2 Tinjauan Pustaka. 2.1 Tinjauan Umum Genus Artocarpus

2 Tinjauan Pustaka

2.1 Tinjauan Umum Genus Artocarpus

Moraceae adalah salah satu famili tumbuhan tingkat tinggi yang relatif besar, terdiri dari 60 genus dan kurang lebih 1600 spesies (Heyne, 1987). Moraceae adalah salah satu famili tumbuhan tingkat tinggi yang mempunyai nilai ekonomi dan kegunaan sebagai obat tradisional. Di Indonesia terdapat 17 genus dan 80 spesies tumbuhan berguna yang termasuk dalam famili Moraceae (Heyne, 1987).

Genus utama dari famili ini yaitu Morus, Ficus,dan Artocarpus. Genus Artocarpus yang terdiri dari kurang lebih 50 spesies, adalah tumbuhan tropika yang terdistribusi mulai dari India, Sri Langka, hingga kepulauan Salomon, dan keanekaragaman terbesar terdapat di wilayah Indonesia (Verheij,1992). Artocarpus dikenal oleh masyarakat luas sebagai nangka-nangkaan.Tumbuhan Artocarpus memiliki ciri-ciri antara lain pohonnya tinggi sekitar 20-30 m, bergetah putih, daunnya tersusun berselang-seling, buahnya berdaging dari ukuran kecil sampai besar, kayu berukuran besar dan berakar tunggang.

2.2 Kandungan Senyawa Kimia Tumbuhan Genus Artocarpus

Senyawa-senyawa kimia yang terdapat dalam Artocarpus tergolong dalam senyawa fenolik dan non fenolik. Senyawa-senyawa fenolik dalam genus ini adalah flavonoid, 2-arilbenzofuran, stilben, dan senyawa-senyawa adduct Diels-Alder. Artocarpus merupakan penghasil senyawa flavanoid yang khas yang memiliki pola gugus fungsi oksigen pada 2’,4’ atau 2’,4’/5’ di cincin B, dan terdapat gugus isoprenil pada posisi 3 atau C-3, C-6, C-8 dari kerangka flavon (Venkataraman, 1971). Sedangkan senyawa-senyawa non-fenoliknya adalah terpenoid dan steroid.

Senyawa-senyawa flavonoid yang diisolasi dari genus ini dapat diklasifikasikan ke dalam jenis calkon, flavanon, flavan-3-ol, serta flavon terisoprenilasi sederhana (Gambar 2.1). Sementara itu kerangka flavonoid termodifikasi yaitu oksepinoflavon, piranoflavon, dihidrobenzosanton, furanodihidrobenzosanton, piranodihidrobenzosanton (Gambar 2.2). Selain itu, senyawa turunan santon adalah kuinonodihidrosanton, siklopenteno-santon, dihidrosanton dan santonolida (Gambar 2.3) (Ahmad, 1999).

O OH O H OH Calkon O O OH O H OH O H Flavanon O O OH O H O H OH Flavon O OH O H OH OH Favan-3-ol O O OH O H OH 3-Prenilflavon

O O OOH O OH OH O H Oksepinoflavon O O O OH O H OH Piranoflavon O OH OH O H O OH O H Dihidrobenzosanton O O OH O H O OH O H Furanodihidrobenzosanton O O OH O H O OH O H OH Piranodihidrobenzosanton

Gambar 2.2 Kelompok senyawa flavonoid termodifikasi

O O H OH O O O OH Kuinonosanton O O OH O H O OH CO2CH3 Siklopentenosanton O O O O OH O H O Santonolida O O OH O H O Dihidrosanton

Gambar 2.3 Kelompok senyawa turunan santon

2.2.1 Senyawa fenolik

2.2.1.1 Senyawa flavonoid

Senyawa flavonoid merupakan kelompok metabolit sekunder utama dalam genus Artocarpus ini. Kerangka dasar senyawa flavonoid terdiri dari 15 atom karbon. Dua cincin benzen (C6)

A

B

1 2 3

Gambar 2.4 Kerangka dasar flavonoid

Flavonoid yang ditemukan dalam genus ini memiliki pola oksigenasi yang khas pada cincin B. Pola oksigenasinya adalah monooksigenasi pada C-4’, dioksigenasi pada C-2’, C-4’, atau trioksigenasi pada C-2’, C-4’, C-5’, atau C-2’, C-4’, C-6’ pada cincin B. Pada cincin A, pola oksigenasi yang terjadi berselang-seling, karena jalur pembentukan cincin A suatu flavonoid berasal dari jalur biosintesis poliketida.

