcinia cylindrocarpa Kosterm.
BERSIFAT AKTIF ANTIMALARIA
Mahmiah1 dan Taslim Ersam2*.
1
Mahasiswa Pascasarjana Jurusan Kimia ITS
2
Kelompok Penelitian Aktivitas Kimiawi Tumbuhan ITS
Abstrak
Senyawa dikromensanton dengan nama 6-hidroksi-1-metoksi-6′,6′-dimetilpiran (2′,3′:3,4)-piran(2′′,3′′:7,8)santon (1) telah berhasil diisolasi dari ekstrak metanol batang tumbuhan Garcinia cylindrocarpa yang merupakan tumbuhan endemik di kepulauan Maluku. Metode isolasi menggunakan kromatografi cair vakum dengan eluen n-heksan:etil asetat, dan dilakukan fraksinasi sampai didapatkan senyawa murni. Struktur molekul senyawa ini ditentukan berdasarkan data fisika dan spektroskopi UV, IR, 1H-NMR, dan 13C-NMR. Uji bioaktivitas senyawa 1 secara invitro sebagai antimalaria terhadap Plasmodium falciparum
ditunjukkan dengan IC50 sebesar 0,208 µg/mL.
Kata kunci: dikromensanton; 6-hidroksi-1-metoksi-6′,6′-dimetilpiran(2′,3′:3,4)-piran (2′′,3′′:7,8) santon; Garcinia cylindrocarpa; antimalaria
O O O O O H OMe 5 2 4" 5" 4' 5' 7 9 6-hidroksi-1-metoksi-6′,6′-dimetilpiran (2′,3′:3,4)-piran(2′′,3′′:7,8)santon
PENDAHULUAN
Maluku merupakan salah satu provinsi di Indonesia bagian Timur yang secara biogeografis terletak di Wilayah Wallacea yang berada di sebelah timur garis Wallacea dan di sebelah barat garis Weber. Kondisi demikian menjadikan Maluku memiliki keanekaragaman hayati flora dan fauna endemik yang sangat penting dan dimanfaatkan oleh masyarakat dalam berbagai aspek kehidupan seperti sandang, pangan, papan, dan kesehatan.
Kondisi geografis Maluku yang berpulau-pulau dengan sebagian besar pemukiman penduduknya berada di wilayah pesisir dan rawa-rawa, menjadikannya sebagai salah satu daerah endemis malaria di Indonesia. Adanya faktor alam tersebut, mendorong masyarakat Maluku menyiasati dengan menciptakan kearifan lokal berupa ramuan-ramuan obat tradisional dari bagian tumbuhan tertentu seperti batang, akar, bunga, kulit, dan buah yang digunakan sebagai penangkal malaria. Penggunaan bagian tumbuhan tertentu tersebut secara etnobotani menunjukkan adanya senyawa metabolit sekunder yang memiliki bioaktivitas sebagai antimalaria. Berdasarkan survei yang telah dilakukan oleh Hakim L., pada tahun 2009, menunjukkan Kabupaten Maluku Tenggara Barat merupakan daerah endemik malaria tinggi karena hampir sebagaian besar penduduk di daerah tersebut menunjukkan gejala klinis malaria (demam) dan positif terhadap Plasmodium spp.
Penelitian terhadap senyawa metabolit sekunder sebagai agen antimalaria seperti golongan fenolat, alkaloid, dan terpenoid terus dilakukan sampai saat ini untuk menemukan alternatif pengganti klorokuin. Hal tersebut disebabkan Plasmodium spp resisten terhadap klorokuin. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh kelompok PAKTI- ITS mulai tahun 2006 sampai dengan 2009, telah dilaporkan berbagai spesies tumbuhan dari genus Garcinia
yang secara filogenetik mengandung senyawa santon dan fenolat lain yang memiliki berbagai bioaktivitas seperti antimalaria, antioksidan, dan antimikroba.
