PEMBAHASAN
2.1. Materi Pengantar
Steroid adalah senyawa organik lemak sterol tidak terhidrolisis yang dapat dihasil reaksi penurunan dari terpena atau skualena. Steroid merupakan kelompok senyawa yang penting dengan struktur dasar sterana jenuh (bahasa Inggris: saturated tetracyclic hydrocarbon : 1,2-cyclopentanoperhydrophenanthrene) dengan 17 atom karbon dan 4 cincin. Senyawa yang termasuk turunan steroid, misalnya kolesterol, ergosterol, progesteron, dan estrogen. Pada umunya steroid berfungsi sebagai hormon. Steroid mempunyai struktur dasar yang terdiri dari 17 atom karbon yang membentuk tiga cincin sikloheksana dan satu cincin siklopentana. Perbedaan jenis steroid yang satu dengan steroid yang lain terletak pada gugus fungsional yang diikat oleh ke-empat cincin ini dan tahap oksidasi tiap-tiap cincin.
Lemak sterol adalah bentuk khusus dari steroid dengan rumus bangun diturunkan dari kolestana dilengkapi gugus hidroksil pada atom C-3, banyak ditemukan pada tanaman, hewan dan fungsi. Semua steroid dibuat di dalam sel dengan bahan baku berupa lemak sterol, baik berupa lanosterol pada hewan atau fungsi, maupun berupa sikloartenol pada tumbuhan. Kedua jenis lemak sterol di atas terbuat dari siklisasi squalena dari triterpena. Kolesterol adalah jenis lain lemak sterol yang umum dijumpai.
Beberapa steroid bersifat anabolik, antara lain testosteron, metandienon, nandrolon dekanoat, 4-androstena-3 17-dion. Steroid anabolik dapat mengakibatkan sejumlah efek samping yang berbahaya, seperti menurunkan rasio lipoprotein densitas tinggi, yang berguna bagi jantung, menurunkan rasio lipoprotein densitas rendah, stimulasi tumor prostat, kelainan koagulasi dan gangguan hati, kebotakan, menebalnya rambut, tumbuhnya jerawat dan timbulnya payudara pada pria. Secara fisiologi, steroid anabolik dapat membuat seseorang menjadi agresif.
2.2. Struktur Senyawa Steroid dan Kereaktifannya
Gambar 1. Struktur Steroid
Perbedaan jenis steroid ditentukan subtituen R1, R2, dan R3
Perbedaan dalam satu kelompok tergantung juga pada :
♣ Panjang subtituen R1
♣ Gugus fungsi subtituen R1, R2, dan R3
♣ Jumlah dan posisi ikatan rangkap
♣ Jumlah dan posisi oksigen
♣ Konfigurasi pusat asimetris inti dasar
( Trans ) ( Cis )
Gambar 2. Konfigurasi dengan struktur Planar Steroid
Steroid merupakan molekul planar, sehingga kedudukan gugus pada inti dasar dapat :
i. β Di atas bidang
1. garis penuh
2. Cis dengan metil C10 dan C13
3. steroid konfigurasi β
ii. α Di bawah bidang
1. garis putus-putus -------
2. trans dengan metil C10 dan C13
3. steroid konfigurasi α
2.2.1. Penggolongan Senyawa Steroid
Gonane adalah steroid yang paling sederhana mungkin dan terdiri dari tujuh belas karbon atom, terikat bersama untuk membentuk empat cincin menyatu. Tiga sikloheksana cincin (ditunjuk sebagai cincin A, B, dan C pada gambar di bawah) membentuk kerangka fenantrena , cincin D memiliki siklopentana struktur. Oleh karena itu, bersama-sama mereka disebut cyclopentaphenanthrene.
Gambar 3. Penomoran cincin dan atom karbon dalam gonane , steroid sederhana mungkin.
Gambar 4. Struktur kolestan , salah satu steroid relatif sederhana
Gambar 5. Struktur complexer dari asam kolat , suatu asam empedu .
