Ujian Mid Semester Kimia Bahan Alam

Ujian Mid Semester Kimia Bahan Alam ( 2 sks)

Dosen Pengampu : Dr. Syamsurizal, M.Si

Nama : Eno Lerianti

NIM : RRA1C110001

11.    Jelaskan bagaimana hubungan struktur dan kreaktifan beberapa senyawa yang anda kenal terhadap suatu penyakit tersebut ?

A. Flavonoid

Kereaktifan Flavonoid terhadap suatu penyakit :

·       Kanker

Proses fisiologis flavonoid yang tidak diinginkan senyawa menginduksi disebut tahap II enzim yang juga membantu untuk menghilangkan mutagen dan karsinogen, dan oleh karena itu mungkin nilai dalam pencegahan kanker. Flavonoid juga bisa menyebabkan mekanisme yang dapat membunuh sel kanker dan menghambat tumor invasi.

·       Antioksidan

Flavonoid (flavonols dan flavonols) umumnya dikenal dengan aktivitas antioksidan in vitro.

Setelah senyawa-senyawa sintetik yang mempunyai aktivitas biologis seperti senyawa antioksidan sintetik (butylated hydroxytoluen (BHT),butylated hydroxyanisole (BHA),    dan    tert-butylhydroxyquinone (TBHQ))  dilarang  penggunaannya  karena  bersifat karsinogenik.  Berdasarkan  beberapa  penelitian  yang  telah  dikembangkan, senyawa-senyawa yang mempunyai potensi sebagai antioksidan umumnya merupakan senyawa flavonoid, fenolat dan alkaloid.Anti oksidan merupakan senyawa yang mampu menghambat oksidasi molekul lain. Tubuh tidak mempunyai system pertahanan antioksidatif yang berlebihan,   sehingga   jika   terjadi   paparan   radikal   berlebih,   tubuh membutuhkan antioksidan  eksogen.  Kekhawatiran  terhadap  efek  samping antioksidan  sintetik  menjadikan  antioksidan  alami  menjadi  alternatif  yang terpilih.

Manfaat flavonoid antara lain adalah untuk melindungi struktur  sel,  meningkatkan  efektivitas  vitamin  C,  anti-inflamasi,  mencegah keropos tulang dan sebagai antibiotic. Kuersetin (Quercetin) adalah salah satu zat aktif kelas flavonoid yang secara biologis amat kuat. Bila vitamin C mempunyai aktivitas antioksidan 1, maka  kuersetin  memiliki  aktivitas  antioksidan 4,7.  Flavonoid  merupakan sekelompok   besar   antioksidan   bernama   polifenol   yang   terdiri   atas antosianidin,  biflavon,  katekin,  flavanon,  flavon,  dan  flavonol.  Kuersetin termasuk kedalam kelompok flavonol.

Kuersetin  dipercaya  dapat  melindungi  tubuh  dari  beberapa  jenis penyakit degenerative dengan cara mencegah terjadinya proses peroksidasi lemak.  Kuersetin  memperlihatkan  kemampuan  mencegah  proses  oksidasi dari Low Density Lipoproteins (LDL) dengan cara menangkap radikal bebas dan menghelat ion logam transisi. Radikal bebas adalah atom atau molekul yang tidak stabil dan sangat reaktif karena memiliki satu atau lebih electron tak berpasangan pada orbital terluarnya. Untuk mencapai kestabilan atom atau molekul, radikal bebas akan bereaksi dengan molekul disekitarnya untuk memperoleh pasangan electron. Reaksi  ini  akan  berlangsung  terus  menerus  dalam  tubuh  dan  bila  tidak dihentikan  akan  menimbulkan  berbagai  penyakit  seperti  kanker,  jantung, katarak, penuaan dini, serta penyakit degenerative lainnya. Oleh karena itu tubuh memerlukan suatu substansi penting yaitu antioksidan yang mampu menangkap radikal bebas tersebut sehingga tidak dapat menginduksi suatu penyakit.

Dari sejumlah penelitian pada tanaman obat dilaporkan bahwa banyak
tanaman  obat  yang  mengandung  antioksidan  dalam  jumlah  besar.

Efek antioksidan  terutama  disebabkan  karena  adanya  senyawa  fenol  seperti
flavonoid,asam fenolat. Biasanya senyawa-senyawa yang memiliki aktivitas
antioksidan  adalah  SENYAWA  FENOL  YANG  MEMPUNYAI  GUGUS  HIDROKSI  YANG TERSUBSTITUSI PADA POSISI ORTO DAN PARA TERHADAP GUGUS -OH DAN -OR.

Berikut   akan   ditampilkan   contoh   mekanisme   reaksi   senyawa antioksidan dengan DPPH. DPPH merupakan radikal bebas yang stabil pada suhu kamar dan sering digunakan untuk mengevaluasi aktivitas antioksidan beberapa senyawa atau ekstrak bahan alam. DPPH menerima elektron atau radikal hidrogen akan membentuk molekul diamagnetik yang stabil. Interaksi antioksidan dengan DPPH baik secara transfer elektron atau radikal hidrogen pada   DPPH,  akan   menetralkan   karakter  radikal   bebas  dari  DPPH, mekanisme reaksi dapat dilihat pada gambar  3. Jika semua elektron pada radikal bebas DPPH menjadi berpasangan, maka warna larutan berubah dari ungu tua menjadi kuning terang dan absorbansi pada panjang gelombang 517 nm akan hilang. Perubahan ini dapat diukur secara stoikiometri sesuai dengan jumlah elektron atau atom hidrogen yang ditangkap oleh molekul DPPH akibat adanya zat antioksidan.