Selain pola oksigenasi pada cincin A dan B, keragaman flavonoid disebabkan adanya substituen isoprenil atau geranil pada posisi C-3. Adanya pola ini, memungkinkan terjadinya reaksi sekunder siklisasi membentuk kerangka yang lebih kompleks, seperti piranoflavon, oksepinoflavon, dihidrobenzosanton, furanodihidrobenzosanton, dan turunan santon lainnya.

a. Senyawa flavon

Senyawa flavon yang biasa ditemukan pada tumbuhan genus Artocarpus dapat dibedakan menjadi dua kelompok berdasarkan kerangka karbonnya, yaitu flavon sederhana dan flavon terisoprenilasi pada posisi C-3. Senyawa flavon ini memiliki struktur 2-fenilbenzopiran-4-on.

Flavon sederhana

Senyawa flavon sederhana yang pernah ditemukan dalam genus Artocarpus antara lain norartokarpetin (1) yang diisolasi dari tumbuhan A. heterophyllus (Lin,1995).

kelompok ini diperoleh dari A. champeden adalah artoindonesianin Q (2), artoindonesianin R (3) (Syah, 2002), kudraflavon C (4) (Hakim, 2005), heterofilin (5) (Hano, 1990), dan artoindonesianin U (6) (Syah, 2004).

Turunan piranoflavon

Kerangka piranoflavon dihasilkan dari reaksi siklisasi antara gugus hidroksil pada atom C-2’ yang terdapat pada cincin B dengan substituen isoprenil yang terikat pada C-3. Biogenesis pembentukan kerangka piranoflavon ditunjukkan pada Gambar 2.5.

O O OH O H O OH H H .. .. O O OH O H OH O .. .. O+ O O -OH O H OH O O O OH O H OH piranoflavon

Gambar 2.5 Siklisasi 3-isoprenilflavon membentuk piranoflavon (Hakim et al., 2006)

Senyawa turunan piranoflavon dari Artocarpus antara lain siklocampedol (10) dari A. champeden (Achmad, 1996), sikloartokarpin A (11) dari A. heterophyllus (Lu, 1994), siklomulberin (12) dari A. communis (Lu, 1992), sikloartokarpin (13) dari A. maingyii King (Hakim, 1999d), dan artelastokromen (14) dari A. lanceifolius (Hakim, 1999).

O O OH O H O OH OH (10) O O O H O OH OCH₃ (11)

Turunan oksepinoflavon

O O OH O O H OH Iradiasi _{O O} OH O OH O .OOH O O OH O O . .OOH O O OH O O OOH oksepinoflavon

Gambar 2.6 Siklisasi radikal 3-prenilflavon menjadi oksepinoflavon (Hakim et al., 2006)

Senyawa yang termasuk dalam kelompok turunan oksepinoflavon adalah artoindonesianin B (15) dari A. champeden (Hakim, 1999) dan artokomunol CC (16) dari A. communis (Weng, 2006).

Turunan dihidrobenzosanton

Beberapa turunan dihidrobenzosanton juga ditemukan pada genus Artocarpus. Senyawa jenis ini dihasilkan dari reaksi siklisasi oksidatif antara cincin B dengan substituen isoprenil pada posisi C-3. Biogenesis yang disarankan dapat ditunjukkan pada Gambar 2.7.

O O O H OH OH OH O . O O O H OH OH OH O O H H₂ . O O O H OH OH OH O -H. O O O H OH OH O O dihidrobenzosanton furanodihidrobenzosanton

Gambar 2.7 Reaksi pembentukan kerangka dihidrobenzosanton (Hakim et al., 2005)

Turunan furanodihidrobenzosanton

Senyawa-senyawa kelompok ini dihasilkan dari siklisasi senyawa jenis dihidrobenzosanton (Gambar 2.7). Senyawa dari genus Artocarpus yang merupakan turunan furanodihidrobenzosanton adalah artoindonesianin A (21) (Hakim, 1999) dan artonin A (22) (Fahriyati, 1998) dari A. champeden, artoindonesianin P (23) (Hakim, 2002), dan sikoartobilosanton (24) (Sultanbawa, 1989) dari A. lanceifolius, artonin F (25) dari A. rigidus (Namdaung, 2006), serta sikloartomunosanton (26) dari A.communis (Shieh, 1991).

O O OH OH O H O OH O H (27)

Turunan kuinonodihidrobenzosanton

Artonin O (28) adalah turunan kuinonodihidrobenzosanton yang diisolasi dari A. rotunda yang berasal dari Bengkulu (Hano, 1993).Selanjutnya, artonol D (29) yang ditemukan pada A. atilis (Aida, 1997).

