makalah steroid BAB II PEMBAHASAN 2.1. Materi Pengantar Steroid adalah senyawa organik lemak sterol tidak terhidrolisis yang dapat dihasil reaksi penurunan dari terpena atau skualena. Steroid merupakan kelompok senyawa yang penting dengan struktur dasar sterana jenuh (bahasa Inggris: saturated tetracyclic hydrocarbon : 1,2-cyclopentanoperhydrophenanthrene) dengan 17 atom karbon dan 4 cincin. Senyawa yang termasuk turunan steroid, misalnya kolesterol, ergosterol, progesteron, dan estrogen. Pada umunya steroid berfungsi sebagai hormon. Steroid mempunyai struktur dasar yang terdiri dari 17 atom karbon yang membentuk tiga cincin sikloheksana dan satu cincin siklopentana. Perbedaan jenis steroid yang satu dengan steroid yang lain terletak pada gugus fungsional yang diikat oleh ke-empat cincin ini dan tahap oksidasi tiap-tiap cincin. Lemak sterol adalah bentuk khusus dari steroid dengan rumus bangun diturunkan dari kolestana dilengkapi gugus hidroksil pada atom C-3, banyak ditemukan pada tanaman, hewan dan fungsi. Semua steroid dibuat di dalam sel dengan bahan baku berupa lemak sterol, baik berupa lanosterol pada hewan atau fungsi, maupun berupa sikloartenol pada tumbuhan. Kedua jenis lemak sterol di atas terbuat dari siklisasi squalena dari triterpena. Kolesterol adalah jenis lain lemak sterol yang umum dijumpai. Beberapa steroid bersifat anabolik, antara lain testosteron, metandienon, nandrolon dekanoat, 4-androstena-3 17-dion. Steroid anabolik dapat mengakibatkan sejumlah efek samping yang berbahaya, seperti menurunkan rasio lipoprotein densitas tinggi, yang berguna bagi jantung, menurunkan rasio lipoprotein densitas rendah, stimulasi tumor prostat, kelainan koagulasi dan gangguan hati, kebotakan, menebalnya rambut, tumbuhnya jerawat dan timbulnya payudara pada pria. Secara fisiologi, steroid anabolik dapat membuat seseorang menjadi agresif. 2.2. Struktur Senyawa Steroid dan Kereaktifannya
Gambar 1. Struktur Steroid
Perbedaan jenis steroid ditentukan subtituen R1, R2, dan R3 Perbedaan dalam satu kelompok tergantung juga pada : ♣ Panjang subtituen R1 ♣ Gugus fungsi subtituen R1, R2, dan R3 ♣ Jumlah dan posisi ikatan rangkap ♣ Jumlah dan posisi oksigen ♣ Konfigurasi pusat asimetris inti dasar
( Trans )
( Cis )
Gambar 2. Konfigurasi dengan struktur Planar Steroid Steroid merupakan molekul planar, sehingga kedudukan gugus pada inti dasar dapat : i.
β
Di atas bidang
1. 2. 3.
garis penuh Cis dengan metil C10 dan C13 steroid konfigurasi β
ii. α Di bawah bidang 1. garis putus-putus ------2. trans dengan metil C10 dan C13 3. steroid konfigurasi α
2.2.1. Penggolongan Senyawa Steroid Gonane adalah steroid yang paling sederhana mungkin dan terdiri dari tujuh belas karbon atom, terikat bersama untuk membentuk empat cincin menyatu. Tiga sikloheksana cincin (ditunjuk sebagai cincin A, B, dan C pada gambar di bawah) membentuk kerangka fenantrena , cincin D memiliki siklopentana struktur. Oleh karena itu, bersama-sama mereka disebut cyclopentaphenanthrene.
Gambar 3. Penomoran cincin dan atom karbon dalam gonane , steroid sederhana mungkin.
Gambar 4. Struktur kolestan , salah satu steroid relatif sederhana
Gambar 5. Struktur complexer dari asam kolat , suatu asam empedu . Umumnya, steroid memiliki kelompok metil pada karbon C-10 dan C-13 dan rantai samping alkil pada karbon C-17. Selanjutnya, mereka berbeda-beda berdasarkan konfigurasi dari rantai samping, jumlah kelompok metil tambahan, dan kelompok-kelompok fungsional yang melekat pada cincin. Misalnya, sterol memiliki gugus hidroksil yang melekat pada posisi C-3. Beberapa contoh steroid dengan struktur mereka :
Gambar 6. Suatu steroid anabolik testosteron , kepala sekolah laki-laki hormon seks Gambar 7. Progesteron , hormon steroid yang terlibat dalam kehamilan menstruasi perempuan, siklus dan embriogenesis.