Salah satu spesies baru dari genus Garcinia yang merupakan tumbuhan endemik yang tumbuh di hutan Saumlaki–Kab. Maluku Tenggara Barat adalah Garcinia cylindrocarpa
Kostern. dengan nama daerah “kogbirat”. Oleh masyarakat sekitar, tumbuhan tersebut digunakan sebagai ramuan obat penurun panas. Melalui pendekatan etnobotani dan filogenetik inilah maka perlu dilakukan kajian kimia bahan alam lebih lanjut terhadap tumbuhan Garcinia cylindrocarpa Kostern. untuk mengetahui senyawa-senyawa fenolat yang terkandung dalam tumbuhan tersebut dan bioaktivitas sebagai antimalaria.
Kaur, et all pada tahun 2009 melaporkan bahwa pada genus Garcinia, telah diisolasi senyawa golongan flavonoid dan santon yang memiliki bioaktif sebagai antimalaria. Penelitian-penelitian tentang genus Garcinia sebagai antimalaria yaitu pada Garcinia vieillardiii telah ditemukan senyawa santon yaitu 1,4,5-trihidroksi santon, 2-diprenilhediasanton, isocudrania santon (Hay, et all, 2004). Dari spesies Garcinia cowa dan
Garcinia mangostana berhasil diisolasi senyawa santon cowasanton dengan IC50 =1,50
μg/mL dan mangostin dengan IC50 =17 μM (Kaur, K., et all, 2009). Penelitian yang dilakukan
oleh Elfita, dkk, 2009 pada Garcinia griffthii (kandis gajah) menunjukkan senyawa santon yang hasil isolasi juga mempunyai kemampuan sebagai antimalaria.
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan oleh Batlayar pada tahun 2009, baru dilaporkan 2 senyawa santon yang diperoleh dari isolasi kulit batang Garcinia cylindrocarpa
Kostern. yaitu 5,6-dimetoksi-(3’,3’:3,4) dimetilpyransanton dan 1,6-dihidroksi-5-metoksi-(3’,3’:3,4)dimetilpyran-(7,8)furansanton. Bioaktivitas senyawa tersebut terhadap pertumbuhan P. falciparum berturut-turut dengan IC50 sebesar 0,643 μg/mL dan 0,208 μg/mL.
Berdasarkan penelitian terdahulu, diketahui bahwa hasil fraksinasi dari kulit batang tumbuhan
Garcinia cylindrocarpa diduga masih banyak senyawa-senyawa yang memiliki kemampuan bioaktif dari tumbuhan ini yang belum dikaji. Demikian pula dari bagian tumbuhan lain seperti batang, akar, buah, dan biji juga belum pernah dilaporkan senyawa kimia yang terkandung didalamnya.
Penelitian ini merupakan penelitian lanjutan terhadap spesies Garcinia cylindrocarpa
pada bagian tumbuhan yang berbeda, karena dalam setiap bagian dari tumbuhan mengandung senyawa metabolit sekunder yang sama akan tetapi berbeda kuantitasnya. Oleh karena itu, dari penelitian ini diketahui informasi kandungan kimia senyawa-senyawa golongan fenolat apa saja yang berhasil diisolasi dari batang tumbuhan Garcinia cylindrocarpa. Pada penelitian ini juga dilakukan uji bioaktivitas antimalaria terhadap senyawa hasil isolasi. Sebagai indikator pembanding digunakan klorokuin,
Metodologi yang digunakan untuk mencapai tujuan diatas meliputi tahapan ekstraksi dan fraksi-fraksi propestif yang dipandu dengan pemurnian, penentuan struktur molekul berdasarkan spektroskopi molekul yaitu Ultra Violet (UV), Infra Red (IR), Nuclear Magnetic Resonance (NMR), dan uji bioaktivitas antimalaria senyawa hasil isolasi secara invitro.
Dari hasil penelitian ini diharapkan akan diperoleh suatu kajian komprehensif berkenaan dengan ilmu kimia bahan alam tumbuhan Garcinia cylindrocarpa (Kogbirat) yang
mempunyai aktivitas antimalaria sehingga berguna di bidang kesehatan sebagai bahan obat antimalaria pengganti klorokuin.
METODE PENELITIAN Bahan Tumbuhan.
