KIMIA BAHAN ALAM

(1)

FARMAKOGNOSI 2

(2)

Farmakognosi 2

Kuliah 2 SKS

Praktikum 1 SKS

Prasyarat

Biologi Sel

Botani Farmasi

Farmakognosi 1

PENILAIAN

QUIZ

15%

MAKALAH

15%

UTS

35%

UAS

35%

(3)

Minggu Topik Substansi

1 ALKALOID 1. Definisi 2. Klasifikasi

3. Batasan, sifat dan pembagian

2 Lanjutan 1. Alkaloid piperin dan piperidin 2. Alkaloid quinolin dan isoquinolin 3. Alkaloid pirolidin, imidazol dan indol 4. Alkaloid purin dan tropan

5. Alkaloid Amina 6. Biosintesisnya

3 FLAVONOID 1. Definisi 2. Struktur dasar 3. Biosintesis

4 Lanjutan 1. Penggolongan

5 KUINON dan KUMARIN 1. Pendahuluan 2. Penggolongan 3. Biosintesis

6 Farmakologi Alkaloid

7 Lanjutan Flavanoid

8 Ujian Tengah Semester (UTS)

Minggu Topik Substansi

9 TERPENOID dan STEROID

1. Pendahuluan

2. Biosintesis unit-unit C5 3. Kombinasi unit-unit C5 4. Monoterpen

5. Seskuiterpen 6. Diterpen 7. Sesterpena 8. Triterpen

9. Senyawa karotenoid Monoterpen

10 Lanjutan 1. Pendahuluan 2. Sterol 3. Ciri-ciri 4. Klasifikasi

Biosintesis

11 MINYAK ATSIRI 1. Pendahuluan 2. Penggolongan 3. Biosintesis

12 LIGNAN dan LIGNIN 1. Pendahuluan 2. Penggolongan 3. Biosintesis

13 TANIN 1. Pendahuluan 2. Penggolongan 3. Biosintesis

14 Farmakologi 1. Terpenoid, steroid, minyak atsiri

15 Lanjutan 1. Lignan, lignin dan tanin

(4)

PENDAHULUAN

PEMAKAIAN TANAMAN OBAT

Dalam 20 tahun terakhir, tumbuhan obat mendapat perhatian kembali, baik

sebagai obat tradisional maupun sumber senyawa murni.

Hal ini dikarenakan :



Efek buruk yang terjadi dari obat kimia sintetik



Kemajuan IPTEK untuk mengungkapkan manfaat obat secara ilmiah, sehingga

jelas jenis, kadar senyawa aktif, mekanisme kerja dan khasiatnya



Warisan dari nenek moyang

(5)



Budaya

back to nature



Sumber daya alam merupakan sumber senyawa pengenal (

lead compound

)

untuk pengembangan obat baru



Anjuran pemerintah



Informasi manfaatnya

(6)

POTENSI TUMBUHAN OBAT



Tumbuhan pada hakekatnya adalah bioindustri



Tumbuhan menghasilkan metabolit primer dan sekunder

(7)

Produk Metabolisme

A. Urutan terjadinya

1) metabolit Primer

2) metabolit Sekunder

B. Efek yang timbul

1) zat aktif Farmasetik

2) zat aktif Farmakologik



Pada umumnya

senyawa aktif

merupakan metabolit sekunder.



Reaksi pembentukan metabolit sekunder bervariasi antar satu jenis dg

lainnya



penanda spesifik

C. Isolasinya

1) zat Aktif

2) zat Inert

D. Status keberadaan

1) genuine

(8)

Keanekaragaman Metabolit

METABOLIT

Struktur Kimia

Jalur Biosintesis

Sensorik

1. Senyawa Fenolik

2. Terpenoid

3. Asam2 organik,

4. Lipid & turunannya

5. Senyawa Nitrogen

6. Sakarida/turunannya

7. Makromolekul

Metabolit yang dibentuk :

• via Asam asetat- malonat,

• via Asam mevalonat

• via Asam sikimat,

Sifat Fisika-Kimia

1. Volatil

(9)

Faktor2 yg mempengaruhi kandungan kimia pd bahan alam?

