UJIAN MID SEMESTER

1.      Jelaskan bagaimana hubungan struktur dan kereaktifan beberapa senyawa yang anda kenal terhadap suatu penyakit tertentu.

Jawab:

Saya disini mengambil senyawa efedrin sebagai obat batuk.

Efedrin merupakan senyawa alkaloid yang dijumpai pada beberapa tanaman genus Ephedra. Di Cina, beberapa Traditional Chinese Medicine seperti ma huang mengandung efedrin dan pseudoefedrin. Produksi efedrin di Cina yang berasal dari tanaman Ephedra sinica cukup besar, mencapai senilai USD 13 juta, yang berasal dari 30000 ton efedra per tahunnya. Namun demikian, efedrin yang dipakai saat ini kebanyakan merupakan senyawa sintetik, karena isolasi dan ekstraksi efedrin dari Ephedra tidak lagi cost-effective karena biaya yang mahal, dan juga ada concern terhadap ketersediaan tanaman Ephedra jika dieksplorasi terus menerus.

Bagaimana struktur kimia efedrin

Secara kimia, efedrin menunjukkan isomerisme optikal dan memiliki dua pusat kiral, sehingga menghasilkan 4 stereoisomer Pasangan enantiomer dengan stereokimia (1R, 2S dan 1S,2R) adalah efedrin, sedangkan yang berstereokimia (1R,2R dan 1S, 2S) adalah pseudoefedrin. Isomer yang dipasarkan sebagai efedrin adalah (–)-(1R,2S)-ephedrine. Yang menarik, dengan perbedaan stereokimia ini, efek dari efedrin dan pseudoefedrin berbeda, di mana efedrin memiliki efek yang lebih poten, termasuk juga efek samping yang lebih besar daripada pseudoefedrin. Efedrin dan pseudoefedrin keduanya masih banyak dijumpai dalam komponen obat selesma/obat flu yang ada di pasaran.

Dari struktur kimianya, efedrin merupakan suatu senyawa amina yang memilik struktur kimia mirip dengan turunan metamfetamin dan amfetamin. Dapat dikatakan, efedrin adalah suatu amfetamin yang tersubstitusi dan merupakan analog struktural metamfetamin. Perbedaannya dengan metamfetamin hanyalah adanya struktur hidroksil (OH). Kalian tau amfetamin kan? Amfetamin adalah sejenis stimulan sistem syaraf. Turunannya yaitu metilen dioksi metamfetamin (MDMA) yang sangat ngetop sebagai ecstasy, dan metamfetamin HCl  atau shabu-shabu, merupakan obat yang sering disalahgunakan untuk nge-fly…

Bagaimana mekanisme aksi efedrin

Ephedrine adalah amina simpatomimetik yang beraksi sebagai agonis reseptor  adrenergik. Aksi utamanya adalah pada beta-adrenergik reseptor, yang merupakan bagian dari sistem saraf simpatik. Efedrin memiliki dua mekanisme aksi utama. Pertama, efedrin mengaktifkan α-reseptor dan β-reseptor pasca-sinaptik terhadap noradrenalin secara tidak selektif. Kedua, efedrin juga dapat meningkatkan pelepasan dopamin dan serotonin dari ujung saraf.

Dengan mekanisme tersebut, efedrin digunakan untuk beberapa indikasi. Pertama, efedrin dapat digunakan untuk obat asma, sebagai bronkodilator (pelega saluran nafas) karena ia bisa mengaktifkan reseptor beta adrenergik yang ada di saluran nafas. Pengobatan asma tradisional atau jaman dulu masih banyak menggunakan efedrin dalam racikannya, namun obat ini mulai banyak ditinggalkan karena efek sampingnya yang cukup besar. Sifatnya yang tidak selektif di mana dapat mengaktifkan reseptor alfa adrenergik pada pembuluh darah perifer dapat menyebabkan efek vasokonstriksi atau penciutan pembuluh darah, yang bisa berakibat naiknya tekanan darah.

