Ikatan Kimia Dan Aktivitas
Biologis Obat
0
• RESPONS BIOLOGIS adalah AKIBAT DR INTERAKSI
MOL
OBAT
dgn GUGUS FUNGSIONAL MOL
RESEPTOR
.
• IKATAN KIMIA :
– 1. IKATAN KOVALEN
– 2. IKATAN ION-ION YG SALING MEMPERKUAT ( reinforce ions) – 3. IKATAN ION (elektrostatik)
– 4. IKATAN HIDROGEN
– 5. IKATAN IKATAN ION-DIPOL – 6. IKATAN DIPOL-DIPOL
– 7. IKATAN VAN DER WAALS – 8. IKATAN HIDROFOB
A. IKATAN KOVALEN
• Pada umumnya Ikt Obat-Reseptor bersifat
REFERSIBEL
shg obat segera meninggalkan reseptor bila kadar obat
dlm cairan luar sel menurun
interaksi dg ikatan yg
LEMAH tetapi masih CUKUP KUAT utk berkompetisi dg
lain-lain ikatan dg tempat kehilangan ( site of loss).
• Pada interaksi Obat-Reseptor, seny dapat
menggabungkan berbagai ikatan lemah
sec TOTAL
menghasilkan ikatan CUKUP KUAT dan STABIL.
• Untuk tujuan tertentu misal untuk MEMBUNUH bakteri
atau parasit atau obat kanker
ikatan berlangsung
lama dan IREVERSIBEL
diperlukan ikatan yg lebih
KUAT yakni ikatan KOVALEN
B. IKATAN ION
• Ikatan yg dihasilkan oleh daya tarik menarik
elektrostatik antara ion-ion yg muatannya berlawanan.
• Kekuatan tarik menarik akan makin berkurang bila
jarak antara ion makin jauh, pengurangan berbanding
TERBALIK dg jaraknya.
• Makromolekul dlm sistem biologis yg berfungsi sbg
komponen reseptor mengandung gugus protein dan a.
nukleat yg bervariasi, mempunyai gugus kation dan
anion potensial tetapi hanya beberapa saja yg dapat
terionisasi pd pH fisiologis.
Gugus KATION pd protein berupa gugus AMINO yg terdapat pd asam amino a.l: glutamin, asparagin, arginin, glisin, histidin.
Gugus ANION protein berupa gugus KARBOKSILAT, misal pd asam aspartat dan glutamat.
Gugus SH pd SULFHIDRIL misal: sistein, metionin Gugus FOSFORIL misal pd asam nukleat.
INTERAKSI ION-DIPOL DAN
DIPOL-DIPOL
• Adanya perbedaan ke elektronegatifan atom C dg atom lain, spt O dan N membentuk distribusi elektron TIDAK SIMETRIK atau DIPOL, yg mampu membentuk ikatan dg ION atau DIPOL lain, baik mempunyai daerah
KERAPATAN ELEKTRON TINGGI maupun yang RENDAH.
• Gugus-2 yg memp. fungsi dipolar: ggs KARBONIL, ESTER, AMIDA, ETER, dan NITRIL. Biasa terdapat pd seny berstruktur spesifik.
D. IKATAN HIDROGEN
• Ikatan Hidrogen adl suatu ikt antara atom H yg mempunyai muatan POSITIF parsial dg atom lain yg bersifat ELEKTRONEGATIF dan mempunyai
sepasang elektron bebas dg Oktet lengkap, seperti O,N,dan F.
• Atom yg bermuatan positif parsial dapat berinteraksi dg atom negatif parsial dr mol atau atom lain yg berbeda ikatan kovalennya dlm satu mol.
• Ikatan Hidrogen ada 2 macam:
• 1. Ikatan Hidrogen intramolekul: ikt H yg terjadi dlm 1 mol. • 2. Ikatan H intermolekul: ikt H yg terjadi antar molekul2. • Kekuatan ikt H intermol lebih lemah dibanding yg intramol.
• Ikt H dpt mempengaruhi sft kimia fisika seny a.l: titik didih, ttk lebur, kelarutan dlm air, kemampuan pembentukan kelat dan keasaman.
• Sifat kimia fisika suatu seny dpt mengalami perubahan dg adanya ikt H, dan pada kasus tertentu ikt H mempunyai peran penting thd aktivitas biologis. Contoh : Turunan Pirazolon dan A. hidroksi benzoat
E. IKATAN VAN DER WAALS
• Ikatan van der Waals merupakan kekuatan tarik menarik antar mol atau atom yg tidak bermuatan
• Letaknya berdekatan atau jaraknya +/- 4-6A0.