Umumnya, steroid memiliki kelompok metil pada karbon C-10 dan C-13 dan rantai samping alkil pada karbon C-17. Selanjutnya, mereka berbeda-beda berdasarkan konfigurasi dari rantai samping, jumlah kelompok metil tambahan, dan kelompok-kelompok fungsional yang melekat pada cincin. Misalnya, sterol memiliki gugus hidroksil yang melekat pada posisi C-3.
Beberapa contoh steroid dengan struktur mereka :
Gambar 6. Suatu steroid anabolik testosteron , kepala sekolah laki-laki hormon seks
Gambar 7. Progesteron , hormon steroid yang terlibat dalam kehamilan menstruasi perempuan, siklus dan embriogenesis.
Gambar 8. Medrogestone , obat sintetik dengan efek yang sama seperti progesteron.
Gambar 9. Contoh dari kelompok fungsional adalah kelompok hidroksil pada C-3 umum untuk sterol.
Gambar 10. β-sitosterol , yang fitosterol menunjukkan gugus hidroksil pada C-3.
2.3. Biosintesis Senyawa Steroid dan Klasifikasinya Pada Makhluk Hidup
2.3.1. Biosintesis Senyawa Steroid
Keterangan :
Sintesis dalam tubuh dimulai dengan satu molekul asetil KoA dan satu molekul acetoacetyl-CoA , yang terhidrasi membentuk 3-hydroxy-3-methylglutaryl CoA ( HMG-CoA ). Molekul ini kemudian dikurangi menjadi mevalonate oleh enzim HMG-CoA reduktase . Langkah ini adalah, diatur tingkat-membatasi dan langkah ireversibel dalam sintesis kolesterol dan merupakan tempat aksi untuk statin obat (HMG-CoA reduktase inhibitor kompetitif).
Mevalonate kemudian diubah menjadi 3-isopentenil pirofosfat dalam tiga reaksi yang memerlukan ATP . Mevalonate ini dekarboksilasi untuk pirofosfat isopentenil , yang merupakan kunci untuk metabolit reaksi biologis berbagai. Tiga molekul mengembun pirofosfat isopentenil untuk membentuk pirofosfat farnesyl melalui aksi geranyl transferase. Dua molekul pirofosfat farnesyl kemudian mengembun untuk membentuk squalene oleh aksi sintase squalene dalam retikulum endoplasma . Oxidosqualene adenilat kemudian cyclizes squalene untuk membentuk lanosterol . Akhirnya, lanosterol kemudian dikonversi menjadi kolesterol melalui proses yang kompleks 19 langkah.
2.3.2.Klasifikasi Senyawa Steroid Pada Makhluk Hidup Melalui Proses Biosintesisnya
a. Hewan
a.1. Serangga
Ecdysteroids seperti ecdysterone
Gambar 12. Struktur ecdysterone
Sebuah ekdisteroid adalah jenis hormon steroid pada serangga yang berasal dari modifikasi enzimatik kolesterol oleh p450 enzim. Hal ini terjadi dengan mekanisme yang mirip dengan sintesis steroid dalam vertebrata. Ecdysone dan 20-hydroxyecdysone mengatur molts larva, onset pembentukan puparium, dan metamorfosis. Menjadi bahwa hormon ini hidrofobik, mereka melintasi membran lipid dan menembus jaringan dari suatu organisme. Memang, reseptor utama dari sinyal-sinyal hormon - yang reseptor ecdysone - adalah intraseluler protein.
a.2. Bertulang belakang
Gambar 13. Biosintesis Hormon Steroid
Keterangan :
Hormon-hormon steroid alami umumnya disintesis dari kolesterol dalam gonad dan kelenjar adrenal . Bentuk-bentuk hormon adalah lipid . Mereka dapat melewati membran sel karena mereka larut dalam lemak, dan kemudian mengikat reseptor hormon steroid yang mungkin nuklir atau sitosol tergantung pada hormon steroid, untuk membawa perubahan dalam sel. Hormon steroid umumnya dilakukan dalam darah terikat dengan operator tertentu protein seperti hormon seks pengikat globulin atau kortikosteroid-binding globulin . Konversi lebih lanjut dan katabolisme terjadi di hati, di lain "perifer" jaringan, dan dalam jaringan target.
