BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. 2.1. Alka Alkalo loid id Imid Imidaz azol ol 2.1. .1.1. Def Definis inisii Alkaloid golongan imidazol atau glioksalin merupakan alkaloid yang mengandung
inti imidazol dalam struktur kimianya (Purba, D.M., 2011). Alkaloid imidazol berupa cincin karbon yang mengandung dua atom nitrogen dengan inti imidazol.
Gambar 2.1. truktur inti imidazol 2.1. 2.1.2. 2. Sifa Sifatt is isik ika a Kim Kimia ia Alkaloid imidazol mempunyai beberapa si!at !isikokimia, antara lain sebagai berikut" a. #entuknya #entuknya berupa berupa serpi$a serpi$an n kristal kristal tanpa tanpa %arna atau ber%arna ber%arna kuning kuning pucat pucat b. Mempunyai bau seperti bau amin c. Mempun Mempunyai yai p&a ' ,0 (menga (mengandu ndung ng banyak banyak atom $ydroge $ydrogen, n, menyeba menyebabka bkan n si!at si!at basa
kuat) dan p&a ' 1,* (mengandung lebi$ sedikit atom $ydrogen, menyebabkan si!at asam d. e. !. g. $.
lema$) #ers #ersi! i!at at am!o am!ote ter r #ers #ersi! i!at at polar olar &elarut &elarutan an dala dalam m air" air" ++ ++ g- g- pada pada su$u su$u 20/ 20/ itik itik lele$ lele$"" ,3 ,3* *,* ,*/ / itik itik did didi$ i$"" 2+ 2+, ,/ /
i.
Memp Mempun unya yaii cinc cincin in 43p 43pla lana nar r
2.1. 2.1.!. !. Sint Sintes esis is Imi Imida dazo zoll 5olongan alkaloid ini berasal dari senya%a prekursor 3$istidine, yakni suatu asam
amino esensial (Gambar 2.2". #eberapa conto$ alkaloid dari golongan imidazol ini antara lain $istamin, pilokarpin, dan pilosin (Anisze%ski, ., 200).
Gambar 2.2. 3$istidine merupakan prekursor alkaloid imidazol.
&elompok alkaloid ini merupakan pengecualian dalam proses trans!ormasi struktur, karena inti imidazol tela$ dibuat pada ta$ap prekursor, yaitu l3$istidin, dan lebi$ da$ulu dikembangkan dalam proses dekarboksilasi ole$ $istidin dekarboksilase (6D). 6istamin merupakan produk dari reaksi tersebut ( Gambar 2.!" (Anisze%ski, ., 200).
Gambar 2.!. intesis Alkaloid 7midazol
2.1.#. Ke$%naan
7midazol adala$ kelompok yang penting dari lima anggota $eterosiklik nitrogen yang tela$ menarik banyak per$atian karena partisipasinya dalam struktur molekul biologis akti!, kegunaan imidazol ini diantaranya adala$ senya%a yang ber$ubungan dengan inti imidazol diketa$ui dapat menimbulkan e!ek anti edema dan anti in!lamasi, analgesik, anti$elmintik, anti bakteri, anti tubercular, anti 8amur, anti tumor, dan anti9irus. elain itu, banyak imidazol
yang tersubtitusi diaril diketa$ui berpotensi sebagai in$ibitor p MAP kinase (a!ari, :., ;a9andi, .5., Akbari, <., 2012). #erikut beberapa senya%a turunan alkaloid imidazol yang memiliki akti9itas biologis untuk terapi"
Gambar 2.# enya%a urunan Alkaloid 7midazol dan =ungsinya 2.1.&. Kand%n$an %tama &andungan utama dari alkaloid imidazol adala$ pilokarpin, $istamin, dan pilosin.
>amun, kandungan yang paling penting dari golongan imidazol adala$ pilokarpin yang digunakan sebagai obat mata kolinergik. enya%a ini dapat diperole$ dari tanaman :aborandi seperti Pilocarpus microphyllus, Pilocarpus jaborandi, dan Pilocarpus grandiflorus (rease, .?., @ ?9an, .., 1*4*).
