kimia bahan alam tugas pa hending
TRANSCRIPT
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
1/54
Oleh :
Selamet Widodo, S.Farm., Apt
Nur Aji, S.Farm., AptGresti, S.Farm., Apt
VITAMIN, ASAM LEMAK DAN
POLIKETIDA
Kelompok
4
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
2/54
Vitamin B1 (thiamine) Struktur: pyrimidinylmethylthiazolin.
Larut dlm air, bentuk murninya tiamin
hidroklorida.
Banyak tdpt pd makanan, sereal,
kacang2an, telur, yeast, sayuran.
Kekurangan B1 menyebabkan beri-beri, kekacauan
sistem syaraf, kurang nafsu makan, merasa kelelahan,
dan lemah otot.
Diproduksi secara sintesis.
Stabil thd larutan asam, tetapi terdekomposisi pada pH >
5, dan sebagian terdekomposisi selama dimasak.
Beberapa Vitamin yg Berhubungan dgn Mekanisme
Konstruksi
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
3/54
Thiamin diphosphate merupakan coenzim untuk pyruvate
dehydrogenase sbg katalisator oksidatif dekarboksilasi pyruvate
menjadi acetyl-CoA.
Tiamin dapat ditemukan dlm bentuk bebas dan komplek
dengan
protein disebut protein fosfat yang dapat diserap di duodenumatau jejunum.
Disimpan di hati, ginjal, jantung, otot, otak dalam jumlah kecil,
sedangkan ekresinya melalui air kemih.
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
4/54
Vit B2 (riboflavin) Struktur: cincin isoalloxazin
berikatan dng D-ribitol
Larut dlm air.
Banyak tdpt pd mknn, hati, ginjal, telur,
daging, sayuran segar, yeast Kekurangan B2 menyebabkan gangguan
pada mata, kulit luka pada bibir dan retak-
retak pada sudut mulut.
Diproduksi secara sintesis, atau fermentasi menggunakan jamur
menyerupai yeast: Eremothecium ashbyiidan Ashbyia gossypii
Stabil thd larutan asam, tidak terdekomposisi selama dimasak,
tetapi sensitif thd cahaya/sinar.
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
5/54
Riboflavin adlh komponen FMN dan FAD yg merup. Coenzyme
berperan pd reaksi redoks.FMN adalah Flavin Mono Nukleotida
FAD adalah Flavin Adenin Dinukleotida
Berbagai enzim kunci mengandung riboflavin berperan dalammetabolic pathways.
Riboflavin merupakan bagian enzim xantin oksidase, yang
mengkatalisis oksidase menjadi purin.
UP-S2-NPC-Hendig Winarno5
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
6/54
UP-S2-NPC-Hendig Winarno6
Vit B5 (pantothenic acid)
Merupakan bagian dari coenzim A Ditemukan dlm bentuk garam kalsium
Larut dlm air.
Banyak tdpt pada yeast, hati, sereal.
Jarang sekali orang kekurangan B5, karena hampir semuamakanan mengandung vit B5.
Penting di dalam metabolisme sbg bagian dari struktur CoA,
merupakan molekul esensial untuk metabolisme karbohidrat,
lemak, dan protein. Vit B5 secara spesifik terlibat dalam tanggungjawab enzim untuk
sintesis asam lemak dan beberapa peptida.
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
7/54
UP-S2-NPC-Hendig Winarno7
Vitamin B6
Meliputi 3 buah derivat piridin, yaitu pyridoxine (pyridoxol),
pyridoxal, dan pyridoxamine, serta adanya 5-phosphate pada
ketiga seny. tsb.
Larut dlm air, relatif stabil dalam panas dan asam. Piridosal akanrusak dalam larutan alkali.
Pyridoxine predominan dalam tumbuhan, sedang pyridoxal, dan
pyridoxamine banyak tdpt pada jaringan hewan.
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
8/54
Piridoksal fosfat adalah koenzim bagi banyak reaksi enzim, dan
sebagain besar terlibat dalam metabolisme asam amino
(dekarboksilasi, transaminasi dan perubahan triptofan menjadiniasin.
kekurangan vitamin B6 menyebabkan gejala kulit rusak, syaraf
motorik terganggu dan kelainan pada darah.
Untuk pasien-pasien yang terkena penyakit tuberkulose biasanya
diberikan obat INH (Asam isonikotinat hidrazida) yang seringmenunjukakan gejala penyakit kekurangan vitamin B6.
UP-S2-NPC-Hendig Winarno8
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
9/54
UP-S2-NPC-Hendig Winarno9
Daging, salmon, kacang2an (nuts), kentang, pisang, dan sereal
merupakan sumber utama. Aktivitas vitamin dalam proporsi yang
tinggi akan hilang selama dimasak.
