biosintesis FLAVONOID
-
Upload
astridz-monsteqszia-silvana -
Category
Documents
-
view
184 -
download
8
description
Transcript of biosintesis FLAVONOID
-
_____
sito201shiksendisikemkemgalgluyan(Cro
Gam
_______________________
II. BIOSIBiosintesis se
oplasmadandiaw10). Asam 3dehkimatedarisubstnyawafenolik.Asaintesis dari asammudiandapatdiumudian mengalaloilglukosa. Galkosaakanmenghngdapatterhidroonizeretal.2006
mbar2.1.Produkal.2006
___________SenyawaF
NTESISSENY
enyawa fenolikwalimelaluijalurshidrosikimat merratkarbohidratyamgalat(C6C1,m 3dehidrosikimabahmenjadiglami galloilasi seloilasi lebih lanjhasilkansenyawaolisis,yaitukelom6).
jalurshikimated6).
FenolikpadaSayura
YAWAFENO
sebagian besashikimate(Gambrupakan produkyangpentingdalaGambar1.3a)sebat (Gambar 2.2).lukogallin.Senyawehingga terbentujut terhadap pesenyawadarigopokgallotaninda
danasammalonat
anIndigenous
23
OLIK
r terjadi diar2.1)(Winkantara jalurmbiosintesisbagaicontoh,. Asam galatwaantarainiuk pentaOntaOgalloilolongantaninanellagitanin
t(Cronizeret
S
EA
FAS
T C
ente
r 201
2
-
SenyawaFenolikpadaSayuranIndigenous____________________________________
24
Di tanaman, asam 3dehidrosikimat selain diubah menjadiasam galat juga digunakan untuk menyintesis Lfenilalanin danmulai memasuki jalur fenilpropanoid. Melalui bantuan enzimfenilalanin amonia liase, Lfenilalanin dikonversi menjadi asamsinamat (C6C3). Pada kondisi tanamanmengalami penyeranganoleh jamur,bakteri,atauvirus,tanamanakanmemproduksiasamsalisilat (C6C1) sebagai senjata pertahanan. Untuk menyintesisasam salisilat, asam sinamat dikonversi terlebih dahulu menjadiasam benzoat. Enzim asam benzoat 2hidroksilase kemudianmengatalisi perubahan asam benzoat menjadi asam salisilat(Gambar2.2)(Cronizeretal.2006).
Padakondisinormal,asamsinamatdiubahmenjadiasampkoumarat (C6C3, Gambar 1.5a) atau pkoumaroilCoA denganbantuan enzim sinamat 4hidroksilase atau pkoumarat:CoAligase. Asam pkoumarat kemudian dikonversi menjadi asamkafeat (C6C3). Pada awalnya, diketahui bahwa asam kafeatmerupakan prekursor langsung untuk sintesis asam 5Okafeoilquinatyangbanyak terdapatdibuahdansayuran.Namunhasilpenelitiandibidangbiologimolekular terbarumenyebutkanbahwaruteutamadalamsintesissenyawatersebutadalahmelaluipkoumaroilCoA(Gambar2.2)(Cronizeretal.2006).
Asam kafeat yang didapat dari hasil konversi asam pkoumaratkemudiandiubahmenjadiasamferulat (C6C3)denganbantuanenzimasamkafeat/5hidroksiferulatOmetiltransferase.Asam ferulatyang terbentukdapatdiubahmenjadiasamsinapat(C6C3) melalui produk antara 5hidroksiferulat (Gambar 2.2).Kedua asam tersebut, ferulat dan sinapat, merupakan prekursoruntuksintesislignin(Cronizeretal.2006).
S
EA
FAS
T C
ente
r 201
2
-
_____
_______________________
FAL, fenilalanin amsinamat 4hidroksilaKOMT1, asam caffehidroksilase;ACoAC.
Gambar2.2
___________SenyawaF
monialiase; AB2H, ase; GT, galloiltransfeat/5hydroksiferulat
2.Biosintesisfeno
FenolikpadaSayura
asam benzoat 2hiderase; 4CL, pkoumaOmetiltransferase;
olik(Cronizeretal
anIndigenous
25
droksilase; S4H,arat:CoA ligase;F5H, ferulat 5
l.2006).