Bahan yang digunakan terdiri dari kayu batang Garcinia cylindrocarpa yang diambil dari hutan Saumlaki–Kab. Maluku Tenggara Barat.
Bahan Kimia
Pelarut – pelarut organik teknis dan p.a. (pro analisis) seperti n-heksana, metilen klorida, kloroform , etil asetat, aseton, metanol, aquades, plat KLT, silika gel 60 7731, silika gel 60 7734, pereaksi penampak noda serium sulfat (Ce(SO4)2), kapas, kertas saring,
aluminium foil, reagen geser UV yaitu NaOH, AlCl3 dan HCl, KBr, larutan aseton-d6 dan
metanol (CD3OD) untuk NMR.
Bahan Uji Antimalaria
Simpanan parasit P. falciparum (Strain 3D7), HEPES, RPMI 1640, natrium bikarbonat, hyposantin, gentamycin, air steril, darah manusia, larutan buffer fosfat, natrium klorida, DMSO, klorokuin.
Alat
Peralatan yang digunakan pada penelitian ini adalah erlenmeyer, gelas kimia, gelas ukur, pipet kapiler, pipet tetes, spatula, pinset, bejana pengembang (chamber), maserator, lampu ultraviolet (UV) dengan λ 256 dan 366 nm, peralatan kromatografi cair vakum (KCV),
rotary vacuum evaporator, neraca analitik, alat ukur titik leleh Fisher Johns, dan peralatan spektrofotometer UV-Vis 1700 Pharmastec Shimadzu , FT-IR Prestige-21 Shimadzu dan NMR Joel JMN ECA 500 MHz.
Ekstraksi dan Isolasi
Sampel batang Garcinia cylindrocarpa Kostern. sebanyak 3 kg diekstraksi dengan metode maserasi menggunakan methanol pada suhu ruang selama 3x24 jam. Selanjutnya, hasil ekstraksi dimonitoring dengan kromatografi lapis tipis (KLT) untuk mengetahui adanya fraksi prospektif yang terkandung dalam ekstrak methanol. Ekstrak methanol kemudian dipekatkan menggunakan alat rotary vacuum evaporator dan dihasilkan ekstrak methanol pekat sebesar 130,7 g.
Sebanyak 30 gram ekstrak pekat methanol batang Garcinia cylindrocarpa dilakukan proses pemisahan menggunakan metode Kromatografi Cair Vakum (KCV) menggunakan eluen campuran n-heksan dan etil asetat yang ditingkatkan kepolarannya. Dari hasil KVC tersebut dilakukan monitoring dengan KLT terhadap vial-vial yang diperoleh. Hasil monitoring menunjukkan terdapat 4 kelompok fraksi besar dengan harga Rf yang sama. Pada
vial no. 11,12,13,dan 14 terbentuk kristal jarum berwarna kuning, yang selanjutnya dilakukan proses dekantasi untuk memisahkan endapan dari filtratnya. Kristal jarum berwarna kuning tersebut selanjutnya dicuci dengan campuran pelarut n-heksana dan etil asetat 10% dan dilakukakan uji kemurnian menggunakan tiga eluen yang berbeda kepolaran. Selanjutnya kristal jarum berwarna kuning sebanyak 22,5 mg disebut sebagai senyawa 1 dan siap dilakukan elusidasi struktur dan uji bioaktivitas sebagai antimalaria.
PEMBAHASAN
Pada ekstrak methanol batang Garcinia cylindrocarpa Kostern telah berhasil diisolasi senyawa fenolat, dikromensanton, dengan nama 6-hidroksi-1-metoksi-6′,6′-dimetilpiran (2′,3′:3,4)-piran(2′′,3′′:7,8)santon (1). Senyawa ini diperoleh melalui proses kromatografi cair vakum (KCV) menggunakan eluen n-heksan:etil asetat berdasarkan gradien kepolaran dan dimonitoring dengan kromatografi lapis tipis (KLT). Proses pemurnian eluen dilakukan dengan tiga macam eluen tang berbeda kepolaran sehingga didapatkan kristal jarum berwarna kuning dengan titik leleh 185-186˚C.