Gambar 2.#. truktur kimia pilokarpin
i!at !isika kimia dari pilokarpin, yaitu"
#erbentuk kristal padat , 8erni$ tidak ber%arna, $igroskopis, !otosensiti! B tidak berbau, rasa pa$it
itik didi$ " *2 C= (200 C)
itik lele$ " * C=
i!at muda$ menguap
arut " alko$ol, kloro!orm, etanol
angat sedikit larut " benzen, eter
Praktis tidak larut dalam " eter minyak tana$
2.2. Identifikasi Alkaloid Imidazol 2.2.1. Identifikasi Pilokar'in
A. Pemerian
•
&ristal puti$, rasa pa$it
#. alomel ;eduksi" Memberikan $asil () •
•
yarat" 6C6, karena calomel @ alkali
abu3abu
menyebabkan %arna men8di $itam . ;eaksi 6elc$
• ar & 2r 2C 6l, lalu 62C2 4E dikocok, lapisan dari 6l biru ungu •
Pilokarpin berada dalam suasana basa dengan cepat membentuk senya%a ber%arna ungu.
D. & 2r 2C 62C pekat $i8au
2.2.2. Identifikasi K%alitatif
A. ?kkertFs olour ests (As$utos$, 200) G
1 ml 1E larutan pilocarpin $idroklorida 1 ml larutan >a.nitroprusida 2E dan 1 ml >aC6 1> (diamkan +3 menit) 6l (diasamkan) mera$ atau ungu. :ika ditamba$kan sedikit lar. >a. iosul!at 0,1>
#. #erdasarkan =armakope 777, *
ungu
•
&urang lebi$ 14 mg dilarutkan dalam 2 ml air 2 tetes asam sul!at encer P 2 m 6idrogen peroksida encer P 1 m benzen P. tetes larutan &alium bikromat P 0,4 E b-9, dikocok
memisa$,
lapisan benzen be%arna 9iolet,
lapisan air be%arna kuning. 2.2.!. Identifikasi Pilokar'in Nitrat
•
ampur larutan pilokarpin 10E dalam air dengan larutan !erro sul!at sama banyak, kemudian tamba$kan 4 ml larutan 62
terbentuk
cincin coklat di
tenga$3tenga$ larutan.
2.!. Peneta'an Kadar 2.!.1. Titrasi 2.!.1.1. Titrasi Bebas Air 2.!.1.2.Titrasi Asam Basa
2.!.2. Kromato$rafi 2.!.2.1 (P)* 2.!.2.2. (P)*+,SI+-S-S
2.#. ,kstraksi dan Isolasi 2.#.1. ,kstraksi dan Isolasi Pilocarpus jaborandi 2.#.2. ,kstraksi dan Isolasi Pilocarpus micropyllus 2.#.!. ,kstraksi dan Isolasi Pilocarpus grandiflorus
Alkaloid Imidazol pilokarpin dari daun Pilocarpus jaborandi atau Jaborandi rermambuco.berkhasiat sebagai konjungtiva pada penderita glaukoma.
Sekilas tentan$ Alkaloid ,r$ot
G
G G
G G
Alkaloid ergot adala$ mikotoksin yang menyebabkan penyakit $alusinasi bagi $e%an dan manusia, yang disebabkan akti9itas asam lisergat dalam kandungannya, yang mempengaru$i syara!3syara! di kepala se$ingga mengakibatkan $alusinasi yang bisa dikatakan berba$aya. Dipruduksi beberapa keluarga !ungi Merupakan kelompok alkaloid ergoline, dikelompokkan men8adi 2 golongan, golongan amida asam lisergat, yang terkandung dalam keluarga Clavicipitacieae, dan golongan alkaloid cla9ine, yang terkandung dalam Aspergillus fumingatus
Sintesis ,r$ot Sintesis ,r$ot Alkaloid 'ada %n$i Penelitian tela$ menun8ukkan ada $ubungan erat antara proses perkembangan mor!ologi suatu sel dengan proses sintesis produk alaminya, termasuk metabolit sekunder. Dalam bukunya H$e ;elations$ip #et%een onidiation and Alkaloid Production in aprop$ytic trains o! ClavicepsI Pazouto9a dan ;e$acek menuliskan, pada ta$un 1** tela$ diketa$ui ba$%a Claviceps purpurea (sala$ satu spesies peng$asil alkaloid ergot) yang termutasi mengalami penurunan kemampuan dalam membentuk konidia dalam media agar3agar. :amur yang tela$ termutasi ini diidenti!ikasi 8uga meng$asilkan racun alkaloid yang lebi$ sedikit dari keadaan normalnya. 6al ini menun8ukkan ba$%a sintesis alkaloid ergot pada 8amur ergot, ter8adi bersamaan dengan proses perkembangan mor!ologinya (di!erensiasi sel). idak ada keterangan atau penelitian yang menerangkan pada !asa mana alkaloid ergot ini mulai disintesis, serta mekanisme sintesisnya. #erdasarkan keterangan diatas sintesis alkaloid ergot akan mulai ter8adi setela$ in!eksi 8amur pada tanaman $ost, $ingga ta$ap ak$ir perkembangan, setela$ terbentuk sclerotia. uatu inti padat, keras, ber%arna gelap, berisi kumpulan alkaloid ergot.