Ketika  flavonol  kuersetin  bereaksi  dengan  radikal  bebas,  kuersetin mendonorkan  protonnya dan  menjadi senyawa radikal, tapi elektron  tidak berpasangan yang dihasilkan didelokaslisasi oleh resonansi, hal ini membuat senyawa kuersetin radikal memiliki energi yang sangat rendah untuk menjadi radikal yang reaktif.

Tiga gugus dari struktur kuersetin yang membantu dalam menjaga  kestabilan  dan  bertindak  sebagai  antioksidan  ketika  bereaksi dengan radikal bebas antara lain:

1.   Gugus O-dihidroksil pada cincin B

2.   Gugus 4-oxo dalam konjugasi dengan alkena 2,3

3.   Gugus 3- dan 5- hidroksil

Gugus fungsi tersebut dapat mendonorkan elektron kepada cincin yang akan
meningkatkan jumlah resonansi dari struktur benzene senyawa Quersetin.

 2.   Uraikan lah dan berikan contoh dimana letak peran penting suatu metabolit sekunder dalam suatu tumbuh-tumbuhan ?

Jawaban : Metabolisme merupakan modifikasi senyawa kimia secara biokimia di dalam organisme dan sel.

Metabolisme mencakup sintesis (anabolisme) dan penguraian (katabolisme) molekul organik kompleks.

Metabolisme biasanya terdiri atas tahapan-tahapan yang melibatkan enzim, yang dikenal pula sebagai jalur metabolisme.

Metabolisme total merupakan semua proses biokimia di dalam organisme. Metabolisme sel mencakup semua proses kimia di dalam sel. Tanpa metabolisme, makhluk hidup tidak dapat bertahan hidup.

Produk metabolisme disebut metabolit. Cabang biologi yang mempelajari komposisi metabolit secara keseluruhan pada suatu tahap perkembangan atau pada suatu bagian tubuh dinamakan metabolomika.

v Berdasarkan PEMBENTUKAN:

·       Metabolit Primer

Merupakan Fundamental Building Block Kehidupan/Makhluk Hidup.

Misal karbohidrat, protein, lemak.

·       Metabolit Sekunder

Tidak penting atau esensial untuk perkembangan/eksistensi makhluk hidup

Misal terpenoid, alkaloid, flavonoid.

Mengapa dibentuk metabolit sekunder ?

—  Metabolisme primer  akan membentu metabolit primer.

—  Metabolisme sekunder membentuk metabolit sekunder.

—  Metabolit intermediet: reaksi yang terletak  antara met primer dan sekunder dan menghasilkan energi untuk berlangsungnya suatu reaksi.

—  Metabolit sekunder merupakan suatu bentuk untuk survival/pertahanan diri.

—  Tanaman tidak dapat berpindah tempat. Misal tanaman pada lahan yang tercemar, agar tetap survive maka akan membentuk metabolit sekunder.

Ø  Misal; pada tanaman tembakau dapat membentuk asam salisilat sebagai antibodi. Bila tembakau terkena virus maka produksi asam salisilat akan tinggi dan dalam tembakau dapat melakukan proses metilasi pada as salisilat menjadi metil salisilat.

Ø  Misal; tanaman membentuk suatu phytoaleksin.

v Berdasarkan SIFAT:

—  Metabolit/zat aktif.

—  Metabolit/Zat inert.

v Berdasarkan REAKSI/KEAKTIFAN:

Zat aktif farmasetis

Zat aktif farmakologik

penghambatan karsinogenensis, anti-tumor, antivirus, anti-oksidasi (peroksidasi lipida, lipoksigenase, oksidasi xanthin, dan oksidasi monoamin), anti

hipertensi ,(antibakteri dan jamur, anti-diabetes, dan antinematoda.

Keragaman Struktur Metabolit Sekunder

Atas dasar struktur kimia:

—  Senyawa fenolik; asam lmak, flavonoid, antrakuinon

—  Terpenoid

—  Alkaloid

Atas dasar jalur biosintesis:

·       Jalus asam asetat

·       Jalur asam sikimat

·       Jalur asam amino

Atas dasar sifat sensorik

Zat pahit, zat manis, zat pedas, zat berasa kelat (sepat)

Metabolit sekunder bagi tanaman sebenarnya juga toksik. Cara antisipasi?

—  Akan dibentuk glukosida

—  Met sekunder toksik-------glukosida (larut air)

—  Sehingga ketoksikan berkurang dan dapat ditransport ke vakuola (bila mengekstraksi tanaman akan diperoleh banyak glikosida)

Flavonoid Functions

n  Combine to create flower pigmentation: serve as signals for pollinators

n  Block UV radiation destructive to nucleic acids

n  Allow selective admittance of Blue-Green and Red light for Photosynthesis

Flavonoid Functions Con’t.

n  Reduces the palatability of plants or causes herbivores to avoid the plants altogether

n  Affects interaction of plants with other organisms: Inhibit or encourages bacteria and mychorizzae associations

n  Have anti-oxidative effects,  antimicrobial anti-carcinogenic and cardio-protective

n  Various classes of Flavoniods: Anthocyanins, Flavonols, Flavones, IsoFlavones

1.Anthocyanins

n  Range in color from Red through Purple and Blue

n  Main constituents of plant flower color

n  Important in attracting pollinators and dispersers

n  Mutualistic relationships!

2.Flavonols and Flavones

n  Mostly colorless pigments in the leaves of plants

n  Control light admittance to leaves: photosynthesis and UV protection

Cause of leaf color change in the Fall: As Chlorophyll breaks down - large quantities of flavonols are converted to anthocyanins.

           

3. IsoFlavones

n  Found mostly in Legumes (Fabaceae)

n  Allelopathy – herbivory defense, pathogen defense!