Gambar 8. Medrogestone , obat sintetik dengan efek yang sama seperti progesteron.
Gambar 9. Contoh dari kelompok fungsional adalah kelompok hidroksil pada C-3 umum untuk sterol.
Gambar 10. β-sitosterol , yang fitosterol menunjukkan gugus hidroksil pada C-3.
2.3. Biosintesis Senyawa Steroid dan Klasifikasinya Pada Makhluk Hidup 2.3.1. Biosintesis Senyawa Steroid Keterangan : Sintesis dalam tubuh dimulai dengan satu molekul asetil KoA dan satu molekul acetoacetyl-CoA , yang terhidrasi membentuk 3-hydroxy-3-methylglutaryl CoA ( HMG-CoA ). Molekul ini kemudian dikurangi menjadi mevalonate oleh enzim HMG-CoA reduktase . Langkah ini adalah, diatur tingkat-membatasi dan langkah ireversibel dalam sintesis kolesterol dan merupakan tempat aksi untuk statin obat (HMG-CoA reduktase inhibitor kompetitif). Mevalonate kemudian diubah menjadi 3-isopentenil pirofosfat dalam tiga reaksi yang memerlukan ATP . Mevalonate ini dekarboksilasi untuk pirofosfat isopentenil , yang merupakan kunci untuk metabolit reaksi biologis berbagai. Tiga molekul mengembun pirofosfat isopentenil untuk membentuk pirofosfat farnesyl melalui aksi geranyl transferase. Dua molekul pirofosfat farnesyl kemudian
mengembun untuk membentuk squalene oleh aksi sintase squalene dalam retikulum endoplasma . Oxidosqualene adenilat kemudian cyclizes squalene untuk membentuk lanosterol . Akhirnya, lanosterol kemudian dikonversi menjadi kolesterol melalui proses yang kompleks 19 langkah. 2.3.2.Klasifikasi Senyawa Steroid Pada Makhluk Hidup Melalui Proses Biosintesisnya a. Hewan a.1. Serangga Ecdysteroids seperti ecdysterone
Gambar 12. Struktur ecdysterone Sebuah ekdisteroid adalah jenis hormon steroid pada serangga yang berasal dari modifikasi enzimatik kolesterol oleh p450 enzim. Hal ini terjadi dengan mekanisme yang mirip dengan sintesis steroid dalam vertebrata. Ecdysone dan 20-hydroxyecdysone mengatur molts larva, onset pembentukan puparium, dan metamorfosis. Menjadi bahwa hormon ini hidrofobik, mereka melintasi membran lipid dan menembus jaringan dari suatu organisme. Memang, reseptor utama dari sinyal-sinyal hormon - yang reseptor ecdysone - adalah intraseluler protein.
a.2.
Bertulang belakang
Gambar 13. Biosintesis Hormon Steroid Keterangan : Hormon-hormon steroid alami umumnya disintesis dari kolesterol dalam gonad dan kelenjar adrenal . Bentuk-bentuk hormon adalah lipid . Mereka dapat melewati membran sel karena mereka larut dalam lemak, dan kemudian mengikat reseptor hormon steroid yang mungkin nuklir atau sitosol tergantung pada hormon steroid, untuk membawa perubahan dalam sel. Hormon steroid umumnya dilakukan dalam darah terikat dengan operator tertentu protein seperti hormon seks pengikat globulin atau kortikosteroid-binding globulin . Konversi lebih lanjut dan katabolisme terjadi di hati, di lain "perifer" jaringan, dan dalam jaringan target.