S
EA
FAS
T C
ente
r 201
2
-
Seny
26
SSkaflh4re
Gam
Flav
yawaFenolikpadaS
S, stilben sintase;alkon isomerase;avanon 3hidroksiidroksilase; IOMT,reduktase;LDOX,eduktase;ANR,anto
mbar2.3. Biosinte2006).
vonoiddanStilb
SayuranIndigenou
KS, kalkon sintasIFS, isoflavon sintailase; FLS, flavonoisoflavonOmetiltrleukosianidindeokosianidinreductase
esis flavonoid d
en
us_____________________
se; KR, kalkon redase; FNS, flavon sol sintase; F3H,ansferase;DFR,dihksigenase;LAR, leue.
an stilben (Cron
________________
duktase; CHI,sintase; F3H,flavonol 3hidroflavonolkosianidin4
nizer et al.
S
EA
FAS
T C
ente
r 201
2
-
_____________________________________SenyawaFenolikpadaSayuranIndigenous
27
Flavonoid dan stilben memiliki jalur yang sedikit berbeda
dari senyawa fenolik lainnya. Jika senyawa fenolik lain hanyadiawali dari jalur shikimate,makapadabiosintesis flavonoiddanstilbenmelibatkan jugaprodukdari jalurasammalonat (Gambar2.1). Flavonoid (Gambar 1.7) memiliki dua cincin benzen yangdihubungkan oleh tiga buah atom karbon (C6C3C6). CincinbenzenBdanjembatanC3padaflavonoidberasaldaripkoumarilCoAyangmerupakanproduk turunandariasam3dehidrosikimatdari jalurshikimate(Gambar2.1).Produkdarijalurmalonat,yaitumalonilCoA, digunakan sebagai cincin A pada flavonoid. Sepertihalnya flavonoid,stilben jugamerupakanprodukhasilkondensasipkoumarilCoAdanmalonilCoA(Cronizeretal.2006).
MalonilCoAdarijalurasammalonatdidapatdariasetilCoA.Perubahan asetilCoA menjadi malonilCoA dibantu oleh enzimasetilCoAkarboksilase.SebenarnyaasetilCoAdapat terbentukdiberbagai bagaian sel tumbuhan, seperti mitokondria, plastid,peroksisom, dan sitosol. Namun demikian, asetilCoA untuksintesis malonilCoA pada biosintesis flavonoid dan stilbenterbentukdisitosol.Disitosol,enzimATPsitrat liasemengonversisitrat,ATP, dan CoAmenjadi asetilCoA, oksaloasetat,ADP, daninorganikfosfat(DaviesdanSchwinn2006).A. Flavonoid
Gambar 2.3 memperlihatkan tahapantahapan biosintesisflavonoid.Kalkonsintasemerupakanenzimyangmengatalisreaksiantara 1molekul pkoumarilCoA dengan 3molekulmalonilCoAmembentuknarigeninkalkon.Padabeberapatanaman,meskipunsangat jarang, malonilCoA yang digunakan untuk menyintesiskalkon ini dapat digantikan oleh kafeoilCoA atau feruloilCoA
S
EA
FAS
T C
ente
r 201
2
-
SenyawaFenolikpadaSayuranIndigenous____________________________________
28
(DaviesdanSchwinn2006). Jikaenzimkalkonsintaseberinteraksidengan enzim kalkon reduktase, maka produk yang dihasilkanadalah 2isoliquiritigenin. Perbedaan antara kedua senyawatersebut (narigeninkalkon dan 2isoliquiritigenin) yaitu tidakterdapatnyagugus2hidroksipada2isoliquiritigenin.
Narigeninkalkon dikonversi menjadi narigenin oleh enzimkalkon isomerase (CHI) tipe 1. Terdapat dua jenis enzim kalkonisomerase(CHI)padatanaman,yaituCHItipe1danCHItipe2.CHItipe1adalahenzimyangterdapatdisemuajenistanaman,baikitukacangkacanganmaupunbukankacangkacangan.Enziminihanyadapatmengonversinarigeninkalkonmenjadinarigenin (flavanon,C15).Sebaliknya,enzimCHItipe2yanghanyaterdapatditanamankacangkacangantidakhanyadapatmengonversinarigeninkalkonmenjadi narigenin, namun juga dapat mengonversi 2isoliquiritigeninmenjadi liquiritigenin (flavon, C15) (Gambar 2.3)(Cronizeretal.2006).
