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 Bakhtiar Rifai (308332405179) (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--keto, yang terbentuk oleh coupling unit-unit asam asetat (C2) melalui reaksi kondensasi, yaitu nCH3CO2H [CH2CO]n

B. Struktur dan Tata NamaSecara umum senyawa poliketida memiliki struktur CH3 yang disebut ketida atau poli--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: [CH2CO]n COOH

Eritromisin A

Rapamisin

Epotilon B

Rifamisin B

Lovastatin

C. Sumber-sumber di AlamPoliketida 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

2. Rifamisin BOH OH H N

OH

O H N

O

HONO, O2O

O O O O

O O O CO2 H

O O

Rifamisin O

O

Rif amisin B

3. LovastatinO OH O OH

O O H H 3C CH 3 O H CH 3 OH

O H

LiOH

H CH3

H3 C

H 3C

(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

(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

OMe HO

4. AvermektinOMe CH3 CH3 O CH3 O H 3C O OH O H 3C

4"HO O

O O

O

O CH 3 OH

4"-hidroksi-avermektin

-H2OOMe OMe CH3 O CH3 O CH3 O H 3C O OH O H 3C

4"O

O O

O

O

4"-oksi-avermektinOH

CH 3

5. Epotilon BS H 3C N H O H 3C O OH CH 3 H3 C H3 C CH 3 O OH CH 3

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-dionN H O H 3C O CH 3 H 3C H3 C CH 3 O OH CH 3 O OH

metil(trif luorometil) dioksirana, asetonitril

(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-dionA. 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--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--keto.

1. Biosintesis PoliketidaACP: Protein Pembawa Asil AT: Asetil Transferase DH: Dehidratase ER: Enoil Reduktase KR: Ketoreduktase KS: Ketosintase MAT: Malonil/Asetil transferase

Malonil-KoA

Asetil-KoA

Transfer grup asil; pengulangan siklus

Reaksi Claisen

reduksi

Hidroksiester

dehidrasi

Ester konjugasi

reduksi

Reduksi ester

Kelompok keto tanpa reduksi

Semua kelompok Variasi reduksi/dehidrasi keto direduksi

aromatik makrolida

Asam lemak

2. Reaksi Claisen yang terdapat pada biosintesis poliketidaReaksi Claisen: asetil-KoA Asetil-KoA Asetil-KoA

Asetil-KoA

Reaksi Claisen

Asetoasetil-KoA

Reaksi Claisen Poli--keto ester

Reaksi Claisen: malonil-KoA Reaksi Claisen Asetoasetil-KoA

Malonil-KoA

Reaksi Claisen

Poli--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--keto ester

Lipatan B

Reaksi Aldol

Reaksi Claisen

Dehidrasi disukai oleh pembentukan system terkonjugasi Hidrolisis enolasi

Pembentukan kembali kemungkinan gugus karbonil oleh pengusiran gugus pergi.ini juga disertai dengan pelepasan produk dari enzim Enolisasi

Enolisasi disukai oleh pembentukan cincin aromatik

Asam orselinat

florasetofenon

Enolisasi disukai oleh pembentukan cincin aromatik

A. Kegunaan, Manfaat, dan PotensiKegunaan senyawa-senyawa poliketida yaitu:

1. Sebagai antibiotik. Golongan yang sering dimanfaatkan di antaranya golonganmakrolida (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 jantungA. Kesimpulan

1. Poliketida memiliki pola berulang yaitu [CH2CO]n dalam rangkaianstrukturnya.

2. Poliketida disintesis dari polimerisasi sub unit asetil dan propionil dalamproses 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 aromatikterletak pada peristiwa reduksi sebelum penambahan asetil KoA lebih lanjut.

4. Reaksi-reaksi yang terjadi pada senyawa poliketida merupakan reaksipembentukan suatu metabolit sekunder yang salah satunya meliputi reaksi kondensasi aldol atau reaksi kondensasi Claisen.

5. Poliketida bermanfaat sebagai antibiotic, antikanker, antijamur, danantikolesterol. Poliketida juga berpotensi sebagai terapi berbagai penyakit di usia lanjut dan pencegah penyakit jantung.

A. Daftar PustakaDewick, 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.