BIOSINTESIS TERPENOID

Pertemuan-2

            Secara umum biosintesa terpenoid terjadinya 3 reaksi dasar, yaitu:

1.     Pembentukan isoprena aktif berasal dari asam asetat melalui asam mevalonat.

2.   Penggabungan kepala dan ekor unit isoprene akan membentuk mono-, seskui-, di-, sester-, dan poli-terpenoid.

3.   Penggabungan ekor dan ekor dari unit C-15 atau C-20 menghasilkan triterpenoid dan steroid.

Aasetat setelah diaktifkan oleh koenzim A melakukan kondensasi jenis Claisen menghasilkan asam asetoasetat. Senyawa yang dihasilkan ini dengan asetil koenzim A melakukan kondensasi jenis aldol menghasilkan rantai karbon bercabang sebagaimana ditemukan pada asam mevanolat. Reaksi-reaksi berikutnya ialah fosforilasi, eliminasi asam fosfat dan dekarboksilasi menghasilkan IPP yang selanjutnya berisomerisasi menjadi DMAPP oleh enzim isomerase. IPP sebagai unit isopren aktif bergabung secara kepada ke-ekor dengan DMAPP dan penggabungan ini merupakan langkah pertama dari polimerisasi isopren untuk menghasilkan terpenoid. Penggabungan ini terjadi karena serangan elektron dari ikatan rangkap IPP terhadap atom karbon dari DMAPP yang kekurangan elektron diikuti oleh penyingkiran ison pirofosfat. Serangan ini menghasilkan geranil pirofosfat (GPP) yakni senyawa antara bagi semua senyawa monoterpen.

Penggabungan selanjutnya antara satu unit IPP dan GPP, dengan mekanisme yang sama seperti antara IPP dan DMAPP, menghasilkan farnesil pirofosfat (FPP) yang merupakan senyawa antara bagi semua senyawa seskuiterpen. Senyawa-senyawa diterpen diturunkan dari geranil-geranil pirofosfat (GGPP) yang berasal dari kondensasi antara atau satu unit IPP dan GPP dengan mekanisme yang sama pula.

Bila reaksi organik sebagaimana tercantum dalam Gambar 2 ditelaah lebih mendalam, ternyata bahwa sintesa terpenoid oleh organisme adalah sangat sederhana sifatnya. Ditinjau dari segi teori reaksi organik sintesa ini hanya menggunakan beberapa jenis reaksi dasar. Reaksi-reaksi selanjutnya dari senyawa antara GPP, FPP dan GGPP untuk menghasilkan senyawa-senyawa terpenoid satu persatu hanya melibatkan beberapa jenis reaksi sekunder pula. Reaksi-reaksi sekunder ini lazimnya ialah hidrolisa, siklisasi, oksidasi, reduksi dan reaksi-reaksi spontan yang dapat berlangsung dengan mudah dalam suasana netral dan pada suhu kamar, seperti isomerisasi, dehidrasi, dekarboksilasi dan sebagainya.

 Dari persamaan reaksi di atas terlihat bahwa pembentukan senyawa-senyawa monoterpen dan senyawa terpenoida berasal dari penggabungan 3,3 dimetil allil pirofosfat dengan isopentenil pirofosfat.

 Sintesis Terpenoid  Jalur Sintesis Plastidal

 

 Untuk jalur sintesis plastidal, prekursor adalah piruvat dan D-gliseraldehida-3-fosfat. Seperti dalam piruvat dehidrogenase piruvat reaksi yang dekarboksilasi melalui pirofosfat tiamin (TPP), dan kemudian, seperti dalam reaksi transketolase ditransfer ke D-gliseraldehida-3-fosfat untuk menghasilkan 1-deoksi-D-xylulose-5-fosfat (DOXP) . Setelah isomerisasi dan pengurangan oleh NADPH, 2-C-metil-Derythritol-4-fosfat (MEP) disintesis. MEP kemudian diaktifkan dengan bereaksi dengan CTP untuk menghasilkan metil CDP erythriol. Dua langkah pengurangan lebih lanjut, diikuti oleh dehidrasi dan fosforilasi, akhirnya menghasilkan pirofosfat isopentenil. Jalur MEP-sintase untuk isoprenoidnya hadir dalam bakteri, ganggang, dan tanaman, tetapi tidak pada hewan. Sebagian besar dari isoprenoidnya tanaman, termasuk isoprena hemiterpene, monoterpen seperti pinene dan limonene, diterpen (misalnya, rantai fitol, giberelin, asam abietic sebagai konstituen oleoresin) serta tetraterpenes (karotenoid) disintesis melalui jalur sintase MEP terletak di plastida. Juga, rantai samping dari klorofil dan plastoquinone disintesis oleh jalur ini. Seskuiterpen dan triterpen, di sisi lain, menurut pengetahuan kita sekarang disintesis oleh jalur mevalonate dalam sitosol.

Permasalahan :

1. Bagaimanakah mekanisme reaksi terbentuknya ikatan siklik pada karet alam yang berasal dari GGPP ?

2. Pada sintesis terpenoid jalur sintesis plastidal, kenapa ikatan rangkap pada senyawa Isopentenyl Pyrophosphat  terdapat pada atom C - 1 ?