BIOGENETIK ALKALOID PADA MAKHLUK HIDUP

Sebelumnya kita telah membahas tentang Potensi Pemanfaatan Alkaloid Bagi Makhluk Hidup, banyak sekali manfaat alkaloid ini bagi makhuk hidup terutama alkaloid yang terkandung pada tumbuhan yang sangat bermanfaat bagi tumbuhan itu sendiri dan juga bagi hewan dan manusia. Pada kesempatan ini kita akan membahas tentang Biogenetik Alkaloid pada Makhluk Hidup.

Dimana kita tahu alkaloid adalah hasil metabolisme sekunder yang bersifat basa yang disebabkan karena adanya unsur atom Nitrogen dalam suatu molekul atau bisa juga dikatakan sebagai senyawa struktur lingkar atau heterosiklik atau cincin aromatik. Biogenetik adalah suatu teknik yang bertanggung  jawab untuk memanipulasi bahan genetik untuk mengubah informasi herediter sel dan dengan demikian mendorong transfer DNA dari satu organisme hidup ke organisme lain.

Dari segi biogenetik ini alkaloid adalah senyawa yang berasal dari sejumlah kecil asam amino. Berikut jenis-jenis alkaloid dari segi biogenetik:

1.        Alkaloid Alisiklik diturunkan dari asam amino ortinin dan lisin

2.        Alkaloid Isokuinolin diturunkan dari asam amino fenilalanin dan tirosin

3.        Alkaloid Indol diturunkan oleh triftofan

Dari keempat asam amnino tersebut tentunya akan menghasilkan turunan alkaloid yang berbeda-beda tetapi tetap menggunakan prinsip dasar reaksi yang sama. Misalknya asam amino ornitin dan lisin akan  menurunkan alkaloid alisiklik, fenilalanin selanjutnya  triptofan yang menurunkan alkaloid indol dan tirosin yang menurunkan alkaloid jenis isokuinolin, reaksi utama yang mendasar biosintesis senyawa alkaloid adalah Reaksi Mannich. Di mana Reaksi Mannich merupakan suatu reaksi organik yang mengandung alkilasi amino proton asam terletak di sebelah gugus fungsi karbonil dengan formaldehida dan amonia atau amina primer atau sekunder dengan produk akhir yang dihasilkan adaalah senyawa β-amino-karbonil. Reaksi antara aldimina dan karbonil α-metilena juga dianggap sebagai reaksi Mannich karena imina ini merupakan bentuk antara amina dan aldehida. Misalnya, suatu ladehid berkondensasi dengan amina menghasilkan ikatan karbon-nitrogen dalam bentuk garam iminium di ikuti dengan serangan fenol. B-ariletilamin ini jika mengalami dekarboksilasi akan menghasilkan amina, dimana senyawa B-ariletilamin berasal dari asam amino seperti fenilalanain dan tirosin. Sebelum terjadinya dekarboksilasi untuk menghasilkan aldehida, fenilalanain dan tirosin akan menggantikan gugus amini.

Adapun reaksi nya yaitu:

(CH₃)₂NH + HCHO + CH₃COCH₃ ---> (CH3)₂NCH₂CH₂COCH₃ + H₂O

Terlepas dari ketika jenis alkaloid yang telah lama diketahui diturunkan dari asam amino, ternyata penelitian terbarukan berhasil menemukan fakta baru bahwa gugus aminoetanol yang terdapat pada alkaloid C20-diterpenoid diturunkan secara biosintesis dari asam amino serin. Studi-studi biosintesis modern menunjukan bahwa geranyl geranyl diphospate (GGPP) disikluskan untuk memberikan ent-copalyl diphospate (CPP) yang ditanformasikan menjadi tipe ent-atisane dan ent-kaurane diterpenes melalui serangkaian langkah-langkah biosintesis berikutnya alkaloid tipe ent-atiase  (misalnya atisin) dan tipe-veatchin (misalnya veatchine) C20-diterpenoid masing-masing berasal dari diterpen tipe ent atisane, dan ent kaurane. Secara umum, alkaloid diterpenoid C20 atisin dan veatchin adalah prekusor alkaloid terpenting dari alkaloid diterpenoid  C18 dan C19. Berikut mekanisme biosintesis:

1.        Penghapusan gugus metilen C17 atisin, misalnya wegner dan meerwin menghasilkan perantara C16 dan perantara ini disebutkan disikluskan menjadai alkaloid tipe the aconitine melalui garam immonium.

2.        Pembentukan ikatan C20 dan C7 diikuti oleh wegner-meerwein yang disusun ulang menghasilkan alkaloid type lycoctonine

3.        Pembentukan ikatan C17 dan C7 dari dasar Schiff 17 yang berasal dari siklisasi prins atau melalui reaksi siklisasi C18 menghasilkan alkaloid tipe  lycotinine.

Berdasarkan reaksi mannich, suatu aldehid berkondensasi dengan suatu amina menghasilkan suatu ikatan karbon-nitrogendalam bentuk amina atau garam ammonium, diikuti oleh serangan suatu atom karbon nukleofilik ini dapat berupa suatu enol atau fenol.
Contoh pembentukan senyawa alkaloid oleh tirosin. Produk pertama yang terpenting adalah dopamine yang merupakan dari barberine, papaverine, dan morfin.
a. Sintesis benzylisoquinolin, dimulai dengan dua molekul tirosin.

b. Cincin tirosin mengalami kondensasi dan membentukstruktur dasar dari morfin

c. Pembentukan alkaloid precursor tirosin

 

PERMASALAHAN

1.    Pada Alkaloid harus mempunyai minimal satu Nitrogen pada cincin Heterosiklik. Menurut anda apakah biogenetik alkaloid dari asam amino ini, asam aminonya harus mempunyai cincin seperti itu?

2.    Dalam reaksi mannich, setelah membentuk ikatan karbon Nitrogen dalam bentuk amina atau garam amonium, dillakukan penyerangan oleh nukleofilik enol atau fenol. Pertanyaan saya disini apakah nukleofiliknya bisa diganti dengan nukleofilik yang lain?

3.    Selain biogenetik alkaloid ini alkaloid juga ada yang terkandung ditanaman hasil metabolisme sekundernya. Adakah perbedaan alkaloid dari hasil metabolisme sekunder tumbuhan dengan alkaloid hasil biogenetik ini?