Steroid hormon
1. Steroid seks adalah subset dari hormon seks yang menghasilkan perbedaan jenis kelamin atau dukungan reproduksi . Mereka termasuk androgen , estrogen, dan progestagens. 2. Kortikosteroid termasuk glukokortikoid dan mineralokortikoid . Glukokortikoid mengatur banyak aspek metabolisme dan fungsi kekebalan tubuh , sedangkan mineralokortikoid membantu mempertahankan volume darah dan mengontrol ginjal ekskresi elektrolit . Kebanyakan medis 'steroid' obat adalah kortikosteroid. Gambar 14. Struktur Kortikosteroid Kortikosteroid disintesis dari kolesterol dalam korteks adrenal . Reaksi yang paling steroidogenik yang dikatalisis oleh enzim dari sitokrom P450 keluarga. Mereka berada di dalam mitokondria dan memerlukan adrenodoxin sebagai kofaktor (kecuali 21-hidroksilase dan 17α-hidroksilase ). Aldosteron dan corticosterone berbagi bagian pertama dari jalur biosintesis mereka. Bagian terakhir ini dimediasi baik oleh sintase aldosteron (untuk aldosteron ) atau oleh 11β-hidroksilase (untuk corticosterone ). Enzim ini hampir
identik (mereka berbagi 11β-hidroksilasi dan 18-hidroksilasi fungsi), tapi sintase aldosteron juga mampu melakukan oksidasi-18. Selain itu, synthase aldosteron ditemukan dalam glomerulosa zona di tepi luar dari korteks adrenal , 11βhidroksilase ditemukan di fasciculata zona dan zona glomerulosa. 3. Steroid anabolik adalah kelas steroid yang berinteraksi dengan reseptor androgen untuk meningkatkan otot dan tulang sintesis. Ada steroid anabolik alami dan sintetis. Dalam bahasa populer, kata "steroid" biasanya mengacu pada steroid anabolik. Gambar 15. Struktur Steroid anabolik menyerupai testosteron Kolesterol , yang memodulasi fluiditas membran sel dan merupakan konstituen utama dari plak terlibat dalam aterosklerosis. Gambar 16. Struktur Kolesterol Semua sel hewan memproduksi kolesterol dengan tingkat produksi relatif bervariasi menurut jenis sel dan fungsi organ. Sekitar 20-25% dari produksi total kolesterol harian terjadi di hati ; situs lain dari tingkat yang lebih tinggi sintesis termasuk usus , kelenjar adrenal , dan organ reproduksi . b. Tanaman o Phytosterols Gambar 17. Struktur Phytosterols Pitosterol, yang mencakup tanaman sterol dan stanol , adalah senyawa steroid mirip dengan kolesterol yang terjadi pada tanaman dan berbeda hanya dalam rantai samping karbon dan / atau ada tidaknya ikatan ganda. Stanol yang jenuh sterol, tidak memiliki ikatan rangkap dalam struktur cincin sterol. Lebih dari 200 sterol dan senyawa yang berhubungan telah diidentifikasi. pitosterol Gratis diekstrak dari minyak yang tidak larut dalam air, relatif tidak larut dalam minyak, dan larut dalam alkohol. Fitosterol-diperkaya makanan dan suplemen diet telah dipasarkan selama beberapa dekade. Meskipun didokumentasikan efek penurun kolesterol, tidak ada bukti efek menguntungkan pada penyakit kardiovaskular (CVD) atau kematian secara keseluruhan ada . o Brassinosteroids Gambar 18. Struktur Brassinosteroids Brassinosteroids (BRs) adalah kelas polyhydroxysteroids yang telah diakui sebagai kelas keenam hormon tanaman. Ini pertama kali dieksplorasi hampir 40 tahun yang lalu, ketika Mitchell et al. melaporkan promosi dalam pemanjangan batang dan pembelahan sel oleh perlakuan ekstrak organik dari rapeseed ( Brassica napus ) serbuk sari. Brassinolide adalah brassinosteroid diisolasi pertama pada tahun 1979, ketika serbuk sari dari Brassica napus ditunjukkan untuk mempromosikan pemanjangan batang dan pembelahan sel, dan molekul biologis aktif diisolasi. Hasil dari Brassinosteroids dari 230 kg serbuk sari napus Brassica hanya 10 mg. Sejak penemuan mereka, lebih dari 70 BR senyawa telah diisolasi dari tanaman. c. Jamur o Ergosterol
