KIMIA POLIKETIDA
MAKALAH Disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Kimia Bahan Alam yang dibimbing oleh Bapak Dr. H. Sutrisno, M. Si
The Learning University
Oleh: Kelompok 5/ Offering G Erna Adhi Prima
(308332405179)
Bakhtiar Rifa’i
(308332405180)
UNIVERSITAS NEGERI MALANG FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM JURUSAN KIMIA September 2011
KIMIA POLIKETIDA A. Pengantar Poliketida berasal dari kata “poli” yang berarti banyak dan “ketida” yang menunjukkan adanya ketida (-CH2COCOOH). Hal ini dikarenakan suatu poliketida ditandai dengan dimilikinya pola berulang suatu ketida –[CH2CO]n
dalam
rangkaian strukturnya. Poliketida alami digolongkan berdasarkan pada biosintesisnya, yang membedakannya adalah urutan rantai poli-β-keto, yang terbentuk oleh coupling unit-unit asam asetat (C2) melalui reaksi kondensasi, yaitu nCH3CO2H
[CH2CO]n
B. Struktur dan Tata Nama Secara umum senyawa poliketida memiliki struktur CH3
[CH2CO]n COOH
yang disebut ketida atau poli-β-keto. Berdasarkan struktur poliketida tersebut, secara trivial poliketida memiliki nama poliketida atau alkan poli-on. Sedangkan secara IUPAC diberi nama polialkanon. Nama poliketida tersebut berdasarkan nama trivial seperti berikut ini:
Eritromisin A
Rapamisin
Epotilon B
Rifamisin B
Lovastatin
C. Sumber-sumber di Alam Poliketida banya dimanfaatkan sebagai obat-obatan karena dapat diisolasi dari tumbuhan-tumbuhan yang ada di sekitar kita. Poliketida dapat diisolasi dari mikroba, jamur Aspergillus terreus, tomat, jagung, dan invertebrata yang jumlahnya cukup besar. D. Reaksi-reaksinya Reaksi-reaksi yang terjadi pada senyawa poliketida merupakan reaksi pembentukan suatu metabolit sekunder. Sebagian besar reaksi dari poliketida
menunjukkan reaksi keseluruhan dalam proses biosintesis poliketida. Secara umum, reaksi yang dialami oleh berbagai senyawa poliketida mencakup:
1. Eritromisin A
OH
2. Rifamisin B OH
O H N
OH
O H N
O
HONO, O2
O O
O
O
O
O
O O
O
Rifamisin O
CO2 H
O
Rif amisin B
3. Lovastatin O
O
OH
OH
O
O O
H
H H 3C
OH
O
LiOH
H CH 3
H CH3
CH 3
H3 C
(S)-((1S,3R,7S,8S,8aR)-8-(2-((2R,4R)-4-hidroksi-6oksotetrahidro-2H -piran-2-il)etil)-3,7-dimetil1,2,3,7,8,8a-heksahidronaf talen-1-il) 2-metilbutanoat
H 3C
(4R,6R)-4-hidroksi-6-(2-((1S,2S,6R,8S,8aR)-8hidroksi-2,6-dimetil-1,2,6,7,8,8aheksahidronaf talen-1-il)etil)tetrahidro-2H -piran2-on
4. Avermektin
OMe
OMe CH3
HO
4" HO
O
CH3
O
O
O CH3
O
O H 3C H 3C
O
O OH
O CH 3 OH
4"-hidroksi-avermektin
-H2O OMe
OMe CH3
O
4"
O O
CH3
O
O CH3
O
O H 3C H 3C
O
O OH
O CH 3
4"-oksi-avermektin OH
5. Epotilon B S H 3C N H O
O
H 3C
OH CH 3
H3 C
H3 C CH 3 O OH CH 3
metil(trif luorometil) dioksirana, asetonitril
H 3C
(4S,7R,8S,9S,16S,Z)-4,8-dihidroksi-5,5,7,9,13-pentametil-16-((E)-1-(2S metiltiazol-4-il)prop-1-en-2-il)oktasikloheksadeka-13-1n-2,6-dion N H O
O
H 3C
OH
O CH 3 H 3C
H3 C CH 3 O OH CH 3
(3S,7S,10R,11S,12S,16R)-7,11-dihidroksi-8,8,10,12,16-pentametil-3-((E)-1(2-metiltiazol-4-il)prop1-en-2-il)-4,17-dioksabisiklo[14.1.0]heptadekana5,9-dion A. Biosintesis Penelitian bidang biosintesis dimulai pada tahun 1953, ketika Birch dan Donovan menyarankan jalur biosintesis baru untuk poliketida yang menunjukkan mekanismenya mirip dengan mekanisme biosintesis asam lemak. Hipotesis ini dikenal sebagai hipotesis poliasetat yang menyatakan bahwa, "Poliketida dibentuk oleh hubungan kepala-ke-ekor unit asetat, diikuti oleh siklisasi dengan reaksi aldol
atau dengan asilasi fenol" (Birch & Donovan, 1953). Pembentukan rantai poli-β-keto dapat digambarkan sebagai sederet reaksi Claisen. Poliketida tersebut diproduksi melalui kondensasi bertahap yang sederhana dari prekursor asam karboksilat yang menyerupai biosintesis asam lemak. Biosintesis tersebut dilakukan oleh enzim yang dikenal sebagai polyketide synthases (PKSs). Selain senyawa diatas contoh poliketida lainnya antara lain aflatoxin, diskodermolida, antibiotik poliena, makrolida, tetrasiklin, dan masih banyak yang lainnya. Proses perpanjangan biosintesis poliketida terjadi pada C2 poliketida dan berlangsung secara kondensasi Claisen. Bentuk aktif dari unit C2 ini adalah Asetil KoA dan Malonil KoA (dari karboksilasi asetil KoA). Jadi, 2 molekul asetil-KoA dapat ikut serta dalam reaksi Claisen membentuk asetoasetil-KoA, kemudian reaksi dapat berlanjut sampai dihasilkan rantai poli-β-keto.