Steroid hormon
1. Steroid seks adalah subset dari hormon seks yang menghasilkan perbedaan jenis kelamin atau dukungan reproduksi . Mereka termasuk androgen , estrogen, dan progestagens.
2. Kortikosteroid termasuk glukokortikoid dan mineralokortikoid . Glukokortikoid mengatur banyak aspek metabolisme dan fungsi kekebalan tubuh , sedangkan mineralokortikoid membantu mempertahankan volume darah dan mengontrol ginjal ekskresi elektrolit . Kebanyakan medis 'steroid' obat adalah kortikosteroid.
Gambar 14. Struktur Kortikosteroid
Kortikosteroid disintesis dari kolesterol dalam korteks adrenal . Reaksi yang paling steroidogenik yang dikatalisis oleh enzim dari sitokrom P450 keluarga. Mereka berada di dalam mitokondria dan memerlukan adrenodoxin sebagai kofaktor (kecuali 21-hidroksilase dan 17α-hidroksilase ).
Aldosteron dan corticosterone berbagi bagian pertama dari jalur biosintesis mereka. Bagian terakhir ini dimediasi baik oleh sintase aldosteron (untuk aldosteron ) atau oleh 11β-hidroksilase (untuk corticosterone ). Enzim ini hampir identik (mereka berbagi 11β-hidroksilasi dan 18-hidroksilasi fungsi), tapi sintase aldosteron juga mampu melakukan oksidasi-18. Selain itu, synthase aldosteron ditemukan dalam glomerulosa zona di tepi luar dari korteks adrenal , 11β-hidroksilase ditemukan di fasciculata zona dan zona glomerulosa.
3. Steroid anabolik adalah kelas steroid yang berinteraksi dengan reseptor androgen untuk meningkatkan otot dan tulang sintesis. Ada steroid anabolik alami dan sintetis. Dalam bahasa populer, kata "steroid" biasanya mengacu pada steroid anabolik.
Gambar 15. Struktur Steroid anabolik menyerupai testosteron
Kolesterol , yang memodulasi fluiditas membran sel dan merupakan konstituen utama dari plak terlibat dalam aterosklerosis.
Gambar 16. Struktur Kolesterol
Semua sel hewan memproduksi kolesterol dengan tingkat produksi relatif bervariasi menurut jenis sel dan fungsi organ. Sekitar 20-25% dari produksi total kolesterol harian terjadi di hati ; situs lain dari tingkat yang lebih tinggi sintesis termasuk usus , kelenjar adrenal , dan organ reproduksi .
b. Tanaman
o Phytosterols
Gambar 17. Struktur Phytosterols
Pitosterol, yang mencakup tanaman sterol dan stanol , adalah senyawa steroid mirip dengan kolesterol yang terjadi pada tanaman dan berbeda hanya dalam rantai samping karbon dan / atau ada tidaknya ikatan ganda. Stanol yang jenuh sterol, tidak memiliki ikatan rangkap dalam struktur cincin sterol. Lebih dari 200 sterol dan senyawa yang berhubungan telah diidentifikasi. pitosterol Gratis diekstrak dari minyak yang tidak larut dalam air, relatif tidak larut dalam minyak, dan larut dalam alkohol.
Fitosterol-diperkaya makanan dan suplemen diet telah dipasarkan selama beberapa dekade. Meskipun didokumentasikan efek penurun kolesterol, tidak ada bukti efek menguntungkan pada penyakit kardiovaskular (CVD) atau kematian secara keseluruhan ada .
o Brassinosteroids
Gambar 18. Struktur Brassinosteroids
Brassinosteroids (BRs) adalah kelas polyhydroxysteroids yang telah diakui sebagai kelas keenam hormon tanaman. Ini pertama kali dieksplorasi hampir 40 tahun yang lalu, ketika Mitchell et al. melaporkan promosi dalam pemanjangan batang dan pembelahan sel oleh perlakuan ekstrak organik dari rapeseed ( Brassica napus ) serbuk sari. Brassinolide adalah brassinosteroid diisolasi pertama pada tahun 1979, ketika serbuk sari dari Brassica napus ditunjukkan untuk mempromosikan pemanjangan batang dan pembelahan sel, dan molekul biologis aktif diisolasi. Hasil dari Brassinosteroids dari 230 kg serbuk sari napus Brassica hanya 10 mg. Sejak penemuan mereka, lebih dari 70 BR senyawa telah diisolasi dari tanaman.