Gambar 19. Struktur Ergosterol Ergosterol (ergosta-5 ,7,22-trien-3β-ol) adalah sterol yang ditemukan dalam jamur, dan nama untuk ergot , sebuah nama umum untuk anggota genus jamur Claviceps dari mana ergosterol pertama kali diisolasi. Ergosterol tidak terjadi pada sel-sel tumbuhan atau hewan. Ini adalah komponen dari ragi dan jamur membran sel , melayani fungsi yang sama kolesterol melayani dalam binatang sel . Ergosterol kadang-kadang dilaporkan analitis terjadi di rumput seperti rye dan alfalfa (termasuk kecambah alfalfa), dan tanaman bunga seperti hop. Namun, deteksi seperti biasanya diasumsikan deteksi pertumbuhan jamur pada (dan kadang-kadang kontaminasi) dari tanaman, seperti jamur merupakan bagian integral dari sistem pembusukan rumput. Teknik uji ergosterol sehingga dapat digunakan untuk uji rumput, biji-bijian, dan sistem pakan untuk konten jamur. Karena ergosterol adalah provitamin vitamin D 2, radiasi UV jamur-bantalan bahan rumput dapat menghasilkan vitamin D 2 produksi , tapi ini adalah produksi dari suatu bentuk vitamin D dari jamur ergosterol (sebanyak radiasi UV ragi dan jamur) dan tidak benar vitamin D produksi oleh pabrik sendiri dari sinar UV, sebuah proses yang tidak dapat terjadi. 2.4. Proses Isolasi (Purifikasi) Senyawa Steroid dan Penentuan Pada Strukturnya AKTIVITAS ANTIBAKTERI DARI STEROID YANG BERASAL DARI KULIT AKAR Kleinhovia hospita Linn. (PALIASA) Gambar 20. Struktur β-sitosterol Senyawa turunan steroid yaitu β-sitosterol telah berhasil diisolasi dari ekstrak nheksan kulit akar tumbuhan Kleinhovia hospita L. (paliasa). Senyawa yang diperoleh diuji golongan senyawa dan dielusidasi strukturnya berdasarkan data spektroskopi IR dan dibandingkan dengan literatur. Senyawa ini juga memperlihatkan aktivitas positif terhadap bakteri Staphylococcus aureus, Salmonella thypi dan Streptococcus mutans, dengan nilai daya hambat berturutturut yaitu 14,4 ; 19,5 dan 21 mm. 2.4.1. Pendahuluan Percobaan Tumbuhan berkhasiat obat dimanfaatkan sebagai bahan pengobatan tradisional yang diakui masyarakat dunia sebagai back to nature, untuk mencapai kesehatan yang optimal dan mengatasi berbagai penyakit secara alami (Wijayakusuma, 2000). Penemuan spesies tumbuhan baru menyebabkan makin diperlukannya konservasi, pemanfaatan dan pengembangan tumbuhan Indonesia yang berpotensi sebagai obat. Bahan obat tradisional sebagai bagian dari bahan alam merupakan bahan baku utama skrining dalam upaya menentukan komponen aktif yang berpotensi untuk dikembangkan sebagai obat baru (Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, tanpa tahun). Beberapa spesies tumbuhan tingkat tinggi yang tumbuh di hutan tropika, telah diketahui mengandung senyawa kimia dari berbagai golongan, antara lain terpenoid, fenilpropanoid, flavonoid, turunan benzofuran, dan asam fenolat, serta oligomer stilbenoid (Atun, 2005). Sejumlah senyawa oligomer stilbenoid telah
dilaporkan berpotensi sebagai anti-tumor, anti inflamasi, anti-bakteri, bersifat kemopreventif, hepatoprotektif, dan anti HIV (Tanaka, dkk., 2000). Hasil survei yang dilakukan oleh Heyne (1987), salah satu spesies dari famili Sterculiaceae yaitu Kleinhovia hospita Linn. (paliasa) yang tersebar secara luas di kepulauan Indonesia terutama di bagian timur Indonesia (Sulawesi, Maluku, Papua) serta di daerah Jawa dan Sumatra, daunnya dimanfaatkan sebagai obat penyakit kusta, liver, hipertensi, diabetes, dan kolestrol tinggi. Oleh sebab itu K. hospita diyakini mengandung senyawa metabolit sekunder yang memiliki bioaktivitas tertentu (Herlina, 1993). Berdasarkan uraian di atas, eksplorasi metabolit sekunder pada fraksi n-heksan kulit akar K. hospita yang belum diketahui senyawa murninya perlu dilakukan dan juga uji bioaktivitasnya sebagai antibakteri diuji terhadap bakteri Staphylococcus aureus, Salmonella thypi dan Streptococcus mutans.
2.4.2. Metode Penelitian Spektrum IR diukur dengan spektrometer IR Perkin Elmer FT-IR (KBr). Fraksinasi menggunakan silika gel 60 (7733), silika gel 60 (7734), silika gel 60 (7730)dan analisis KLT menggunakan plat KLT. 2.4.3. Ekstraksi dan Isolasi Hasil maserasi kulit akar tumbuhan K. hospita (3,2 kg) diperoleh ekstrak metanol sebanyak 59,85 gr. Maserat tersebut kemudian dipartisi secara kontinyu mulai dari pelarut non polar yaitu n-heksan, semipolar kloroform dan polar etil asetat selanjutnya diperoleh estrak n-heksan berupa residu berwarna kuning seberat 10,58 gr, ekstrak kloroform berupa residu berwarna coklat seberat 21,16 gr dan ekstrak etil asetat berupa residu berwarna merah bata seberat 15,59 gr. Ekstrak nheksan (10,58 gr.) difraksinasi awal melalui kromatografi kolom vakum dengan eluen n-heksan, EtOAc ; n-heksan, EtOAc, Aseton dan metanol dengan urutan kepolaran yang ditingkatkan. Pada tahap ini diperoleh 23 fraksi dengan kromatogram, dan fraksi-fraksi yang mempunyai