1. Biosintesis Poliketida
Malonil-KoA
Asetil-KoA
ACP: Protein Pembawa Asil AT: Asetil Transferase DH: Dehidratase ER: Enoil Reduktase
KR: Ketoreduktase KS: Ketosintase MAT: Malonil/Asetil transferase
Transfer grup asil; pengulangan siklus
Reaksi Claisen
reduksi
Hidroksiester
dehidrasi
Ester konjugasi
reduksi
Reduksi ester
Semua kelompok Variasi reduksi/dehidrasi keto direduksi
Kelompok keto tanpa reduksi
aromatik makrolida
Asam lemak
2. Reaksi Claisen yang terdapat pada biosintesis poliketida Reaksi Claisen: asetil-KoA Asetil-KoA
Reaksi Claisen
Asetil-KoA
Asetil-KoA
Asetoasetil-KoA
Reaksi Claisen Poli-β-keto ester
Reaksi Claisen: malonil-KoA
Malonil-KoA
Reaksi Claisen Reaksi Claisen
Asetoasetil-KoA
Poli-β-keto ester
Malonil-KoA Nukleofil masuk dalam gugus Enzim menghasilkan karbonil untuk menghasilkan transien anion enolat CO2
Sebagai salah satu contoh adalah reaksi pembentukan asam orselinat dan florasetofenon:
Asetil-KoA
Malonil-KoA
LipatanA
Poli-β-keto ester
Lipatan B
Reaksi Aldol
Reaksi Claisen
Dehidrasi disukai oleh pembentukan system terkonjugasi Hidrolisis enolasi
Enolisasi disukai oleh pembentukan cincin aromatik
Asam orselinat
Pembentukan kembali kemungkinan gugus karbonil oleh pengusiran gugus pergi.ini juga disertai dengan pelepasan produk dari enzim Enolisasi
florasetofenon
Enolisasi disukai oleh pembentukan cincin aromatik
A. Kegunaan, Manfaat, dan Potensi Kegunaan senyawa-senyawa poliketida yaitu:
1. Sebagai antibiotik. Golongan yang sering dimanfaatkan di antaranya golongan makrolida (eritromisin, azitromisin, klaritromisin, roksitromisin), golongan ketolida (telitromisin), golongan tetrasiklin (doksisiklin, oksitetrasiklin, klortetrasiklin).
2. Sebagai obat kolesterol (anti kolesterol), misalnya senyawa lovastatin. 3. Sebagai anti jamur, misalnya senyawa amfoterisin. 4. Sebagai anti kanker, misalnya senyawa epotilon. Sedangkan potensi senyawa-senyawa poliketida yaitu:
1. Sebagai terapi berbagai penyakit di usia lanjut 2. Sebagai pencegah penyakit jantung A. Kesimpulan
1. Poliketida memiliki pola berulang yaitu –[CH2CO]n dalam rangkaian strukturnya.
2. Poliketida disintesis dari polimerisasi sub unit asetil dan propionil dalam proses yang mirip dengan sintesis asam lemak, yaitu melalui kondensasi Claisen dan pada umumnya menggunakan enzim poliketida sintase.
3. Perbedaan pembentukan asam lemak dan senyawa poliketida aromatik terletak pada peristiwa reduksi sebelum penambahan asetil KoA lebih lanjut.
4. Reaksi-reaksi yang terjadi pada senyawa poliketida merupakan reaksi pembentukan suatu metabolit sekunder yang salah satunya meliputi reaksi kondensasi aldol atau reaksi kondensasi Claisen.
5. Poliketida bermanfaat sebagai antibiotic, antikanker, antijamur, dan antikolesterol. Poliketida juga berpotensi sebagai terapi berbagai penyakit di usia lanjut dan pencegah penyakit jantung.
A. Daftar Pustaka Dewick, P.M. 2009. Medicinal Natural Products. United Kingdom: John Willey & Sons, Ltd. Hanson, J.R. Tanpa Tahun. Natural Products, The Secondary Metabolites. United Kingdom: Royal Society of Chemistry, University of Sussex. Heldt, H.W. 2004. Plant Biochemistry: Third Edition. United Kingdom: Elsevier Academic Press. Mangrina, A. 2001. Kimia Produk Alam Poliketida Lainnya. Yogyakarta: Fakultas Farmasi Universitas Gajah Mada. Rahmawati, F. 2011. Poliketida Aromatik, Asam Usnat. Yogyakarta: Fakultas Farmasi Universitas Gajah Mada.