Turunan siklopentenosanton

O O OH CO₂CH₃ OH O O (31) (32) OOH O O OH CO₂CH₃ OH O O

Turunan santonolida

Senyawa dari kelompok ini dihasilkan dari reaksi oksidatif pada turunan dihidrobenzosanton. Turunan santonolida ini adalah artonol B (33) dari A. lanceifolius (Achmad, 2005), dan A. teysmanii (Makmur, 1999). O OH O O O O O (33)

Turunan dihidrosanton

b. Senyawa calkon

Turunan calkon

Dari tumbuhan A. bracteata yang berasal dari Sumatera Barat telah berhasil ditemukan senyawa turunan calkon yaitu kanzonol C (35) (Hano, 1995) dan artoindonesianin J (36) (Ersam, 2002).

Dari tumbuhan A. communis telah berhasil diisolasi senyawa isobakacalkon (37), moracalkon A (38), gemicalkon B (39) dan gemicalkon C (40) (Han, 2006).

O OH OH O O O H O H OH OCH₃ (40)

Turunan dihidrocalkon

Beberapa senyawa turunan dihidrocalkon telah ditemukan dalam tumbuhan Artocarpus. Turunan dihidrocalkon adalah senyawa AC-3-1 (41), AC-3-2 (42), dan AC-5-1 (43) yang diisolasi dari A. communis (Nomura, 1998).

c. Senyawa flavan

Kelompok senyawa flavonoid yang juga sering ditemukan pada genus Artocarpus adalah flavan. Senyawa flavan ini dibagi menjadi tiga kelompok, yaitu flavan-3-ol, flavanon, dan flavanonol.

Flavan-3-ol

Turunan flavan-3-ol yang telah ditemukan dalam tumbuhan Artocarpus, dua diantara adalah afzelecin (44) dan katecin (45) dari A. reticulatus (Achmad, 1998).

Flavanon

Pada tumbuhan genus Artocarpus juga ditemukan senyawa-senyawa turunan flavanon, diantaranya yaitu artokarpanon (46) dan artoindonesianin E (47) yang diisolasi dari A. champeden (Hakim, 2001), heteroflavanon A (48) yang diisolasi dari A. heterophyllus (Lu, 1993), serta artomunoflavanon (49) dari A. communis (Weng, 2006).

O H₃CO OCH₃ OCH₃ O OH H₃CO (48) O O H OCH₃ OCH₃ O OH O H (49)

Flavanonol

Salah satu contoh senyawa turunan flavanonol yaitu senyawa dihidromorin (50) yang ditemukan pada A. heterophyllus (Nomura, 1998).

2.2.1.2 Senyawa stilben

Kelompok senyawa stilben sangat jarang ditemukan dalam tumbuhan Artocarpus, berbeda dengan kelompok flavonoid. Beberapa senyawa yang telah diisolasi dari kelompok ini diantaranya adalah oksiresveratrol (51) dari A. gomezianus (Hakim, 2002) dan A. reticulatus (Achmad, 1998), artoindonesianin N (52) dari A. gomezianus (Hakim, 2002), Artocamin F (53) dan artocamin G (54) diperoleh dari A. chama (Wang, 2004), serta artogomezianol (55) ditemukan pada A. gomezianus (Likhitwitayawuid, 2001).

2.2.1.3 Senyawa 2-arilbenzofuran

Sama halnya dengan senyawa stilben, senyawa turunan 2-arilbenzofuran juga sangat jarang ditemukan dalam Artocarpus. Senyawa kelompok ini yang ditemukan dalam Artocarpus adalah artoindonesianin O (56) dari A. gomezianus (Hakim, 2002), artoindonesianin X (57) yang diisolasi dari A. fretessi (Soekamto, 2003), lakoocin A (58) dan lakoocin B (59) yang diisolasi dari A. lakoocha (Puntumchai, 2004).

O O H OCH₃ OCH₃ (58) O O H OH OH (59)

2.2.1.4 Senyawa Adduct Diels-Alder

Senyawa adduct Diels-Alder pada Artocarpus diperkirakan sebagai hasil siklisasi intramolekul antara substituen isoprenil sebagai diena dan ikatan α,β tak jenuh kerangka calkon sebagai dienofil. Salah satu contoh senyawa adduct Diels-Alder adalah artonin C (60) dan artonin X (61) yang diisolasi dari A. heterophyllus (Shinomiya, 1995).

2.2.2 Senyawa non-fenolik

2.2.2.1 Steroid

Senyawa stereoid yang ditemukan dalam Artocarpus adalah β-sitosterol (62) yang diisolasi dari A. chaplasha (Mahato, 1971), stigmasterol (63) dan kamfesterol (64) yang diisolasi dari A. reticulatus (Shieh, 1992).