Namun di sisi lain, efeknya sebagai vasokonstriktor ini juga digunakan sebagai mekanisme obat dekongestan (melegakan hidung tersumbat). Diketahui, ketika hidung tersumbat, terjadi pelebaran pembuluh darah pada pembuluh2 kapiler sekitar hidung. Karena itu, efedrin yang bersifat menciutkan pembuluh darah bisa berefek melegakan hidung tersumbat. Hal yang sama terjadi pada pseudo-efedrin. Namun karena pertimbangan keamanan, efedrin sudah jarang dipakai dalam komponen obat flu sebagai pelega hidung tersumbat. Sebaliknya, yang banyak digunakan adalah pseudoefedrin. Mekanisme aksi pseudoefedrin mirip efedrin, tapi aktivitasnya pada beta-adrenergik lebih lemah. Pseudoefedrin menunjukkan selektivitas yang lebih besar untuk reseptor adrenergik alfa yang terdapat pada mukosa hidung dan afinitas rendah pada reseptor adrenergik yang ada di sistem saraf pusat ketimbang  efedrin

                        http://zulliesikawati.wordpress.com/tag/efedrin/

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

Jawab:

Metabolit sekunder adalah senyawa metabolit yang tidak esensial bagi pertumbuhan organisme dan ditemukan dalam bentuk yang unik atau berbeda-beda antara spesies yang satu dan lainnya. Setiap organisme biasanya menghasilkan senyawa metabolit sekunder yang berbeda-beda, bahkan mungkin satu jenis senyawa metabolit sekunder hanya ditemukan pada satu spesies dalam suatu kingdom. Senyawa ini juga tidak selalu dihasilkan, tetapi hanya pada saat dibutuhkan saja atau pada fase-fase tertentu.

Fungsi metabolit sekunder adalah untuk mempertahankan diri dari kondisi lingkungan yang kurang menguntungkan, misalnya untuk mengatasi hama dan penyakit, menarik polinator, dan sebagai molekul sinyal. Sebagian besar tanaman penghasil senyawa metabolit sekunder memanfaatkan senyawa tersebut untuk mempertahankan diri dan berkompetisi dengan makhluk hidup lain di sekitarnya. Tanaman dapat menghasilkan metabolit sekunder (seperti: quinon, flavonoid, tanin, dll.) yang membuat tanaman lain tidak dapat tumbuh di sekitarnya. Hal ini disebut sebagai alelopati. Berbagai senyawa metabolit sekunder telah digunakan sebagai obat atau model untuk membuat obat baru, contohnya adalah aspirin yang dibuat berdasarkan asam salisilat yang secara alami terdapat pada tumbuhan tertentu. Beberapa metabolit sekunder lainnya yang telah digunakan dalam memproduksi sabun, parfum, minyak herbal, pewarna, permen karet, dan plastik alami adalah resin, antosianin, tanin, saponin, dan minyak volatile. Salah satu contoh metabolit sekunder yang menyebabkan rasa yaitu kafein, dimana rasa yang dihasilkan adalah rasa pahit. Senyawa ini terdapat pada tanaman kopi, teh dan kakao.

Kafeina dijumpai pada banyak spesies tumbuhan, di mana ia berperan sebagai pestisida alami. Dilaporkan bahwa kadar kafeina yang tinggi dijumpai pada semaian yang baru tumbuh. Kafeina melumpuhkan dan mematikan serangga-serangga tertentu yang memakan tanaman tersebut. Kadar kafeina yang tinggi juga ditemukan pada tanah disekitar semai biji kopi. Diketahui bahwa ia berperan sebagai penghambat perkecambahan yang menghambat perkecambahan semai kopi lain di sekitarnya, sehingga meningkatkan tingkat keberlangsungan hidup kecambah kopi itu sendiri. Sumber kafeina yang umumnya sering digunakan adalah kopi, teh, dan kakao. Selain itu, tanaman maté dan guarana juga kadang-kadang digunakan dalam pembuatan minuman energi dan teh. Dua nama alternatif kafeina, mateina dan guaranina, berasal dari nama dua tanaman tersebut. Beberapa penggemar mate mengklaim bahwa mateina adalah stereoisomer dari kafeina. Hal ini tidaklah benar, karena kafeina merupakan molekul akiral, sehingga ia tidak mempunyai enantiomer ataupun stereoisomer. Kesan dan efek berbeda yang dijumpai pada berbagai sumber kafeina alami disebabkan oleh sumber-sumber kafeina tersebut juga mengandung campuran alkaloid xantina lainnya, meliputi teofilina yang merangsang detak jantung, teobromina, dan zat-zat lainnya seperti polifenol.