Flavanon naringenin dan flavon liquiritigenin merupakanbahanbakuuntukmemproduksifalvonoiddarigolonganisoflavon.Narigenin dan liquiritigenin berturutturut dikonversi menjadiisoflavon genistein dan daidzein oleh enzim flavon sintase.Metilasipadaatomkarbonnomor7danatomoksigenyangterikatdi karbonnomor4 (carapenomorandapatdilihatpadaGambar1.7c) pada daidzein menghasilkan senyawa isofalvon lainnya,secara berturutturut yaitu isoformonetin dan formononetin.Reaksi metilasi tersebut dikatalisis oleh enzim isoflavonOmetiltransferase(Gambar2.3)(Cronizeretal.2006).
Reaksi oksidasi terhadap naringenin dapat menghasilkansenyawaflavonoiddarigolonganflavon.Reaksiinidibantudenganenzim flavon sintase dan membutuhkan hadirnya NADPH serta
S
EA
FAS
T C
ente
r 201
2
-
_____________________________________SenyawaFenolikpadaSayuranIndigenous
29
oksigen. Senyawa flavon yang dihasilkan yaitu apigenin (Gambar2.3)(Cronizeretal.2006).
Selain menjadi substrat untuk senyawa dari golonganisoflavon dan flavon, naringenin juga digunakan sebagai subtratuntuk membetuk senyawa dari golongan dihidroflavonol/flavanonol. Enzim flavanon 3hydroksilasemembantu terjadinyareaksi hidroksilasi naringenin pada atom karbon nomor 3membentuk senyawa dihidrokaemferol (flavanonol). HidroksilasilebihlanjutterhadapdihidrokaemferolpadaatomCnomor3yangdikatalisis oleh enzim flavonol 3hidroksilase menghasilkansenyawa dihidroquersetin (flavanonol). Selain dihidroksilasi,dihidrokaemferol juga dapat dikonversi menjadi kaemferol yangmerupakansenyawadarigolonganflavonolmelaluipembentukanikatanrangkapdengankatalisenzimflavonolsintase(Gambar2.3)(Cronizeretal.2006).
Senyawaflavonoiddarigolonganleukosianidindibentukdaridihidroquersetin dengan katalis enzim dihidroflavonol 4reduktase.Golonganleukosianidininimerupakansenyawapentingpada tanaman dalam memproduksi tanin terkondensasi. Enzimleukosianidin 4reduktase secara langsung mengatalisisperubahan leukosianidin menjadi (+)katekin (golongan flavan3ol). Isomer (+)katekin,yaitu ()epikatekin,merupakansenyawadari golongan flavan3ol yang banyak terdapat di tanaman,terutama teh. Berbeda dengan isomernya, ()epikatekin tidaksecara langsung terbentuk dari leukosianidin. Pertama, dengankatalisenzim leukosianidindeoksigenase leukosianidindikonversiterlebihdahulumenjadisianidin(golonganantosianidin).Sianidininilah yang kemudian diubah menjadi ()epikatekin oleh enzimantosianidin reduktase. Tanin terkondensasi didapat dari hasilpolimerasileukosianidindanflavan3ol(Cronizeretal.2006).
S
EA
FAS
T C
ente
r 201
2
-
SenyawaFenolikpadaSayuranIndigenous____________________________________
30
Enzimenzim yang terlibatdalambiosintesis flavonoidpadaumumnya merupakan enzim yang berlokasi di sitosol tanaman.Produkakhirdaribiosintesisflavonoidtersebutkemudiandiangkutmenuju subselular atau extraselular. Flavonoid yang terlibatsebagai pigmen dalam tanaman kebanyakan diangkut menujuvakuola(DaviesdanSchwinn2006).B. Stilben
Seperti halnya flavonoid, stilben juga disintesis denganmenggunakan satu molekul pkomaroilCoA dan tiga molekulmalonilCoA(Gambar2.3).Jikadalamsintetisflavonoidenzimyangberperandalammengondensasikeempatmolekultersebutadalahenzim kalkon sintase,maka pada biosintesis stilben, enzim yangdigunakanadalahstilbensintase.Enzimstilbensintasedankalkonsintase memiliki struktur kimia yang sangat mirip sehinggadipercaya keduaenzim tersebutmerupakanenzimdari golonganyang sama, yaituenzimpoliketida.Perbedaanpada keduaenzimtersebut adalah enzim kalkon sintase selalu terdapat di jaringantanaman, sebaliknya enzim stilben sintase baru terbentuk jikaterinduksi oleh tekanan lingkungan. Tekanan lingkungan yangdimaksudsepertiradiasisinarUV,trauma,daninfeksi(Cronizeretal.2006).
S
EA
FAS
T C
ente
r 201
2