:

1. Faktor genetik (internal)

2. Faktor Lingkungan

(ekologi) :



Alelopati (pengaruh

tanaman di sekitarnya)

3. Faktor prosesing &

pengawetan :



Aktivitas enzim



Browning



Oksidasi



Evaporasi



Polimerisasi

4. Faktor penyimpanan

FAKTOR LUAR (GEOGRAFIS)

Iklim, suhu, jenis tanah, curah

hujan

FAKTOR DALAM (GENETIS)

Mutasi “gen”

PROSES

(10)

Klasifikasi Senyawa Kimia

SENYAWA KIMIA

dari bahan alam

STRUKTUR KIMIA

BIO-AKTIVITAS

KEMO-TAKSONOMI

(11)

(I) Kerangka Struktur

1. Senyawa lemak rantai terbuka/ alifatik



asam2 lemak, gula, asam amino

2. Sikloalifatik/ alisiklik



terpenoid, steroid, alkaloid

3. Benzenoid/ aromatik



fenol, kuinon

4. Heterosiklik



alkaloid, flavonoid, basa nukleat

(12)

1. C

₁

(paling sederhana)

7. C

₄

N = pirolidine heterosiklik

8. C

₅

N = cincin piperidine

(Dewick, 2009)

(13)

(14)

(15)

(II) Khasiat terapeutik bahan alam

1. Obat penyakit jantung & pembuluh darah

2. Obat yg bekerja pd SSP

3. Obat gastroenterologi

4. Obat sitostatik

5. Antiparasit

6. Kontrasepsi oral, etc.

Others: hormon, antibiotika, vitamin

Digitalis lanata

(16)

(III) Kemotaksonomi

chemical simillarity of taxon i.e. it is based on the existence of

relationship between constituents in various plants



Tropane alkaloids

generally occur among the members of

Solanaceae

thereby, serving as a

chemotaxonomic marker

.



The berberine alkaloid in Berberis and Argemone



Rutin in Rutaceae members.

Chemotaxonomi

gives more scope for understanding the relationship between

chemical constituents, their biosynthesis and their possible action.

(17)

(IV) Jalur Biosintesis



Biosintesis: pembentukan senyawa kimia secara alami

oleh jazad hidup.



Secara umum biosintesis bahan alam melalui jalur

asam shikimat, asetat dan kombinasi asam asetat

–

shikimat.

(1) Jalur asam shikimat

(+ khorismat)

jalur biosintesis asam amino aromatis dari

karbohidrat melalui asam shikimat.

(2) Jalur asam asetat

(poliketida & isoprenoid)

jalur biosintesis dari senyawa alam tertentu atau

(18)

Starch

PYRIMIDIN &

PURINE POOL

DNA/RNA

SHIKIMIC

ACID

PYRUVIC

ACID

AMINO ACID

POOL

Protein

Lipid / Fat

Fatty acid

ACETYL CoA

CITRIC

CICLE

MEVALONIC

ACID

ISOPENTENYL-PP

POLYKETIDES

Plant acids

Sugar deriv

STEROIDS

TERPENES

MIX-POLYKETIDES

PHENYLPROPANE

LIGNIN, LIGNAN

etc

ALKALOID

FATTY ACID

CHORISMIC

ACID

(Schneider, 1985)

(19)

(20)

JALUR SHIKIMAT

–

FENIL PROPAN (cincin

aromatik + 3C tak jenuh)



Asam amino aromatik dan asam benzoat sederhana

–

Folic Acid (Vitamin B9 ), Chloramphenicol



Terpenoid-kuinon

–

Vitamin K, alizarin



Asam sinamat



Phenylpropena

–

Volatile Oils Containing Principally Aromatic Compounds



Lignans and Lignin

–

Podophyllum



Asam benzoat dari senyawa C6C3



Kumarin

–

Dikumarol, Warfarin, Psoralens



Flavonoid dan Stilbenes



Flavonolignan

–

Silybum marianum



Isoflavonoid

–

Phyto-oestrogens, Derris and Lonchocarpus



Styrylpyron

–

Kava

SHIKIMAT

(21)