Gambar 1. Sclerotia, kumpulan alkaloid ergot pada fasa akhir perkembangan jamur.
Jamur ergot mengalami fasa perkembangbiakan spora pada suhu sekitar 18 oC pada kondisi kelembaban tinggi. Kondisi ini yang diperkirakan kondusif untuk sintesis alkaloid ergot pada jamur. Enzim yang sampai saat ini telah diketahui terlibat dalam proses sintesis alkaloid ergot adalah:
,nzim Dimet$ylallyltryptop$an synt$etase (DMA) $anocla9ineJ 1Jcyclase
%n$si
Membentuk DMA dari tripto!an Menguba$ $anocla9ine 7- $anocla9ine 7 alde$ide
;angkaian reaksi yang ter8adi
Prekursor utama dalam proses sintesis alkaloid ergot adala$ 3tripto!an. a$ap a%al sintesis adala$ prenilasi (gugus yang diberi %arna mera$) tripto!an yang dikatalisis enzim DMA. a$ap in akan meng$asilkan dimetilalil tripto!an (DMA) dengan struktur seperti diatas. DMA ini selan8utnya diproses lebi$ lan8ut, $ingga meng$asilkan 8enis alkaloid yaitu asam lisergat (diproduksi keluarga Clavicipitaceae dan 8enis !umigla9ine yang diproduksi Aspergillus fumigatus. Proses penguba$an dari DMA men8adi ketiga alkaloid diatas belum 8elas mekanismenya, namun terdapat enzim yang ber$asil diisolasi pada ta$ap ini, yaitu $anocla9ineJ 1Jcyclase, yang menguba$ c$anocla9ine 7 men8adi argocla9ine. a$ap lain yang dapat diperkirakan dari keberadaan enzim ini adala$"
a$ap selan8utnya setela$ reaksi diatas, diperkirakan adala$ terbentuknya elymocla9ine, dengan struktur "
G
Pen$ar%/ N%trien Ter/ada' Proses Sintesis
G
Karbon
umber karbon yang sering digunakan adala$ glukosa, gliserol, maltose, sukrosa dan galaktosa. Pada dasarnya banyaknya sumber karbon akan memperlambat sintesis alkaloid ergot. &arbon banyak dibutu$kan untuk perkembangan mor!ologis 8amur. emakin banyak 8umla$ karbon perkembangan mor!ologi akan meningkat dengan cepat, se$ingga sinteis alkaloid ergot akan lebi$ lambat, atau ba$kan ter8adi setela$ perkembangan mor!ologi selesai. 6al in dibuktikan pada Cephalosporium acremonium, 8ika pada media diberi sumber3sumber karbon yang cepat (muda$ didegradasi) seperti glukosa, gliserol, maltosa, pembentukan cep$alosporin pada 8amur ini akan lebi$ lambat dari media dengan sumber karbon yang lebi$ sulit didegradasi seperti sukrosa dan galaktosa. G
Nitro$en
Pada dasarnya sintesis metabolit sekunder tidak depengaru$i ole$ nitrogen. >amun beberapa 8enis 8amur seperti Aspergillus akan terin$ibisi ole$ keberadaan ion ammonium pada kadar tertentu. G
Pos'at
Pospat adala$ elemen paling penting dalam proses sintesis alkaloid ergot, karena transport energi sel selalu melibatkan trans!er dan pelepasan pospat. >amun kadar pospat yang cukup tinggi 8ustru akan meng$ambat ker8a enzim DMA dan c$anocla9ineJ7Jcyclase. Pospat dalam kadar 0, K 00 mM cukup e!ekti! untuk di!erensiasi sel, namun kadar diatas 10 mM 8ustru akan meng$ambat proses sintesis alkaloid ergot. G
Proses Ber/entin0a Sintesis
intesis alkaloid ergot akan ter$enti saat G
erdapat sala$ satu (atau seluru$) enzim dalam 8alur sintesis yang rusak . etiap enzim dalam organisme memiliki %aktu paru$ sendiri3sendiri. Pada saatnya, enzim3enzim tersebut rusak.