c. Jamur
o Ergosterol
Gambar 19. Struktur Ergosterol
Ergosterol (ergosta-5 ,7,22-trien-3β-ol) adalah sterol yang ditemukan dalam jamur, dan nama untuk ergot , sebuah nama umum untuk anggota genus jamur Claviceps dari mana ergosterol pertama kali diisolasi. Ergosterol tidak terjadi pada sel-sel tumbuhan atau hewan. Ini adalah komponen dari ragi dan jamur membran sel , melayani fungsi yang sama kolesterol melayani dalam binatang sel .
Ergosterol kadang-kadang dilaporkan analitis terjadi di rumput seperti rye dan alfalfa (termasuk kecambah alfalfa), dan tanaman bunga seperti hop. Namun, deteksi seperti biasanya diasumsikan deteksi pertumbuhan jamur pada (dan kadang-kadang kontaminasi) dari tanaman, seperti jamur merupakan bagian integral dari sistem pembusukan rumput. Teknik uji ergosterol sehingga dapat digunakan untuk uji rumput, biji-bijian, dan sistem pakan untuk konten jamur.
Karena ergosterol adalah provitamin vitamin D 2, radiasi UV jamur-bantalan bahan rumput dapat menghasilkan vitamin D 2 produksi , tapi ini adalah produksi dari suatu bentuk vitamin D dari jamur ergosterol (sebanyak radiasi UV ragi dan jamur) dan tidak benar vitamin D produksi oleh pabrik sendiri dari sinar UV, sebuah proses yang tidak dapat terjadi.
2.4. Proses Isolasi (Purifikasi) Senyawa Steroid dan Penentuan Pada Strukturnya
AKTIVITAS ANTIBAKTERI DARI STEROID YANG BERASAL DARI KULIT AKAR Kleinhovia hospita Linn. (PALIASA)
Gambar 20. Struktur β-sitosterol
Senyawa turunan steroid yaitu β-sitosterol telah berhasil diisolasi dari ekstrak n-heksan kulit akar tumbuhan Kleinhovia hospita L. (paliasa). Senyawa yang diperoleh diuji golongan senyawa dan dielusidasi strukturnya berdasarkan data spektroskopi IR dan dibandingkan dengan literatur. Senyawa ini juga memperlihatkan aktivitas positif terhadap bakteri Staphylococcus aureus, Salmonella thypi dan Streptococcus mutans, dengan nilai daya hambat berturut-turut yaitu 14,4 ; 19,5 dan 21 mm.
2.4.1. Pendahuluan Percobaan
Tumbuhan berkhasiat obat dimanfaatkan sebagai bahan pengobatan tradisional yang diakui masyarakat dunia sebagai back to nature, untuk mencapai kesehatan yang optimal dan mengatasi berbagai penyakit secara alami (Wijayakusuma, 2000). Penemuan spesies tumbuhan baru menyebabkan makin diperlukannya konservasi, pemanfaatan dan pengembangan tumbuhan Indonesia yang berpotensi sebagai obat. Bahan obat tradisional sebagai bagian dari bahan alam merupakan bahan baku utama skrining dalam upaya menentukan komponen aktif yang berpotensi untuk dikembangkan sebagai obat baru (Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, tanpa tahun).
Beberapa spesies tumbuhan tingkat tinggi yang tumbuh di hutan tropika, telah diketahui mengandung senyawa kimia dari berbagai golongan, antara lain terpenoid, fenilpropanoid, flavonoid, turunan benzofuran, dan asam fenolat, serta oligomer stilbenoid (Atun, 2005). Sejumlah senyawa oligomer stilbenoid telah dilaporkan berpotensi sebagai anti-tumor, anti inflamasi, anti-bakteri, bersifat kemopreventif, hepatoprotektif, dan anti HIV (Tanaka, dkk., 2000).