Metabolit Jalur asetat, propionat



JALUR ASETAT

Unit C2 dari molekul asam asetat merupakan bahan pembangun

yang secara umum digunakan oleh organisme hidup untuk

pembentukan senyawa dengan molekul yang kompleks. Selain

digunakan pada pembentukan asam-asam lemak, asam asetat dan

bentuk teraktivasi-nya (asetil koenzim A) dan malonil koenzim A

merupakan atom karbon yang penting dalam pembentukan senyawa

alam golongan poliketida dan terpen-terpen.

I. Unit asam asetat, asam propionat

a. asam lemak

1). asam lemak jenuh

2). asam lemak tidak jenuh

3). asam lemak siklopropan

4). senyawa asetilena

b. Prostaglandin

II. Asam poliketo (poliketida)

(22)

(23)

Metabolit lewat asam asetat & malonat



Acyl CoA + malonyl CoA



Polyketides

A. pembentukan Antrakuinon

B. pembentukan Eritronolat

C. pembentukan Griseofulvin

RCO

SCoA

+

n CH

₂

CO

SCoA

COOH

R

COOH

(

)

(24)

Metabolit jalur as.asetat & kerangka lain

Metabolit yg dibentuk lewat isoprena

A. Terbentuk isopren aktif (1,2,3,4,6,8; >

unit-poliprenol, politerpen)

–

unit isoprena

B. Pembentukan terpenoid dari :

1). 2 unit isoprena: monoterpen asiklik & siklik

2). 3 unit isoprena (seskuiterpen siklik)

3). 4 unit isoprena (pembentukan fitol)

(25)

JALUR ASETAT; MEVALONAT



Pembentukan terpenoid dari :

4). 6 unit isoprena

a. Diterpena tetrasiklik



produk siklisasi primer (lanosterin)



pembentukan

β

-amirin



pembentukan kolekalsiferol (vit. D), steroid,

asam empedu

b. Pembentukan STEROID

5). 8 unit isoprena (Tetraterpen)

a. cis-trans Fitoen

b.

β

-Karoten

6). Lebih dari 8 unit isopren

a. Polifenol

(26)



Metabolit sekunder:

hasil metabolisme , di mana :



Terdistribusi terbatas secara taksonomi, khususnya ditemukan pada

tumbuhan



Disintesis hanya pada kondisi tertentu



Fungsinya kurang diketahui



Tidak jelas peranannya dalam proses kehidupan



Ekspresi dari spesialisasi sel baik yang dipicu oleh proses diferensiasi sel

atau menggambarkan suatu bagian dari proses perkembangan tumbuhan



Biosintesis umumnya terbatas pada tahap perkembangan tertentu

(contoh: alkaloid banyak terkandung dalam daun muda kopi), dan atau

sel tertentu, tanin pada daun yg masih muda atau buah yg masih muda)

(27)

Fungsi Metabolit Sekunder (1)



Perlindungan tumbuhan terhadap lingkungan abiotik dan biotik



Antioksidan:

melindungi klorofil dari degradasi fotokimia akibat tingginya kadar oksigen

Contoh: karotenoid, antosianin, flavon, isoflavon, chalcones, aurons,

flavonoid berwarna kuning



Agen allelopathy:

menghambat pertumbuhan jenis tumbuhan lain

Contoh: asam fenolat berupa asam salisilat



Feeding deterrents:

menghindarkan pemangsaan (Contoh: alkaloid pada kopi Coffea arabica)

Contoh: tanin, kuinon, dan flavonol

(28)



Agen antifungi

Contoh: asam fenolat, isoflavon, dan dihydrochalcones



Fitoaleksin:

menghambat infeksi bakteri

(29)

TUGAS