nilai Rf sama digabungkan, sehingga diperoleh 11 fraksi utama (Ruhmah, 2008). Fraksi-fraksi tersebut diambil 3 dari 11 fraksi utama (fraksi H,I dan J), kemudian difraksinasi kembali menggunakan alat kromatografi yaitu KKV, KKT dan KKG dengan eluen nheksan, EtOAc ; n-heksan, EtOAc, Aseton dan metanol dengan urutan kepolaran yang ditingkatkan. Setiap hasil dari fraksinasi akan dimonitor dengan analisis KLT. Dari hasil fraksinasi pada fraksi, diperoleh fraksi L (fraksi H2, H3, I2 dan J5¬¬) dengan berat 315,7 mg yang selanjutnya dilakukan proses pemurnian untuk memperoleh kristal murni dengan pelarut klroform;n-heksan dan metanol panas. Pada tahap identifikasi, senyawa murni yang diperoleh diuji kemurniannya dengan mengukur titik leleh dan juga analisis KLT pada tiga macam sistem eluen. Data spektroskopi untuk penetapan struktur diperoleh dengan menganalisis senyawa murni melalui alat lampu UV, IR, 1H dan 13C-NMR. Isolat Tunggal Berbentuk kristal putih seberat 15 mg dengan titik leleh isolat tersebut 287-288
0C dan hasil uji golongan memberikan warna biru setelah penambahan asam asetat anhidrat dan H2SO4 yang menunjukkan positif senyawa steroid. Data Spektroskopi Isolat tunggal yaitu IR (KBr) vmaks cm¬¬-1 : 3417 (OH), 1058 (CO), 2956, 2935, 2866 (C-H alifatik), 1464 dan 1377 tekukan (CH2dan CH3) serta 1543 (C=C). Sedangkan Spektrum IR (KBr) pada senyawa β-sitosterol sebagai standar (Salempa, 2009) untuk membandingkan dengan Isolat tunggal. 3412 cm-1 (OH), 1049,28 cm-1 (C-O), 2956, 2935 dan 2866 cm-1 (C-H alifatik), 1462 cm1(CH2), 1379 cm-1 (CH3) dan 1664 cm-1 menunjukkan gugus olefin (C=C).
Gambar 21. Spektrum IR Isolat Tunggal dan senyawa β-sitosterol Tabel 1. Data spektroskopi IR untuk isolat tunggal dan β-sitosterol (Salempa, 2009). Isolat Tunggal (cm-1) β-sitosterol (cm-1) Keterangan 3417,86 3412,08 O-H (hidroksil) 2956,87 2956,87 C-H (alifatik) 2935,66 2935,66 C-H (alifatik) 2866,22 2866,22 C-H (alifatik) 1643,35 1664,57 C=C (gugus olefin) 1464,7 1462,04 CH2 (etil) 1377,17 1379,10 CH3 (metal) 1058,92 1049,28 C-O (oksikarbon) Analisis spektrum IR diperoleh hasil seperti pada Tabel 1. Spektrum pada Gambar 1 tidak memperlihatkan perbedaan yang cukup jauh pada pergeseran panjang gelombang. Berdasarkan hasil dan analisis data spektroskopi IR dan KLT isolat tunggal dengan β-sitosterol yang memberikan Rf yang sama, maka isolat tunggal dapat disimpulkan sebagai β-sitosterol dengan struktur seperti pada Gambar 2 di bawah.
Gambar 22. Struktur Isolat Tunggal (β-sitosterol) Perlu diketahui bahwa senyawa β-sitosterol mampu menghambat kerja enzim yang mengkonversi testosterone menjadi dehidrotestosteron (DHT) yang merupakan penyebab terjadinya kanker prostat (Renai Sante, 2004). Selain itu menurut Yuk (2007), β-sitosterol merupakan senyawa yang efektif digunakan dalam penyembuhan penyakit asma, sehingga memungkinkan senyawa ini untuk dikembangkan sebagai obat terapi penyakit alergi. 2.4.4. Uji Bioaktivitas Daya Hambat Isolat Tunggal (β-sitosterol) Terhadap Pertumbuhan Bakteri Staphylococcus aureus, Salmonella typhi dan Streptococcus mutans. Uji bipoaktivitas isolate tunggal dilakukan terhadap bakteri Staphylococcus aureus, Salmonella typhi dan Streptococcus mutans. Kontrol positif yang digunakan pada pengujian bioaktivitas antibakteri adalah kloramfenikol sedangkan yang digunakan sebagai kontrol negatif adalah propilen glikol. Metode yang digunakan dengan difusi agar berlapis (Kusmiati dan Agustini, 2006). Dari hasil pengukuran diameter hambatan senyawa hasil isolasi (isolat tunggal) terhadap tiga bakteri uji setelah masa inkubasi 24 jam, diperoleh hasil seperti yang ditunjukkan Tabel 2. Tabel 2. Hasil pengukuran daya hambat terhadap bakteri uji Kode Isolat Tunggal Rata-Rata Diameter Zona Hambatan (mm) Staphylococcus aureus Salmonella typhi Streptococcus mutans A Senyawa I 14,5 19,5 21 B Senyawa II 11 18 13 C Kontrol (+) 26.5 19 20 D Kontrol (-) 0 0 0
2.4.5. Kesimpulan Percobaan Isolasi dari fraksi n-heksan kulit akar tumbuhan Kleinhovia hospita Linn. diperoleh senyawa β-sitosterol yang termasuk dalam golongan steroid. Senyawa yang diperoleh dapat menghambat pertumbuhan bakteri Staphylococcus aureus, Salmonella thypi dan Streptococcus mutans, dengan daya hambat berturut-turut 14,4 ; 19,5 ; 21 mm.