Kekurangan B6 umumnya diakibatkan oleh mal-absorpsi, atau
dipicu oleh efek obat. Gejala kekurangan B6 mirip dengan
kekurangan B3 dan B2; termasuk luka pada mata, mulut, dan
hidung; dan perubahan syaraf. Pyridoxine sintetik digunakansebagai suplemen.
Pyridoxal 5-phosphate merup. Koenzim pada berbagai enzim,
terutama enzim unt metabolisme asam amino, misalnya dalam
transaminasi (sheet no. 33) dan dekarboksilasi (sheet no. 36).
Produksi neurotransmitter g-aminobutyric acid (GABA) dari asam
glutamat merupakan reaksi penting yang tergantung pada
pyridoxal.
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
10/54
UP-S2-NPC-Hendig Winarno10
Vit B12 (cobalamin) Struktur kompleks berdasar cincin corrin yg mirip dng cincin
porphyrin pd haem, klorofil, dan cytochrome; mempunyai 2 cincinpyrrole yg terikat secara langsung.
Atom pusatnya adalah cobalt (Co), sedang haem dan cytochrom
adalah besi (Fe), klorofil adalah magnesium (Mg).
4 dari 6 koordinatnya berikatan dengan N-corrin, 1 dengan
dimetilbenzimidazol moiety, dan 1 dengan bervariasi gugus,
misalnya CN, OH, H2O, NO2, Me.
Bentuk coenzim yang aktif secara fisiologi adalah coenzyme B12.
Coenzyme B12 merup. cofactor untuk metabolic rearrangements,
misalnya konversi CoA menjadi succinyl-CoA dalam oksidasi
asam lemak dengan jumlah atom karbon gasal, untuk metilasi,
misalnya biosintesis methionine.
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
11/54
UP-S2-NPC-Hendig Winarno11
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
12/54
UP-S2-NPC-Hendig Winarno12
Vitamin H (biotin) Larut dlm air.
Banyak tddt pada telur, hati, ginjal,
yeast, sereal, susu.
Kekuranga biotin menyeabkan-
dermatitis dan rambut rontok.
Berfungsi sebagai carboxyl carrier, binding CO2 via carbamate
link, yang akan didonorkan pada reaksi carboxilase, misalnya
karboksilasi acetyl-CoA menjadi malonyl-CoA. propionyl-CoAmenjadi methylmalonyl-CoA, pyruvate menjadi oxaloacetate
selama gluconeogenesis.
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
13/54
THE ACETATE PATHWAY:
UP-S2-NPC-Hendig Winarno13
POLYKETIDES merupakan bagian dari bahan alam yang
digolongkan sebagai dasar biosintetik murni.
Poliketida berasal dari kata poli yang erarti banyak dan ketida
yang menunjukan adanya pola berulang suatu ketida [CH2CO]-
Merupakan derivat rantai poli-b-keto, terbentuk dengan ikatan unitasam asetat (C2) melalui reaksi kondensasi.
FATTY ACIDS and POLYKETIDES
n CH3CO2H [CH2CO]n
Yang termasuk Poliketida adalah:- fatty acids - polyacetilenes
- prostaglandins - macrolide antibiotics
- aromatic compounds such as anthraquinones and tetracyclines
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
14/54
UP-S2-NPC-Hendig Winarno14
Pembentukan rantai poli-b-keto diperkirakan merupakan serireaksi Claisen, termasuk reaksi balik b-oksidasi unt metabolismeasam lemak.
2 mol acetyl-CoA akan bereaksi membentuk acetoacetyl-CoAmelalui reaksi Claisen, dan pengulangan reaksi akan
menghasilkan poli-b-ketoester.
Biosintesis asam lemak dimulai dari karboksilasi acetyl-CoA
membentuk malonyl-CoA yang melibatkan ATP, CO2 (sbg HCO3-)
dan coenzyme biotin sebagai pembawa CO2.
Garis Besar Biosintesis A Lemak & Seny Turunan Aromatik
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
15/54
Garis Besar Biosintesis A. Lemak & Seny. Turunan Aromatik
15
CH3COOH+ CO2
CH2
COOH
COOH
asam asetat
asam malonat
CH3COCH2COOH
asam asetoasetat
CH3CH2CH2COOH
CH3CH2CH2COCH2COOH
CH3CH2CH2CH2COOH
CH3(CH2)nCOOH
asam lemak
reduksi
oksidasi
reduksi
oksidasi
reduksi
oksidasioksidasi
CH3COCH2COCH2COOH
oksidasi
R-COCH2COCH2COCH2COOH
poliketida
RCOOH
OH
OH
HO
COR
HO
OH
OH
(1) (2)
orsinol typefloroglusinol type
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
16/54
Ilustration Reaction mechanism of
Polyketide Synthases (PKS)
Sintesis poliketida merupakan serangkaian reaksi kondensasi yang
dikatalisasi oleh sejumlah domain enzim dari unit ketida (starter dan
extender unit). Rangkaian reaksi yang terjadi yaitu dekarboksilasi dari
extender unit selama kondensasi yang juga disebut reaksi kondensasiclasein.
