Post on 13-Jul-2020
BIOTEKNOLOGI BAHAN ALAM
IBT 452
By Seprianto S.Pi, M.Si
Pertemuan 12
SENYAWA : Poliketida (STRUKTUR, BIOSINTESIS DAN
APLIKASINYA)
Sasaran Perkuliahan
• Mahasiswa mampu mengenal senyawa poliketida dan senyawa turunannya
• Mahasiswa mampu mengklasifikasikan senyawa poliketida
• Mahasiswa Sumber dan fungsi poliketida
• Mahasiswa mampu menjelaskan biosintesis senyawa poliketida
Pendahuluan
INDONESIADiversity tumbuhan tinggi
Hujan
HutanTropis
Panas
Senyawa metabolit sekunder
Eksistensi dirinyaalat pemikat (attractant) penolak (reppelant) pelindung(protectant)
Defenisi
• Poliketida merupakan metabolit sekunder daribakteri, jamur, tanaman, dan hewan. Poliketidadibiosintesiskan dengan polimerisasi subunitasetil dan propionil dalam proses yang miripdengan sintesis asam lemak (kondesansi Claisen)(Robinson, 1991)
• Poliketida dibangun terutama dari hasilkombinasi unit-unit asetat.
• nCH3CO2H −[CH2CO]n−
Biosintesis
• Biosintesis jalur asetat, termasuk dalam jalur iniadalah asam lemak, poliasetilen, prostaglandin,tromboksan, dan leukotrien serta senyawa aromatikantrakuinon, antibiotik makrolid dan tetrasiklin.
• Proses siklisasi membentuk struktur aromatikterutama terjadi via reaksi Aldol-Claisen. Selanjutnyastruktur yang lebih kompleks terbentuk melaluimekanisme alkilasi, oksidatif kopling dengan fenoldan beberapa mekanisme lainnya. Siklisasi lebihlanjut dapat terjadi melalui reaksi Diels-Alder
Biosintesis pada tanamana dan fungi
Mekanisme pembentukan rantai poli-ß-keto oleh unit C2
Awalnya diperkirakan berasal dari unit-unit asetilCoA berkondensasi melalui reaksi Claisen membentuk ester poli-ß-keto. Tetapi studi biosintesis menemukan bahwa penambahan rantai bukan oleh asetilCoA tetapi oleh malonilCoA yang memiliki H lebih bersifat asam sehingga menyediakan nukleofil yang lebih baik dari pada asetilCoA
Po
liket
ida
aro
mat
ik:
sikl
isas
i me
mb
en
tuk
fen
ol s
ed
erh
ana
Antrakuinon
CH3 COOH CH3 COOH
KONDENSASI (+C2)
CH3 CO CH2 COOH CH3 CO CH2 COOH
CH3 CO CH2 COOH(CH2)2
REDUKSI
CH3 CH2 CH2 COOH
KONDENSASI (+C2)
CH3 CO CH2 COOH(CH2)2
REDUKSI
CH3 CH2 CH2 COOH(CH2)2
KONDENSASI (+C2)
CH3 CO CH2 COOH(CH2)4 CH3 CO CH2 COOH(CH2)4
ASAM LEMAK POLIKETIDA
C2
C2
C2
C2
Cn
Biosintesis asam lemak dan poliketida
• Pada biosintesis asam lemak tiap pe-nambahan unit C2 didahului dengan reduksigugus karbonil menjadi gugus metilen
• Pada biosintesis poliketida perpanjang-anrantai tidak didahului dengan reduk-si
• Senyawa asam poli b keto, sangat re-aktifkarena mengandung gugus meti-len aktif(nukleofil potensial) dan gugus karbonil(elektrofil potensial)
Kondensasi tipe krotonat (aldol)CH3
COOH
OHHO
COOH
O
O
O
4 X C2
ASAM ORSELINAT
CH3
COOH
OO
O
COOH
O O
O O O
O
8 X C2
OH O OH
HO CH3
COH
O
(O)
OH O OH
HO CH3
C
ENDOKROSIN
OH
O
O
OH O OH
HO CH3
EMODIN
O
• Tetraketida
• Pentaketida
• Heksaketida
• Heptaketida
• Oktaketida
• Tetrasiklin
• Dekaketida
Beberapa jenis poliketida :
• AntibiotikMikrolida
• Ionofor
• Asetogenin
Beberapa Kerangka PoliketidaCH2OH
CHO
COOH
OCH
H3C
HO ASAM SIKLOPOLAT
P.cyclopium
OH
OH
CH3
O
ASAM KURVULINAT
Curvularia siddiqui
TETRAKETIDA
PENTAKETIDA
O
O
CH3HO
H3CO
OH
RETIKULOL
Streptomyces rubrireticulae
COOH
CH3
OOH
HO
O
2,6-DIHIDROASETOFENON
Daldinia concentrica
NONAKETIDAO
Cl
O
H3CO
OH
O
O
HO
OH OH
O
O
RADISIKOL
Nectria radicicola
NALGIOVENSIN
Penicillium nalgiovensa
AVERUFIN
Aspergillus versucolor
CH3
O
O
O
HO
OH
OH
CH3
O
OH
CH3
• Empat unit C2 dan disiklisasi untukmenghasilkan molekul fenolik; 6-metilsalisiklik(I) dan asam orsellenik (2) yang terbentuk.
TETRAKETIDA
• Karsinogen kuat yang dihasilkan olehPenicillium tertentu dan Aspergillus,kadang-kadang ditemukan dalam apelberjamur dan berbagai buah-buahanlainnya, serta barley (Beier danNigg,1992).
• Patulin menghambat respirasi seltumbuhan yang lebih tinggi dan memilikiefek neurotoksik pada hewan. Asam 6-Metilsalisiklik
TETRAKETIDA
TETRASIKLIN
• Golongan antibiotik dengan aktivitasbakteriostatik luas dan dibiosintesis olehberbagai Streptomyces sp dengan kerangkanaftasena C18 yang sebagian terhidrogenasi
• Biosintesis dimulai dari silklisasi nona-ketida (dapat atau tidak didahului modi-fikasi)
• Senyawa intermediat pretetramida atau 6-metilpretetramida dengan malonamoil KoA
• Dihasilkan jenis Streptomyces sp., umumnyamempunyai sifat bakteriostatika
• Makrolida berasal dari, sifat struktur molekulterdapat lakton makrosiklik
• Rantai alifatis bersifat jenuh dan bercabangtersusun 10 atom karbon, misal eritromisin
• Terdapat satu – tiga molekul gula, terikat secaraglikosidis pada subtituen lakton (misal gula;deoksiheksosa dalam bentuk piranosa dengansubtutuen metil, dimetil, atau metoksi (eritromisnB dan C)
Anti Mikrolida
• asam orselinat, fungi dan linchen
• endokrosin, pigmen antrakuinon lichenCebtralia endocrocea dan fungusClaviceps purpurea
• griseofulvin, Penicillium griseofulvin
• kulvularin, Culvularis sp
Beberapa jenis poliketida berasaldari bakteri dan Fungis :