Sumber utama kafeina dunia adalah biji kopi. Kandungan kafeina pada kopi bervariasi, tergantung pada jenis biji kopi dan metode pembuatan yang digunakan. Secara umum, satu sajian kopi mengandung sekitar 40 mg (30 mL espresso varietas arabica) kafeina, sampai dengan 100 mg kafeina untuk satu cangkir (120 mL) kopi. Umumnya, kopi dark-roast memiliki kadar kafeina yang lebih rendah karena proses pemanggangan akan mengurangi kandungan kafeina pada biji tersebut. Kopi varietas arabica umumnya mengandung kadar kafeina yang lebih sedikit daripada kopi varietas robusta. Kopi juga mengandung sejumlah kecil teofilina, namun tidak mengandung teobromina.

Teh merupakan sumber kafeina lainnya. Walaupun teh mengandung kadar kafeina yang lebih tinggi daripada kopi, umumnya teh disajikan dalam kadar sajian yang jauh lebih rendah. Kandungan kafeina juga bervariasi pada jenis-jenis daun teh yang berbeda. Teh mengandung sejumlah kecil teobromina dan kadar teofilina yang sedikit lebih tinggi daripada kopi. Warna air teh bukanlah indikator yang baik untuk menentukan kandungan kafeina. Sebagai contoh, teh seperti teh hijau Jepang gyokuro yang berwarna lebih pucat mengandung jauh lebih banyak kafeina daripada teh lapsang souchong yang berwarna lebih gelap.

Kafeina memiliki molekul metabolit yaitu 1-3-7-asam trimetilurat, paraxantina, teofillina dan teobromina dengan masing-masing lintasan metabolismenya.  Kafeina mengikat reseptor adenosina di otak. Adenosina ialah nukleotida yang mengurangi aktivitas sel saraf saat tertambat pada sel tersebut. Seperti adenosina, molekul kafeina juga tertambat pada reseptor yang sama, tetapi akibatnya berbeda. Kafeina tidak akan memperlambat aktivitas sel saraf/otak, sebaliknya menghalangi adenosina untuk berfungsi. Dampaknya aktivitas otak meningkat dan mengakibatkan hormon epinefrin terlepas. Hormon tersebut akan menaikkan detak jantung, meninggikan tekanan darah, menambah penyaluran darah ke otot-otot, mengurangi penyaluran darah ke kulit dan organ dalam, dan mengeluarkan glukosa dari hati. Lebih jauh, kafeina juga menaikkan permukaan neurotransmiter dopamin di otak.

(http://indonesiakimia.blogspot.com/2011/05/kafein-sebagai-metabolit-sekunder.html)

Flavonoid yang terdapat pada coklat merupakan metabolit sekunder yang biasanya terdapat pada tanaman. Senyawa tersebut sangat terkenal dengan aktivitas antioksidannya dan berkontribusi terhadap rasa pahit khas coklat dan pigmen warna.

Penelitian yang dilakukan oleh para peneliti di University California of San Fransisco menyatakan bahwa konsumsi dark chocolate yang kaya akan flavonoid dalam dosis yang kecil dapat melebarkan pembuluh darah. Flavonoid juga memiliki efek menguntungkan pada sistem kardiovaskular, yaitu menurunkan tingkat oksidasi LDL (Low Density Lipid), yang mengakibatkan akumulasi kolesterol pada pembuluh darah; mencegah agregasi platelet darah sehingga mengurangi risiko terbentuknya gumpalan darah yang dapat menyebabkan serangan stroke; dan menurunkan inflammatory respon imun tubuh yang dapat menyebabkan atherosklerosis.

Coklat juga mengandung komponen alkaloid yang disebut dengan theobromin. Komponen itu termasuk ke dalam golongan methylxanthine, seperti halnya kafein. Namun, efek yang diberikannya sangat berbeda. Theobromin bersifat ringan dan memberikan efek stimulan yang lambat, sedangkan kafein bersifat kuat dan memberikan efek stimulan yang cepat.