G
?!ek reaksi balik. ?!ek reaksi balik adala$ ter$ambatnya sintesis suatu senya%a dalam 8alur sintesis alkaloid ergot, akibat banyaknya 8umla$ senya%a serupa yang suda$ ada. ?!ek reaksi balik pertama pada sintesis alkaloid ergot ter8adi pada ta$ap pertama, dimana enzim DMA diin$ibisi ole$ agrocla9ine dan elymocla9ine. ?lymocla9ine 8uga mengin$ibisi enzim selan8utnya, yaitu c$anocla9ineJ7Jcyclase. ipe lain e!ek reaksi balik pada sintesis alkaloid ergot ter8adi pada sintesis tripto!an, yaitu pada enzim ant$ranilate synt$etase . ?nzim ini di in$ibisi pula ole$ elymocla9ine dan c$anocla9ine. 7n$ibisi ini cukup berpengaru$, karena tripto!an adala$ prekusor utama dalam sintesis alkaloid ergot. >amun secara umum e!ek reaksi balik ini tidak terlalu mempengaru$i sinteis alkaloid ergot.
G
G G G G G G G G G
G G G G
G G
UNGSI A)KA)ID ,GT BAGI JA-U ,GT Pada umumnya tidak ada !ungsi k$usus ter$adap organisme yang meng$asilkannya, (ergotamine). Lntuk memperta$ankan diri dari kondisi lingkungan yang kurang menguntungkan. Lntuk memperta$ankan diri dari mak$luk $idup lain di sekitarnya,(berkompetisi). AP)IKASI A)KA)ID ,GT BAGI K,(IDUPAN -ANUSIA ?rgot alkaloid memiliki berbagai kegiatan biologis termasuk e!ek pada sirkulasi dan neurotransmisi. Lntuk menginduksi kontraksi ra$im dan untuk mengontrol perdara$an setela$ mela$irkan. Dimana ker8a ergot alkaloid pada aplikasi ini yaitu" Mempengaru$i otot uterus berkontraksi terus3menerus se$ingga memperpendek pendara$an kala 777. Menstimulssi otot3otot polos terutama dari pembului$ dara$ peri!er dan ra$im. Pembulu$ dara$ mengalami 9asokonstriksi se$ingga tekanan dara$ naik dan ter8adi e!ek oksitosuk pada kandungan mature. ?kstrak ergot ini 8uga digunakan dalam !armasi, termasuk alkaloid ergot dalam produk a!ergot yang mengandung ka!ein dan ergotamine , biasanya untuk mengobati sakit kepala migrain dan ergometrin. Dua obat yang diturunkan dari ergot, adala$ Pergolide dan cabergoline , biasanya digunakan untuk mengobati penyakit Parkinson yaitu meningkatkan resiko katup 8antung bocor . Alkaloid regot, dapat diman!aatkan 8uga dalam terapi, umumnya diperole$ dari tanaman Alkaloid ergot digunakan untuk menstimulasi sistem syara! simpatik. #eberapa alkaloid lisergat seperti $alnya ergotamin dan ergobasin digunakan pada terapi kandungan yaitu untuk mengkontraksi uterus pada saat proses mela$irkan untuk mengkontraksi uterus postpatu. *NT( )AIN -IKTKSIN kratoksin
G G
G G G
G G G G
G G
Diketa$ui macam Ckratoksin, yaitu Ckratoksin A (CA), Ckratoksin # (C#), dan Ckratoksin (C). Ckratoksin A (CA) diketa$ui sebagai penyebab keracunan gin8al pada manusia maupun $e%an, dan 8uga diduga bersi!at karsinogenik. Ckratoksin A ini pertama kali diisolasi pada ta$un 1*+4 dari kapang Aspergillus ochraceus.ecara alami A. ochraceus terdapat pada tanaman yang mati atau busuk, 8uga pada bi8i3bi8ian (seperti kopi), kacang3kacangan, bua$3bua$an (anggur). CA 8uga dapat di$asilkan ole$ Penicillium viridicatum yang terdapat pada bi8i3bi8ian di daera$ beriklim sedang seperti pada gandum di eropa bagian utara elain pada produk tanaman, ternyata CA dapat ditemukan pada berbagai produk ternak seperti daging babi, ayam dan susu. 6al ini karena CA bersi!at larut dalam lemak se$ingga dapat tertimbun di bagian daging yang berlemak. 3earalenon