Hasil survei yang dilakukan oleh Heyne (1987), salah satu spesies dari famili Sterculiaceae yaitu Kleinhovia hospita Linn. (paliasa) yang tersebar secara luas di kepulauan Indonesia terutama di bagian timur Indonesia (Sulawesi, Maluku, Papua) serta di daerah Jawa dan Sumatra, daunnya dimanfaatkan sebagai obat penyakit kusta, liver, hipertensi, diabetes, dan kolestrol tinggi. Oleh sebab itu K. hospita diyakini mengandung senyawa metabolit sekunder yang memiliki bioaktivitas tertentu (Herlina, 1993).
Berdasarkan uraian di atas, eksplorasi metabolit sekunder pada fraksi n-heksan kulit akar K. hospita yang belum diketahui senyawa murninya perlu dilakukan dan juga uji bioaktivitasnya sebagai antibakteri diuji terhadap bakteri Staphylococcus aureus, Salmonella thypi dan Streptococcus mutans.
2.4.2. Metode Penelitian
Spektrum IR diukur dengan spektrometer IR Perkin Elmer FT-IR (KBr). Fraksinasi menggunakan silika gel 60 (7733), silika gel 60 (7734), silika gel 60 (7730)dan analisis KLT menggunakan plat KLT.
2.4.3. Ekstraksi dan Isolasi
Hasil maserasi kulit akar tumbuhan K. hospita (3,2 kg) diperoleh ekstrak metanol sebanyak 59,85 gr. Maserat tersebut kemudian dipartisi secara kontinyu mulai dari pelarut non polar yaitu n-heksan, semipolar kloroform dan polar etil asetat selanjutnya diperoleh estrak n-heksan berupa residu berwarna kuning seberat 10,58 gr, ekstrak kloroform berupa residu berwarna coklat seberat 21,16 gr dan ekstrak etil asetat berupa residu berwarna merah bata seberat 15,59 gr. Ekstrak n-heksan (10,58 gr.) difraksinasi awal melalui kromatografi kolom vakum dengan eluen n-heksan, EtOAc ; n-heksan, EtOAc, Aseton dan metanol dengan urutan kepolaran yang ditingkatkan. Pada tahap ini diperoleh 23 fraksi dengan kromatogram, dan fraksi-fraksi yang mempunyai nilai Rf sama digabungkan, sehingga diperoleh 11 fraksi utama (Ruhmah, 2008). Fraksi-fraksi tersebut diambil 3 dari 11 fraksi utama (fraksi H,I dan J), kemudian difraksinasi kembali menggunakan alat kromatografi yaitu KKV, KKT dan KKG dengan eluen n-heksan, EtOAc ; n-heksan, EtOAc, Aseton dan metanol dengan urutan kepolaran yang ditingkatkan. Setiap hasil dari fraksinasi akan dimonitor dengan analisis KLT. Dari hasil fraksinasi pada fraksi, diperoleh fraksi L (fraksi H2, H3, I2 dan J5¬¬) dengan berat 315,7 mg yang selanjutnya dilakukan proses pemurnian untuk memperoleh kristal murni dengan pelarut klroform;n-heksan dan metanol panas. Pada tahap identifikasi, senyawa murni yang diperoleh diuji kemurniannya dengan mengukur titik leleh dan juga analisis KLT pada tiga macam sistem eluen. Data spektroskopi untuk penetapan struktur diperoleh dengan menganalisis senyawa murni melalui alat lampu UV, IR, 1H dan 13C-NMR.
Isolat Tunggal
Berbentuk kristal putih seberat 15 mg dengan titik leleh isolat tersebut 287-288 0C dan hasil uji golongan memberikan warna biru setelah penambahan asam asetat anhidrat dan H2SO4 yang menunjukkan positif senyawa steroid. Data Spektroskopi Isolat tunggal yaitu IR (KBr) vmaks cm¬¬-1 : 3417 (OH), 1058 (C-O), 2956, 2935, 2866 (C-H alifatik), 1464 dan 1377 tekukan (CH2dan CH3) serta 1543 (C=C). Sedangkan Spektrum IR (KBr) pada senyawa β-sitosterol sebagai standar (Salempa, 2009) untuk membandingkan dengan Isolat tunggal. 3412 cm-1 (OH), 1049,28 cm-1 (C-O), 2956, 2935 dan 2866 cm-1 (C-H alifatik), 1462 cm-1(CH2), 1379 cm-1 (CH3) dan 1664 cm-1 menunjukkan gugus olefin (C=C).