2.2.2.2 Terpenoid

O H

(67)

2.3 Tinjauan Umum Spesies Artocarpus elasticus

Di Indonesia, penyebaran tumbuhan Artocarpus elasticus meliputi daerah Jawa, Sumatera, dan Kalimantan. Di daerah Jawa, penduduk setempat menyebut spesies ini sebagai ‘bendo’ atau ‘teureup’. Di daerah Sumatera, Artocarpus elasticus ini dikenal dengan nama lokal ‘torop’, ‘tarok’, atau ‘menko’.

Artocarpus elasticus adalah pohonnya yang ketinggiannya mencapai 10-40 m, dan diameter kayunya 45-125 cm. Kayu dari spesies ini bersifat halus atau agak halus, sedikit padat sampai agak padat. Serat kayunya kasar, mengkilat dan berwarna kuning muda, tetapi akhirnya akan menjadi berwarna coklat. Getahnya berwarna putih, berbau manis, namun rasanya pahit.

Tumbuhan Artocarpus elasticus memiliki banyak kegunaan. Selain buahnya yang dapat dimakan, bagian-bagian pohon lainnya juga dapat dimanfaatkan. Kayunya dapat digunakan sebagai konstruksi bangunan dan bahan pembuatan perahu. Kulit dari spesies ini dapat digunakan untuk pembuatan tali tambang karena warnanya yang agak putih (Heyne, 1987). Selain itu juga, kulitnya diekspor dari Jawa ke Eropa untuk dijadikan bahan mewah seperti

Taksonomi spesies Artocarpus elasticus adalah sebagai berikut (Heyne, 1987): Kingdom : Plantae

Division : Magnoliophyta Sub Divisio : Angiospermae Kelas : Magnoliopsida Subkelas : Hamamelidae Ordo : Urticales Famili : Moraceae Genus : Artocarpus

2.4 Kandungan Senyawa Kimia Artocarpus elasticus

Kayu dari tanaman Artocarpus elasticus mengandung artelastin (68), artelastokromen (69), artelasticin (70), artokarpesin (71) (Kijjoa, 1996), artelastinin (72), artelastofuran (73), siklokomunin (74) (Kijjoa, 1998), artelastokarpin (75), dan karpelastofuran (76) (Cidade, 2001). Dari kulit akarnya telah berhasil diisolasi pula beberapa senyawa, yaitu artelastoheterol (77), artelasticinol (78), sikoartelatosanton (79), artelastosanton (80), sikloartelastosantendiol (81), dan artonol A (82) (Ko, 2005).

O O OH O OH OH O H OH (77) O H O OH O OH OCH₃ O H OH (78) (79) O OH O OH O H O O (80) O H O OH O OH O H O (81) O OH O OH H₃CO O O H O H OH H (82) O OH O O O

Beberapa senyawa yang telah berhasil diisolasi dari Artocarpus elasticus ini memiliki aktivitas biologi antara lain sifat sitotoksik, antiinflamasi, anti tumor, anti kanker, dan sebagai inhibitor pembentukan spesi oksigen yang reaktif (ROS) dan nitrogen oksida (NO). Artelastin (68) memiliki aktivitas terhadap sel kanker payudara manusia MCF-7 dengan nilai GI50 = 6,0 µM (Pedro, 2005). Selain itu, artelastin (68) memiliki aktivitas sebagai inhibitor

pembentukan spesi oksigen yang reaktif (ROS) dan pembentukan NO (Cerqueira, 2008). Pengujiannya dilakukan terhadap polymorphonuclear neutrophils (PMNs) manusia untuk pengukuran aktivitas penghambatan pembentukan ROS dan sel murin makrofag J774 untuk pengukuran aktivitas penghambatan pembentukan NO. Artelastin (68) juga bersifat sitotoksik terhadap sel murin P388 dengan nilai IC50 = 3,0 µg/mL (Hakim et al., 2006).

Artokarpesin (71) memiliki aktivitas sebagai antiinflamasi. Pengujian aktivitasnya dilakukan terhadap mediator proinflamasi dalam lipopolysaccharide (LPS) yang diaktivasi oleh sel murin makrofag RAW 264,7 (Fang, 2008). Sedangkan artonol A (82) memiliki aktivitas sebagai anti kanker. Artonol A (82) bersifat sitotoksik terhadap sel kanker payudara manusia MCF-7 (ED50= 2,7 µg/mL), sel kanker manusia A549 (ED50= 1,1 µg/mL), dan sel kanker

HT-29 (ED50= 3,1 µg/mL). Senyawa artonol A (82) ini dikatakan akif terhadap sel kanker