PENGERTIAN STEROID Steroid merupakan senyawa yang memiliki kerangka dasar triterpena asiklik. Ciri umum steroid ialah sistem empat cincin yang tergabung. Cincin A, B, dan C beranggotakan enam atom karbon dan cincin D beranggotakan lima. 2
KERANGKA DASAR
3 JENIS-JENIS STEROID a) Pada tumbuhan Sikloartenol b) Pada hewan Lanosterol c) Pada manusia Kolestrol Kolestrol merupakan steroid yang terbanyak di dalam tubuh manusia. Kolestrol memiliki struktur dasar inti steroid yang mengandung gugus metil, gugus hidroksi yang terikat pada cincin pertama, dan rantai alkil. Kandungan kolestrol dalam darah berkisar 200-220 mg/dL, meningkatnya kadar kolestrol dalam darah dapat menyempitkan pembuluh darah di jantung, sehingga terjadi gangguan jantung koroner. Pengobatan yang sering dilakukan adalah melebarkan pembuluh darah seperti, memasang ring atau melakukan operasi. Kolestrol dalam tubuh dibentuk di dalam liver dari makanan. Struktur kolestrol
Hormon seks bagi kaum laki-laki dan perempuan seperti testoteron estradiol progesteron Tabel 14.8. Jenis hormon dan fungsi fisiologisnya
4
kegunaan steroid pada tumbuhan * meningkatkan laju perpanjangan sel tumbuhan * menghambat penuaan daun (senescence) * mengakibatkan lengkuk pada daun rumput-rumputan * menghambat proses gugurnya daun * menghambat pertumbuhan akar tumbuhan * meningkatkan resistensi pucuk tumbuhan kepada stress lingkungan * menstimulasi perpanjangan sel di pucuk tumbuhan * merangsang pertumbuhan pucuk tumbuhan * merangsang diferensiasi xylem tumbuhan * menghambat pertumbuhan pucuk pada saat kahat udara dan endogenus karbohidrat. Hewan Manusia
5 6 7 8
Reaksi steroid Tata nama Aplikasi steroid dalam kehidupan sehari-hari Efek samping steroid manusia Kerja liver yang semakin berat. Penurunan produksi hormon testosteron alami. Meningkatkan kadar kolesterol dan tekanan darah. Kerja kelenjar tiroid yang semakin berat. Sakit kepala. Mimisan Kram Gynecomastia (pembentukan payudara pada pria) Insensitifitas insulin Efek samping Androgenic: menebalnya rambut, pembengkakan prostat, kulit berminyak, retensi air tinggi, dan makin agresif / temperamental Terhambatnya pertumbuhan apabila masih remaja (dalam masa pertumbuhan) Diare, konstipasi, muntah Dapat memicu perkembangan tumor tumbuhan
Steroid pada umumnya adalah merupakan hormone (zat pemacu) seperti pada empedu dan reproduksi hewan dan manusia. Belakangan dikethui banyak juga tumbuhan yang mengandung steroid sperti Aramanthus alfalfa, Medicago sativa dan akar Polygala senega. Pada umumnya steroid mengandung gugus fungsional alkena dan alcohol dengan beberapa contoh berikut ini :
Beberapa steroid lain adalah hormone reproduksi manusia yaitu testoteron (hormone laki – laki), ergosteron (hormone wanita), fukosteron, estron dan ekdisteron. Oleandrin adalah salah satu steroiod yang terikat dengan glukosida. Karena strukturnya juga amfifilik yaitu terdiri dari bagian polar (hidrofilik = OH) dan bagian hidrofobik (hidrokarbon), maka steroid digolongkan juga sebagai lipida. STEROIDA Steroid terdiri atas beberapa kelompok senyawa dan penegelompokan ini didasarkan pada efek fisiologis yang diberikan oleh masing-masing senyawa. Kelompok-kelompok itu adalah sterol, asam- asam empedu, hormon seks, hormon adrenokortikoid, aglikon kardiak dan sapogenin. Ditinjau dari segi struktur molekul, perbedaan antara berbagai kelompok steroid ini ditentukan oleh jenis substituen R1 , R2 dan R3 yang terikat pada kerangka dasar karbon. sedangkan perbedaan antara senyawa yang satu dengan yang lain pada suatu kelompok tertentu ditentukan oleh panjang rantai karbon R 1, gugus fungsi yang terdapat pada substituen R 1, R 2, dan R 3, jumlah serta posisi gugus fungsi oksigen dan ikatan rangkap dan konfigurasi dari pusat-pusat asimetris pada kerangka dasar karbon tersebut. Asal Usul Steroida Percobaan-percobaan biogenetik menunjukkan bahwa steroid yang terdapat dialam berasal dari triterpenoid. Steroid