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
17/54
AT
ACP
KS
TE
SH
SH
SH
SH
Domains in a polyketide syntase
AT domain = Acyltransferase
Acyl Carrier protein (ACP)
b-ketoacyl synthase (KS)Thioesterase (TE)
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
18/54
CoA S C
O
CH3
AT
ACP
KS
TE
SH
SH
SH
SH
Loading of a starter unit Starter unit
(acetyl-CoA)
AT domain = Acyltransferase
Acyl Carrier protein (ACP)
b-ketoacyl synthase (KS)Thioesterase (TE)
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
19/54
SAT
ACP
KS
TE
SH
SH
SH
SH
CoA SLoading of a starter unit C
O
CH3
AT domain = Acyltransferase
Acyl Carrier protein (ACP)
b-ketoacyl synthase (KS)Thioesterase (TE)
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
20/54
S
CoA SH
C
O
CH3AT
ACP
KS
TE
S
SH
SH
Loading of a starter unit
SHAT domain = Acyltransferase
Acyl Carrier protein (ACP)
b-ketoacyl synthase (KS)Thioesterase (TE)
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
21/54
S
SH
CoA SH
C
O
CH3
AT
ACP
KS
TE
SSH
SH
Loading of a starter unit
SH
AT domain = Acyltransferase
Acyl Carrier protein (ACP)
b-ketoacyl synthase (KS)Thioesterase (TE)
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
22/54
SH
CoA SH
C
O
CH3
AT
ACP
KS
TE
SH
S
SH
Loading of a starter unit
Starter (-COCH3) mengisi gugus berikatan dengan
gugus SH membentuk ikatan tioester dengan KS
(b-ketoacyl synthase) and dan siap menunggu,untuk bereaksi dengan extender unit pertama.
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
23/54
Activation of extender units
CoA S C
O
CH3 + CO2
Acetyl-CoA Carboxylase
CoA S C
O
CH2
C
O
OH
The CO2 originates from a
HCO3- bond to biotin in the
enzyme
Acetyl-CoA
Malonyl-CoA
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
24/54
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
25/54
S
C
O
CH2
C
O
OH
SH
CoA S
C
O
CH3
AT
ACP
KS
TE
SH
S
SH
C
O
CH2
C
O
OHLoading of a extender unit SH
AT domain = Acyltransferase
Acyl Carrier protein (ACP)
b-ketoacyl synthase (KS)Thioesterase (TE)
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
26/54
S
S
CoA SH
C
O
CH3
AT
ACP
KS
TE
SH
S
SH
C
O
CH2
C
O
OHSH
Loading of a extender unit
AT domain = Acyltransferase
Acyl Carrier protein (ACP)
b-ketoacyl synthase (KS)Thioesterase (TE)
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
27/54
SH
CoA SH
C
O
CH3
AT
ACP
KS
TE
S
S
SH
C
O
CH2
C
O
O-
Ready for condensation
Dekarboksilasi dari extender unit
(malonyl) memberikan energi/
elektron untuk proses kondensasi.
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
28/54
SH
CoA SH
C
O
CH3
AT
ACP
KS
TE
S
S
SH
C
O
O
SH
Dekarboksilasi dari extender unit
(malonyl) memberikan energi/
elektron untuk proses kondensasi.