• Ikatan terjadi krn sifat kepolarisasian mol atau atom.
• Meskipun sec individu lemah tetapi hasil penjumlahan ikt van der Waals merupakan faktor pengikat yg cukup bermakna, terutama utk seny2 yg mempunyai BM tinggi.
• Ikt van der Waals terlibat pd interaksi cincinBenzen dg daerah Bidang Datar Reseptor dan pd interaksi antai HK dg makromol protein atau reseptor.
• 1. Cincin Benzen yg mengandung 6 atom C, memp kekuatan ikt yg hampir sama dg kekuatan ikt Hidrogen.
• 2. Turunan isatin-β-tiosemikarbazon, obat antivirus, aktivitas berhub dg radius van der Waals dr substituen pd posisi 5 dan 6.
F. IKATAN HIDROFOB
• Ikatan Hidrofob: salah satu kekuatan penting pd proses
PENGGABUNGAN daerah NON POLAR mol obat dengan
daerah NON POLAR reseptor biologis.
• Daerah NON POLAR mol obat yg tidak larut dlm air dan mol –mol
air disekelilingnya --. Bergabung melalui ikatan HIDROGEN
membentuk struktur QUASI-CRYSTALINNE (ICEBERG).
• Bila dua daerah NON POLAR, spt gugus: Hidrokarbon mol obat
dan daerah NON POLAR Reseptor, bersama dlm lingkungan air
mengalami suatu PENEKANAN
jumlah mol air yg kontak dg
daerah2 non polar tsb menjadi BERKURANG
struktur
QUASI-CRYSTALLINE akan PECAH menghasilkan
PENINGKATAN
ENTROPI yg digunakan untuk ISOLASI STRUKTUR non polar
menstabilkan MOL AIR
sehingga TIDAK KONTAK DG
G. TRANSFER MUATAN
• Kompleks yg terbentuk antara 2 molekul melalui ikatan Hidrogen
merupakan kasus KHUSUS dr fenomena umum Kompleks
Donor-Aseptor, yg diSTABILkan melalui daya tarik menarik elektrostatik
antara molekul DONOR elektron dan molekul ASEPTOR elektron.
• Baker: Kompleks TRANSFER MUATAN dikelompokkan 2
Seny
Donor elektron dan Aseptor elektron.
• 1. Seny DONOR ELEKTRON;
• a. Seny yg kaya π-elektron a.l: alkena, alkina, dan seny aromatik yg
tersubstitusi dg gugus elektron donor.
• b. Seny yg memp pasangan elektron sunyi, spt R-O:-H, R-O-R,
R-S:-R, R-I, R3N dan R-S:-S-R-S:-R, yg juga dpt berfungsi sbg aseptor Proton
dlm ikt Hidrogen.
• 2. Sebagai ASEPTOR ELEKTRON;
• a. Mol yg mengandung Hidrogen yg bersft asam lemah, spt; Br3C-H,
R-O-H, Ar-O-H, R-S-H, dan imidazol-H, yg juga dpt berfungsi sbg
KOMPONEN RESEPTOR
• Makromolekul sistem biologis yg bekerja sbg komponen
reseptor mempunyai gugus protein atau asam amino yg
dapat membentuk komplek melalui transfer muatan, yaitu :
• a. sebagai donor elektron : as. Aspartat, glutamat, sistein,
metionin, tirosin (hanya cincin aromatik).
• b. Sebagai aseptor elektron: sistein, arginin dan lisin.
• c. Sebagai donor dan aseptor elektron: histidin, asparagin,
glutamin, serin, treonin, hidroksiprolin, triptofan, tirosin
KOMPLEKS MELALUI TRANSFER MUATAN
• Mol obat yg membentuk Kompleks melalui Transfer muatan: • a. Mol obat yg bekerja sbg DONOR elektron:
– 1. Seny yg mengandung gugus anionik : RCOO, RCOS, RSO3, RSO2, RCSS, RPO(o02, dan RAsO(O)2.
– 2. Basa lemah tertentu, al: R3N dan R3N O – 3. Seny sulfur yg netral: R2S,RSSR, ROSO3H.
– 4. Beberapa seny nitrogen netral: RONO, RONO2, R3CONO2, R3CNO, R-N=N-R.
– 5. Seny yg netral: R3P, (RO)3, RP(OR)2. – 6. Seny nitrogen netral: R2O R2C(OR)2. – 7. seny halogen, spt R-F, R-Cl, R-Br, R-I. – 8. Seny Furan, Pirol, Pirazol.