yang terdapat dalam jaringan hewan beasal dari triterpenoid lanosterol sedangkan yang terdapat dalam jaringan tumbuhan berasal dari triterpenoid sikloartenol setelah triterpenoid ini mengalami serentetan perubahan tertentu. Tahap- tahap awal dari biosintesa steroid adalah sama bagi semua steroid alam yaitu pengubahan asam asetat melalui asam mevalonat dan skualen (suatu triterpenoid) menjadi lanosterol dan sikloartenol. Percobaan-percobaan menunjukkan bahwa skualen terbentuk dari dua molekul farnesil pirofosfat yang bergabung secara ekor-ekor yang segera diubah menjadi 2,3-epoksiskualen. selanjutnya lanosterol terbentuk oleh kecenderungan 2,3-epoksiskualen yang mengandung lima ikatan rangkap untuk melakukan siklisasi ganda. Siklisasi ini diawali oleh protonasi guigus epoksi dan diikuti oleh pembukaan lingkar epoksida. Kolesterol terbentuk dari lanosterol setelah terjadi penyingkiran tiga gugus metil dari molekul lanosterol yakni dua dari atom karbon C-4 dan satu dari C-14. Penyingkiran ketiga gugus metil ini berlangsung secara bertahap, mulai dari gugus metil pada C-14 dan selanjutnya dari C-4. Kedua gugus metil pada kedua C-4 disingkirkan sebagai karbon dioksida, setelah keduanya mengalami oksidasi
menjadi gugus karboksilat. sedangkan gugus metil pada C-14 disingkirkan sebagai asam format setelah gugus metil itu mengalami oksidasi menjadi gugus aldehid. Percobaan dengan jaringan hati hewan, emnggunakan 2,3 epoksiskualen yang diberi tanda dengan isotop 180 menunjukkan bahwa isotop 180 itu digunakan untuk pembuatan lanosterol menghasilkan (180)- lanosterol radioaktif. Hasil percobaan ini membuktikan bahwa 2,3- epoksiskualen terlibat sebagai senyawa antara dalam biosintesa steroida. Molekul kolestrol terdiri atas tiga lingkar enam yang tersusun seperti fenantren dan terlebur dalam suatu lingkar lima. Hidrokarbon tetrasiklik jenuh yang mempunyai sistem lingkar demikian dan terdiri dari 17 atom karbon sering ditemukan pada banyak senyawa yang tergolong senyawa bahan alam yang disebut stroida. Kesimpulan bahwa lanosterol dan sikloartenol adalah senyawa- senyawa antara untuk sintesa steroid masing-masing dalam jaringan hewan dan jaringan tumbuhan didasarkan pada beberapa pengamatan dan percobaan berikut : 1. Sikloartenol bertanda ternyata digunakan dalam pembentukan steroid tumbuhan (fitosterol) 2. Sikloartenol banyak ditemukan dalam tumbuhan sedangkan lanosterol jarang. 3. Jaringan hati tidak dapat menggunakan sikloartenol sebagai pengganti lanosterol dalam pembuatan kolesterol dan setroid lainnya. Tata nama steroid Sebagaimana senyawa organik lainnya, tata nama sistematika dari steroid didasarkan pada struktur dari hidrokarbon steroid tertentu. Dalam pemberian nama steroida, jenis substituen ditunjukkan sebagaimana biasanya, yaitu memberi nama awalan atau akhiran pada hidrokarbon induk. Nama hidrokarbon steroid itu ditambahi awalan atau akhiran yang menunjukkan jenis substituen. Sedangkan, posisi dari substituen itu ditunjukkan oleh nomor atom karbon, dimana substituen itu terikat. Stereokimia Steroida Stereokimia steroida telah diselidiki oleh para ahli kimia dengan menggunakan cara analisa sinar X dari struktur kristalnya atau cara-cara kimia, Percobaanpercobaan menunjukkan bahwa konfigurasi dari kerangka dasar steroida. 1. Dari model molekul menunjukkan bahwa molekul steroida adalah planar (datar). Atom atau gugus yang terikat pada inti molekul dapat dibedakan atas dua jenis yaitu : Atom atau gugus yang terletak disebelah atas bidang molekul yaitu pada pihak yang sama dengan gugus metil pada C10 dan C13 yang disebut konfigurasi. Ikatan-ikatan yang menghubungkan atom atau gugus ini dengan inti molekul digambarkan dengan garis tebal 2. Atom atau gugus yang berada disebelah bawah bidang molekul yang disebut dengan konfigurasi dan ikatan-ikatannya digam,barkan dengan garis putus-putus. Sedangkan atom atau gugus yang konfigurasinya belum jelas apakah atau.