%monisin =umonisin termasuk kelompok toksin !usarium yang di$asilkan ole$ kapang !usarium spp, terutama !. moniliforme dan !. proliferatum. G Diketa$ui 11 8enis senya%a =umonisin, yaitu =umonisin # 1 (=#1), =#2, =# dan =#, =A1, =A2, =1, =2, =P1, =P2 dan =P. Diantara 8enis !umonisin tersebut, =#1 mempunyai toksisitas yang dikenal 8uga dengan nama Makro!usin. G =#1 dan =#2 banyak mencemari 8agung dalam dan pada beras, karena itu mikotoksin 8enis !umonisin ini paling berpengaru$ pada $asil pertanian 7ndonesia yang sebagian besar padi dan 8agung. G -ANAAT A)KA)ID ,GT DA)A- INDUSTI Pada umumnya alkaloid ergot dalam ke$idupan, diman!aatkan sebagai obat3obatan. e$ingga dalam industry alkaloid ergot ini diproduksi sebagai obat3obatan 8uga. Misalnya untuk pbat" G Cbat analgesik untuk penyakit migran G Cbat untuk meng$entikan pendara$an G Cbat mengurangi rasa sakit pada saat mela$irkan G PS,S PDUKSI BAT DA)A- INDUSTI Dalam pembuatan obat3obatan dalam industry, prosesnya adala$" G Menyiapkan ba$an baku, yaitu 8amur G Mengisolasi alkaloid ergot dalam 8amur tersebut
G
&arena alkaloid ergot masi$ mengandung racun, untuk itu senya%a alkaloid ergot diturunkan senya%anya men8adi ergotamine. Dengan 8alan"
1.2 Alkaloid Ergot Sumber alkaloid ergot ialah claviceps purpurea suatu jamur yang hidup sebagai parasit dalam butir rye dan gandum, banyak terdapat di Eropa dan Amerika. Penyebaran penularan terjadi melalui perantaraan serangga dan angin yang memindahkan spora ke kepala putik yang sudah di buahi. Selanjutnya spora mengeluarkan miselium yang akan menembus putik, kemudian membentuk jaringan padat berarna ungu dan menjadi keras. Substansi ini
dinamai sklerosium. Sklerosium inilah yang merupakan sumber ergot. !at" #at dalam ergot. Ergot mengandung #at yang penting yaitu alkohol ergot dan #at lain seperti #at organik, karbohidrat, gliserida, steroid, asam amino, amin dan basa amonium kuatener. $eberapa amin dan basa memiliki e%ek %armakologi penting, misalnya histamin, tiramin, kolin, dan asetilkolin. &amur 'laviceps purpurea dibiak in vitro, seperti jamur penghasil antibiotik. Alkaloid ergot terdapat sebagai isomer 1 dan d.(somer 1 merupakan #at akti% )penamaan dengan akhiran "in*, sedangkan isomer d tidak akti% sama sekali )penamaan dengan akhiran "inin*. +ang pertama merupakan alkaloid alam, sedangkan yang kedua merupakan hasil perubahan oleh pengaruh #at kimia seaktu isolasi. Alkaloid pertama yang berhasil di isolasi dalam bentuk kristal dan akti% ialah ergotoksin, yang aktu itu dianggap sebagai alkaloid murni. Sekarang terbukti baha ergotoksin merupakan campuran #at, yaitu ergokristin,ergokornin,-" ergokriptin, dan " ergokriptin. Ergotamin. Ergotamin yang paling kuat dari kelompok alkaloid asam amino yang akti%, dan ergotamin yang tidak akti% merupakan alkaloid ergot murni yang pertama ditemukan. /emudian ditemukan #at uterotonik larut air dinamakan ergonovin )ergometrin. Ergonovin dan turunannya menghasilkan asam lisergat dan amin pada hidrolisis, maka disebut juga alkaloid amin. Alkaloid dengan berat molekul tinggi yang mengandung asam lisergal, amonia, asam piruvat, prolin dan asam amino lainnya dikenal juga sebagai alkaloid asam amino atau ergopeptin. Salah satu derivat ergopeptin adalah bromokriptin.