Banyak orang takut mengonsumsi coklat karena sebagian besar komponennya adalah lemak, terutama lemak jenuh. Peningkatan konsumsi produk coklat diyakini menambah prevalensi obesitas yang berisiko menjadi serangan jantung. Sebenarnya hal tersebut berkaitan dengan perubahan pola hidup atau aktivitas dan konsumsi coklat itu sendiri. Selama konsumsi coklat tidak berlebihan dan tidak melewati batas yang telah direkomendasikan, kita tidak perlu khawatir untuk mengonsumsinya.

http://www.coklatmentari.com/coklat-kesehatan/

3.      Kemukakan gagasan anda, bagaimana idenya suatu senyawa bisa diisolasi dan purifikasi.

Salah satu tanaman dari suku Araceae yang telah diteliti adalah Ekor Naga (Rhaphidophora pinnata Schott). Daunnya telah digunakan sebagai antikanker secara tradisional di Singapura (Anonim, 2008). Masyarakat Indonesia juga telah menggunakan tanaman ekor naga sebagai obat anti kanker dan anti bakteri. Daun ekor naga mengandung senyawa steroid/triterpenoid, alkaloid, flavonoid,saponin, tanin, glikosida , dan glikosida antrakuinon (Nurhanifah,2009). Akar merupakan salah satu bagian penting dari suatu tumbuhan. Akar berfungsi menyerap nutrisi dari tanah yang kemudian akan diedarkan keseluruh bagian tumbuhan dan sebagai tempat penimbunan makanan. (Gembong, 1994).

Senyawa triterpenoid/steroid dari akar tanaman ekor naga dapat di isolasi dengan melakukan skrining fitokimia, kemudian karakterisasi simplisia, selanjutnya ekstraksi dilakukan dengan cara perkolasi dengan pelarut n-heksan dan dianalisis dengan Kromatografi Lapis Tipis (KLT) selanjutnya dipisahkan dengan kromatografi kolom , isolat yang diperoleh dikarakterisasi dengan alat Spektrofotometer ultraviolet (UV) dan Spektrofotometer Infra Red (IR).

http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/26616/5/Chapter%20I.pdf

Skrining fitokimia merupakan suatu analisa kualitatif kandungan kimia tumbuhan atau bagian tumbuhan. Skring dapat dilakukan dengan metode KLT (kromatografi Lapis Tipis) karena KLT mempunyai beberapa kelebihan dibanding kromatografi kertas yaitu dapat mengahasilkan pemisahan lebih sempurna,kepekaan yang lebih tinggi,dilaksanakan hanya beberapa menit saja, dapat dipakia preaksi kolosif, dapa dipakai senyawa hidrofob. Pada penggunakan KLT menggunakan fase gerak dan fase diam dimana fase diam menggunakan silika gel. Fase diam (lapisan penyerap) yang khusus digunakanuntuk KLT yang dihasilkan oleh berbagai perusahaan. Silika gel ini menghasilkan perbedaan dalam efek pemisahan yang tergantung pada cara pembuatannya. Selain itu fase gerak (pelarut pengembang) ialah medium angkut yang terdiri atas satu atau beberapa pelarut. Fase gerak ini menggunakan eluena dan etil asetat karena bersifat kepolaran dari minyak atsiri dengan perbandingan (93:7) juga menggunakan eluena IPA dan aquadest (1/3:1/4)  

KLT (Kromatogfafi Lapis Tipis) adalah metode pemisahan fitokikimia lapisan yang memisahkan,yang terdiri atas bahan berbtir-butir (fase diam) ditempatkan pada penyangga berupa plat gelas, logam, atau lapisan yang cocok. Campuran yang akan dipisahkan, berupa larutan yang ditotolkan berupa bercak atau noda (awal), setelah plat atau lapisan ditaruh dalam bejana tetutup rapat yang berisi larutan pengembang yang cocok (fase gerak) pemisahann terjadi perambatan kapiler.

http://enahak.blogspot.com/2011/12/skrining-fitokimia.html

4.      Kemukakan bagaimana idenya suatu senyawa bahan alam dapat diketahui alur biosintesisnya.

Jawab:

Istilah biosintesis dan biogenesis keduanya berarti pembentukan senyawa alami oleh organisme hidup.  Biosintesis juga diartikan sebagai pembentukan molekul alami dari molekul lain yang kurang rumit strukturnya, atau suatu proses anabolisme.