Dinyatakan dengan garis bergelombang. Kedua konfigurasi steroida tersebut mempunyai perbedaan yaitu : • Pada konfigurasi pertama, Cincin A dan cincin B terlebur sedemikian rupa sehingga hubungan antara gugus metil pada C10 dan atom hidrogen pada atom C 5 adalah trans (A/B trans). Pada konfigurasi ini gugus metil pada C 10 adalah dan atom hidrogen pada C 5 adalah adalah trans (A/B trans). • Pada konfigurasi kedua, peleburan cincin A dan B menyebabkan hubungan antara gugus metil dab atom hidrogen menjadi Cis (A/B Cis) dan konfigurasi kedua substituen adalah. Steroida dimana konfigurasi atom C 5 adalah termasuk deret 5. Pada kedua konfigurasi tersebut, hubungan antara cincin B/C dan C/D keduanya adalah trans. Cincin B dan C diapit oleh cincin A dan cincin D sehingga perubahan konfirmasi dari cincin B dan cincin C sukar terjadi. Oleh karena itu peleburan cincin B/C dalam semua steroida alam adalah trans Akan tetapi perubahan konfirmasi dari cincin A dan Cincin B dapat terjadi. Perubahan terhadap cincin A menyebabkan steroida dapat berada dalam salah satu dari kedua konfigurasi tersebut. Perubahan terhadap cincin D dapat m,engakibatkan hal yang sama, sehingga peleburan cincin C/D dapat cis atau trans. Peleburan cincin C/D adalah trans ditemukan pada hampir sebagian besar steroida alam kecuali kelompok aglikon kardiak dimana C/D adalah cis. Pada semua steroida alam, substituen pada C10 dan C 9 berada pada pihak yang berlawanan dengan bidang molekul yaitiu trans. Dan juga hubungan antara sunstituen pada posisi C 8 dan C14 adalah trans kecuali pada senyawa-senyawa yang termasuk kelompok aglikon kardiak. Dengan demikian, stereokimia dari steroida alan mempunyai suatu pola umum, yaitu substituen-substituen pada titik-titik temu dari cincin sepanjang tulang punggung molekul yaitu C-5-10-9-8-14-13 mempunyai hubungan trans. Sifat-sifat steroida sama seperti senyawa organik lainnya, yaitu reaksi-reaksi dari gugus-gugus fungsi yang terikat pada molekul steroida tersebut. Misalnya, gugus 3-hidroksil menunjukkan semua sifat dari alkohol sekunder, tak ubahnya seperti ditunjukkan oleh 2-propanol. Gugus hidroksil ini dapat diesterifikasi untuk menghasilkan ester atau dioksidasi dengan berbegai oksidator yang menghasilkan suatu keton. Karena bentuk geometri gugus 3-hidroksil sedikit berbeda dengan sifat-sifat gugus hidroksil yang terikat pada posisi lain. Karena faktor geometri maka gugus 3-hidroksil memperlihatkan sifat yang sidikit berbeda dengan 3hidroksil, yaitu gugus 3-hidroksil lebih sukar mengalami dehidrasi dibandingkan dengan gugus 3-hidroksil walaupun prinsip dari reaksi yang terjadi adalah sama. Kestabilan steroida ditentukan oleh interaksi 1,3 yang terjadi antara suatu gugus fungsi yang berorientasi aksial dan molekul akan lebih stabil apabila sebagian besar gugus fungsi berorientasi ekuatorial. Laju reaksi juga ditentukan oleh faktor sterik, tanpa kecuali gugus hidroksi ekuatorial lebih mudah diesterifikasi dari pada gugus aksial. Akan tetapi gugus fungsi aksial lebih mudah dioksidasi dari pada
gugus hidroksil yang ekuatorial. Laju reaksi juga ditentukan oleh faktor sterik, tanpa kecuali gugus hidroksi ekuatorial lebih mudah diesterifikasi dari pada gugus aksial. Akan tetapi gugus fungsi aksial lebih mudah dioksidasi dari pada gugus hidroksil yang ekuatorial.