Condensation
C
O
CH2
AT domain = Acyltransferase
Acyl Carrier protein (ACP)
b-ketoacyl synthase (KS)Thioesterase (TE)
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
29/54
SH
CoA SH
AT
ACP
KS
TE
S
SH
SH
C
O
CH2
C
O
CH3
S
Preparing for a second round
SH
C
O
O
AT domain = Acyltransferase
Acyl Carrier protein (ACP)
b-ketoacyl synthase (KS)Thioesterase (TE)
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
30/54
SSHAT
ACP
KS
TE
S
SH
C
O
CH2
C
O
CH3
S
CoA S C
O
CH2
C
O
OHLoading of the 2nd extender unit SH
SH
AT domain = Acyltransferase
Acyl Carrier protein (ACP)
b-ketoacyl synthase (KS)Thioesterase (TE)
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
31/54
KS
TE SH
S
CoA SH
S
SAT
ACP SH
C
O
CH2
C
O
OHSH
Loading of the 2nd extender unit
C
O
CH2
C
O
CH3
AT domain = Acyltransferase
Acyl Carrier protein (ACP)
b-ketoacyl synthase (KS)Thioesterase (TE)
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
32/54
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
33/54
S
KS
TE SH
S
CoA SH
SHAT
ACP SC
O
CH2 C
O
CH3
C
O
CH2
SH
Release from the enzyme
S
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
34/54
S
KS
TE SH
S
CoA SH
SHAT
ACP SC
O
CH2 C
O
CH3
C
O
CH2
SH
Release from the enzyme
SH
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
35/54
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
36/54
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
37/54
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
38/54
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
39/54
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
40/54
UP-S2-NPC-Hendig Winarno40
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
41/54
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
42/54
UP-S2-NPC-Hendig Winarno42
Sheet 28
S-ACP
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
43/54
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
44/54
Asam lemak terutama ditemukan sbg esterdari gliserol dlm bentuk
trigliserida
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
45/54
UP-S2-NPC-Hendig Winarno45
trigliserida.
Senyawa seperti tsb disebut lemak atau minyak (fats or oils),
tergantung bentuknya, padat/cair dlm temperatur ruang.
Isomer sering terbentuk, dan hanya salah
satu pasangan isomer tdpt di alam.
Diasil ester dr gliserol 3-fosfat disebut juga asam fosfatidik, dan
merupakan dasar dr struktur fosfolipid
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
46/54
UP-S2-NPC-Hendig Winarno46
merupakan dasar dr struktur fosfolipid.
Fosfolipid merup. komponen penting membran sel, dan krn.mempunyai bagian polar dan non polar maka bersifat spt. detergen.
Fosfolipid dpt juga membentuk liposom, yg berpotensi sbg drug
delivery systems.
Platelet-activating factor (PAF) yang mirip dengan fosfatidilkolin
merup. salah satu fosfolipid alam yang penting.
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
47/54
UP-S2-NPC-Hendig Winarno47
Melalui PAF, mengendalikan ikatan eter thd alkohol lemak rantai
panjang (biasanya heksadekanol) dibandingkan thd ikatan ester.
PAF mengaktivasi blood plateles dan memberikan kontribusi thd
berbagai efek biologis (trombosis, reaksi imflamasi, dan alergi).
Reduksi asam lemak menghasilkan alkohol rantai panjang yg jugamerup gambaran dlm natural waxes.
Ini merup campuran kompleks ester dr asam lemak rantai panjang
(C20-C24) dengan monohydric alcoholrantai panjang atau sterol.
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
48/54
Contoh reaksi Claisen :
konversi acetyl-CoA mjd malonyl-CoA melalui reaksi karboksilasi
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
49/54
49
dengan CO2 (sbg HCO3-)mengg. ATP dan coenzim biotin.
Kembali
Contoh reaksi Claisen :
konversi acetyl-CoA dan malonyl-CoA menjadi acetoacetyl-CoA
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
50/54
UP-S2-NPC-Hendig Winarno50
konversi acetyl CoA dan malonyl CoA menjadi acetoacetyl CoA
b-ketoester
Prinsip reaksi Claisen :
aktivasi a-karbon oleh gugus karboksil
Dalam reaksi kimia organik, sintesis acetoacetilacetate
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
51/54
UP-S2-NPC-Hendig Winarno51
berdasarkan reaksi Claisen adalah sbb:
Reverse Aldol & Reverse Claisen Reactions
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
52/54
UP-S2-NPC-Hendig Winarno52
Kedua reaksi reverse tersebut, meskipun jarang dijumpai tetapi
terjadi pd senyawa bahan alam, mis. degradasi asam lemak.
ribose
adenine
P P ribitol
flavinFAD
b-oksidasi merupakan pemutusan asam
lemak dimana unit C2 sebagai acetyl-CoA
lepas, shg rantai C asam lemak berkurang 2.
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
53/54
Coen m A (CoA) C A l t i 4 h h t th i i il
-
7/27/2019 Kimia Bahan Alam Tugas Pa hending
54/54
CoA S
Coenzym A (CoA)
O
OH
O
NH
O
NH
SH
CH3H3C
O P
O
OH
O P
O
OH
OH2C
O
P OHO
OH
OH
N
N N
N
NH2
4-phosphopantetheineAdenin Ribo-3-phosphat
=
Coenzym A also contains a 4-phosphopantetheine group, similar
to that found on the ACP domain of PKSs. The terminal thioester
group serves at the attachment point for acetyl and malonyl
units.
Kembali