Elusidasi struktur dari senyawa 1 dilakukan menggunakan spektrum UV, IR, 1H-NMR dan 13C-NMR. Data spektrum UV dengan λmax (MeOH+NaOH), menunjukkan adanya
pergeseran batokromik pita I (n→π*
) dari 328,4 nm menjadi 362,2 nm. Hal tersebut disebabkan adanya kesetimbangan keto-enol pada senyawa hasil isolasi seperti gambar 1. Pita II (π→π*) pada λ
max 277,4 nm menunjukkan adanya senyawa aromatis/alkena terkonjugasi
pada senyawa hasil isolasi. Penambahan pereaksi geser AlCl3/H+ pada spektrum UV tidak
memperlihatkan adanya pergeseran λmax berarti tidak terdapat sistem ortohidroksi/khelat pada
senyawa tersebut. Spektrum IR menunjukkan adanya pita-pita serapan pada νmaks (KBr) 3300
adanya gugus hidroksil, -CH alifatis pada 2972 dan 2936, gugus karbonil bukan khelat pada 1610, dan gugus aromatis pada 1447. Berdasarkan data UV dan IR diatas dapat disarankan bahwa senyawa hasil isolasi adalah senyawa santon yang tidak mengandung khelat tetapi memiliki gugus hidroksi pada C6.
O
O-H
O
O NaOH
Gambar 1. Kesetimbangan keto-enol
Spektrum 1H-NMR dan 13C-NMR dari senyawa 1ditunjukkan pada tabel 1. Berdasarkan data spektrum 1H-NMR tersebut menunjukkan adanya 1 set sinyal proton doublet 4′,5′-cis olefin pada δH 6,6 ppm (1H, d, J=10) dan δH 5,7 ppm (1H, d, J=10) ; 1 set
sinyal proton doublet 4′′,5′′-cis olefin pada δH 7,0 ppm (1H, d, J=9) dan δH 7,82 ppm (1H, d,
J=9), dua gugus metil pada sinyal δH 1,47 ppm (6H, s); satu gugus OH bebas pada δH 6,28
ppm (1H, s); satu gugus metoksi pada δH 4,00 ppm (3H, s); dan dua proton aromatis yang
terisolasi pada δH 6,41 (1H, s) dan 6,42 ppm(1H, s). Spektrum 13C-NMR senyawa 1 terdapat
satu gugus karbonil pada pergeseran kimia 180,99 ppm, satu gugus metoksi pada δC 61,88
ppm dan dua buah gugus metil pada pergeseran kimia 28,53 ppm dan 30,65 ppm. Dari data spektrum 1H-NMR dan 13C-NMR tersebut dapat disarankan adanya dua cincin kromen yang terikat pada kerangka santon (Marques, VLL., et all, 2000). Selain itu, senyawa 1 juga mengandung substituen gugus –OH, -OMe, dan metil.
Berdasarkan data spektrum UV, IR, 1H-NMR dan 13C-NMR diatas, maka dapat disarankan struktur senyawa 1 ekstrak methanol kayu batang tumbuhan Garcinia cylindrocarpa Kostern. adalah seperti gambar 2 dengan nama 6-hidroksi-1-metoksi-6′,6′-dimetilpyrano(2′,3′: 3,4) piran(2′′,3′′:7,8)santon. O O O O O H OMe 5 2 4" 5" 4' 5' 7 9 Gambar 2. Senyawa 1
Tabel 1. Data 1H-NMR dan 13C-NMR untuk senyawa 1 (frekwensi 500MHz, Aseton d6, J (Hz) dan δ (ppm)) C δH (ppm) δC (ppm) 1 - 122,06 2 6,41 (1H,s) 96,20 3 - 161,22 4 - 95,85 4a - 157,79 5 6,42 (1H,s) 103,58 6 - 151,54 7 - 135,58 8 - 115,01 8a - 114,51 9 - 180,99 9a - 105,37 10a - 157,16 4′ 6,68 (1H, d, J=10) 115,75 5′ 5,73 (1H, d, J=10) 128,87 6′ - 79,34 7′ 1,47 (6H, s) 28,53 8′ 30,65 4′′ 7,00 (1H, d, J=9) 115,51 5′′ 7,82 (1H, d, J=9) 129,13 6′′ 2,08 (m) 79,08 6-OH 6,28 (1H,s) - 1-OMe 4,00 (3H,s) 61,88
Uji bioaktivitas senyawa 1 sebagai antimalaria dilakukan secara in vitro dengan menggunakan Plasmodium falciparum strain 3D7 (sensitif klorokuin) yang dibiakkan secara aseptik dalam platwell 24 dan diinkubasi selama 48 jam. Hasil uji antimalaria senyawa 1 menunjukkan IC50 sebesar 0,208 µg/mL. Bila dibandingkan dengan kloroquin yang memiliki
IC50 sebesar 0,03 µg/mL, senyawa 1 memiliki bioaktifitas sebagai antimalaria yang bersifat
moderat (Fidock et al., 2000).