Gambar 21. Spektrum IR Isolat Tunggal dan senyawa β-sitosterol
Tabel 1. Data spektroskopi IR untuk isolat tunggal dan β-sitosterol (Salempa, 2009).
Isolat Tunggal (cm-1) β-sitosterol (cm-1) Keterangan
3417,86 3412,08 O-H (hidroksil)
2956,87 2956,87 C-H (alifatik)
2935,66 2935,66 C-H (alifatik)
2866,22 2866,22 C-H (alifatik)
1643,35 1664,57 C=C (gugus olefin)
1464,7 1462,04 CH2 (etil)
1377,17 1379,10 CH3 (metal)
1058,92 1049,28 C-O (oksikarbon)
Analisis spektrum IR diperoleh hasil seperti pada Tabel 1. Spektrum pada Gambar 1 tidak memperlihatkan perbedaan yang cukup jauh pada pergeseran panjang gelombang. Berdasarkan hasil dan analisis data spektroskopi IR dan KLT isolat tunggal dengan β-sitosterol yang memberikan Rf yang sama, maka isolat tunggal dapat disimpulkan sebagai β-sitosterol dengan struktur seperti pada Gambar 2 di bawah.
Gambar 22. Struktur Isolat Tunggal (β-sitosterol)
Perlu diketahui bahwa senyawa β-sitosterol mampu menghambat kerja enzim yang mengkonversi testosterone menjadi dehidrotestosteron (DHT) yang merupakan penyebab terjadinya kanker prostat (Renai Sante, 2004). Selain itu menurut Yuk (2007), β-sitosterol merupakan senyawa yang efektif digunakan dalam penyembuhan penyakit asma, sehingga memungkinkan senyawa ini untuk dikembangkan sebagai obat terapi penyakit alergi.
2.4.4. Uji Bioaktivitas Daya Hambat Isolat Tunggal (β-sitosterol) Terhadap Pertumbuhan Bakteri Staphylococcus aureus, Salmonella typhi dan Streptococcus mutans.
Uji bipoaktivitas isolate tunggal dilakukan terhadap bakteri Staphylococcus aureus, Salmonella typhi dan Streptococcus mutans. Kontrol positif yang digunakan pada pengujian bioaktivitas antibakteri adalah kloramfenikol sedangkan yang digunakan sebagai kontrol negatif adalah propilen glikol. Metode yang digunakan dengan difusi agar berlapis (Kusmiati dan Agustini, 2006). Dari hasil pengukuran diameter hambatan senyawa hasil isolasi (isolat tunggal) terhadap tiga bakteri uji setelah masa inkubasi 24 jam, diperoleh hasil seperti yang ditunjukkan Tabel 2.
Tabel 2. Hasil pengukuran daya hambat terhadap bakteri uji
Kode Isolat Tunggal Rata-Rata Diameter Zona Hambatan (mm)
Staphylococcus aureus Salmonella typhi Streptococcus mutans
A Senyawa I 14,5 19,5 21
B Senyawa II 11 18 13
C Kontrol (+) 26.5 19 20
D Kontrol (-) 0 0 0
2.4.5. Kesimpulan Percobaan
Isolasi dari fraksi n-heksan kulit akar tumbuhan Kleinhovia hospita Linn. diperoleh senyawa β-sitosterol yang termasuk dalam golongan steroid. Senyawa yang diperoleh dapat menghambat pertumbuhan bakteri Staphylococcus aureus, Salmonella thypi dan Streptococcus mutans, dengan daya hambat berturut-turut 14,4 ; 19,5 ; 21 mm.
Trims bantuannya. .
BalasHapus