Asal usul Biogenetik

Spekulasi awal mengenai biosintesis flavonoid dijelaskan oleh Robinson (1936) mengatakan bahwa kerangka C₆ – C₃ – C_6.   dari flavonoid berkaitan dengan kerangka C₆ – C₃ dari fenilpropana yang mempunyai gugus fungsi oksigen pada para, para dan meta atau dua meta dan satu para pada cincin aromatik. Akan tetapi, senyawa-senyawa fenilpropana, seperti asam amino fenil- alanin dan tirosin, bukannya dianggap sebagai senyawa yang menurunkan flavonoid melainkan hanya sebagai senyawa yang bertalian belaka.

Pola biosintesis flavonoid pertama kali diusulkan oleh Birch, yang menjelaskan bahwa tahap pertama biosintesis flavonoid suatu unit C₆ – C₃ berkombinasi dengan 3 unit C₂ menghasilkan unit C₆ – C₃ – (C₂+C₂+C₂). Berdasarkan atas usul tersebut maka biosintesis dari flavonoid melalui 2 jalur bisosintesis yaitu poliketida (asam asetat atau mevalonat) dalam membentuk cincin A berkondensasi 3 molekul unit asetat, sedang cincin B dan tiga atom karbon dari rantai propana berasal dari jalur fenilpropana (shikimat).

Selanjutnya, sebagai akibat dari berbagai perubahan yang disebabkan oleh enzim, ketiga atom karbon dari rantai propana dapat menghasilkan berbagai gugus fungsi, seperti ikatan rangkap, gugus hidroksil, gugus karbonil dan sebagainya. 

http://fille.blogspot.com/2012/04/flavanoid.html

Secara umum biosintesis terpenoid terjadinya melalui 3 reaksi dasar :
1. Pembentukan isopren aktif berasal dari asam
asetat melalui asam mevalonat
2. Penggabungan ekor dan kepala 2 unit isopren
akan membentuk mono-, seskui-, di-, dan
poli-terpenoid
3. Penggabungan ekor dan ekor dari unit C15 atau
C20 menghasilkan triterpenoid dan steroid
Dua bentuk isopren aktif yaitu isopentenil pirofosfat (IPP) dan dimetilalil pirofosfat (DMAPP) harus ada dalam biosintesis terpen dalam organisme. IPP dan DMAPP berasal dari asam mevalonat
Mekanisme pembentukannya melalui jalur asam mevalonat :
As. Asetat teraktifasi oleh koenzim-A membentuk asetil koenzim-A, selanjutnya melakukan kondensasi menghasilkan asam asetoasetil koenzim-A
Asetoasetil koenzim-A mengalami kondensasi lg dg asetil koenzim-A menghasilkan senyawa mevalonil koenzim-A selanjutnya mengalami reduksi menjadi asam mevalonat
Reaksi selanjutnya adalah fosforilasi, eliminasi asam fosfat dan dekarboksilasi menghasilkan IPP yg berisomerisasi menjadi DMAPP oleh enzim isomerase
IPP dan DMAPP sbg unit isopren aktif berkondensasi melalui interaksi kepala ke ekor yang merupakan polimerisasi isopren untuk menghasilkan terpenoid
Biogenetik terpenoid berasal dari isopentenyl-pyrophosphate (IPP) terdiri dari lima atom karbon sebagai batu bata (building block) via jalur asam mevalonat (MVA). Isomer IPP adalah DMAPP (dimethyl allyl pyrophosphate). Kedua molekul tsb bergabung menjadi geranyl-pyrophosphate (GPP), farnesylpyrophosphate (FPP), dan geranylgeranyl pyrophosphate (GGPP).
Selanjutnya berturut-turut menjadi monoterpena (10 C), seskuiterpena (15 C), dan diterpena (20 C).

http://ninaambarsario8.blogspot.com/2011/10/terpenoid-alkaloid-flavonoidddd.html