Kesimpulan
Berdasarkan penelitian terhadap batang tumbuhan Garcinia cylindrocarpa Kostern yang diperoleh dari kepulauan Maluku, diperoleh informasi kimiawi senyawa bahan alam yang terkandung pada tumbuhan dari daerah endemik malaria tersebut yaitu dihasilkannya senyawa dari ekstrak metanol dengan nama 6-hidroksi-1-metoksi-6′,6′-dimetilpyrano(2′,3′: 3,4) piran(2′′,3′′:7,8)santon atau senyawa 1. Uji bioaktivitas senyawa 1 menunjukkan aktifitas moderat dengan IC50 sebesar 0,208 µg/mL.
Ucapan Terima Kasih
Peneliti mengucapkan terimakasih kepada Hibah Penelitian Pascasarjana (DIKTI) & Hibah Penelitian Guru Besar (ITS), Universitas Hang Tuah Surabaya dan Andarias Batlayar, M.Si yang membantu pengadaan bahan penelitian tumbuhan Garcinia cylindrocarpa dari Maluku Tenggara Barat.
Daftar Pustaka
1. Batlayar A., (2009). Kajian Kimiawi Santon dan Uji Antimalaria dari Kulit Batang
Garcinia cylindrocarpa. Tesis. Jurusan Kimia FMIPA-ITS. Surabaya
2. Elfita E., Muharni, Madyawati, L, Darwati, Widiyantoro, A., Supriyatna, Bahti, H.H., Dachriyanus, Cos, P., , Maes, L., Foubert, K., Apers, S., Pieters, L. , (2009),
Antiplasmodial and other constituents from four Indonesian Garcinia spp., Phytochemistry 70 (907–912)
3. Elya, B., He H.P., Kosela, S., Hanafi, M., Hao, X.J., (2008), A new cytotoxic xanthone from Garcinia rigida., Fitoterapia 79 (182-184)
4. Fidock.DA, Ekland.EH. 2008. In Vitro Evaluation of Antimalarial drugs and Their Relevance to Clinical Outcome. International Journal for Parasitology. 38 (743-747) 5. Hakim L., 2009, Prevalence of Clinical Malaria and Positive Plasmodium Parasite
Based on Mass Blood Survey in West South East Maluku District Maluku Province Indonesia (http://www.archivedarticles.com/rss.php?rss=38)
6. Hay.AE, Helesbeux.JJ, Duval.O, Labaied.M, Grellier.P, Richomme.P. (2004) Antimalarial Xanthones from Calophyllum caledonium and Garcinia vieillardii. Life Sciences 75 (3077-3085)
7. Kaur. K, Jain. M, kaur. T, Jain. R.(2009). Antimalarials from Nature. Bioorganic and Medicinal Chemistry 17 (3229-3256)
8. Marques, V.L.L., De Oliveira F.M., Conserva L.M., Brito, R.G.L., Guilhon G.M. S.P., (2000), Dichromenoxanthone from Tovomita brasiliensis., Phytochemistry 55 (815-818).
