TERPENOID

TERPENOID

       A.     ASAL USUL

Terpena merupakan suatu golongan hidrokarbon yang banyak dihasilkan oleh tumbuhan dan terutama terkandung pada getah dan vakuola selnya. Pada tumbuhan, senyawa-senyawa golongan terpena dan modifikasinya, terpenoid, merupakan metabolit sekunder. Terpena dan terpenoid dihasilkan pula oleh sejumlah hewan, terutama serangga dan beberapa hewan laut. Di samping sebagai metabolit sekunder, terpena merupakan kerangka penyusun sejumlah senyawa penting bagi makhluk hidup. Sebagai contoh, senyawa-senyawa steroid adalah turunan skualena, suatu triterpena; juga karoten dan retinol. Nama "terpena" (terpene) diambil dari produk getah tusam, terpentin (turpentine).

Terpen mendapatkan tempat tersediri dalam kimia organik-Cepatnya asetibilitas mereka, kelimpahan, mudahnya mereka diisolasi. relatif sederhana komposisi mereka dan mudahnya dikenal serta transformasi yang sangat menarik menyebabkan senyawa terpen merupakan objek yang sangat disukai oleh pakar kimia organik. Pada akhir abad 1800 muncul banyak pakar terkenal dalam bidang organik senyawa terpenoid seperti: Wallach, Perkin, Tiemann, Baeyer, Bredt," Meerwein, Triebs, Ruzicha, Barfon, Jones dan masih banyak lagi. pada awal tahun 1900-an penelitian difokuskan pada pengungkapan struktur senyawa terpen yang umum, berikut penemuan-penemuan baru, kemudian mempelajari secara mendalam stereokimia, reaksi, tata ulang dan biosintesis dari senyawa-senyawa yang sangat menarik. Senyawa terpenoid yang meliputi kimia steroid dan karotenoid sekarang merupakan bagian utama dalam bidang kimia organik dan kimia organik bahan alam.

B.     STRUKTUR MOLEKUL

Terpena memiliki rumus dasar (C₅H₈)n, dengan n merupakan penentu kelompok tipe terpena. Modifikasi terpena (disebut terpenoid, berarti "serupa dengan terpena") adalah senyawa dengan struktur serupa tetapi tidak dapat dinyatakan dengan rumus dasar. Kedua golongan ini menyusun banyak minyak atsiri.

a)      Monoterpenoid

Monoterpeoid merupakan senyawa essence dan memiliki dan memiliki bau yang spesifik yang dibangun oleh 2 unti isopren atau dengan jumlah atom karbon 10. Lebih dari 1000 jenis senyawa monoterpenoid telah diisolasi dari tumbuhan tingkat tinggi, binatang laut, serangga, dan jenis vertebrata dan struktur senyawanya telah diketahui. Struktur dari senyawa monoterpenoid yang telah dikenal merupakan perbedaan dari 38 jenis kerangka yang berbeda, sedangkan prinsip dasar penyusunannya tetap sebagai penggabungan kepala dan ekor dari 2 unit isoprene. Struktur monoterpenoid dapat berupa rantai terbuka dan tertutup atau siklik. Senyawa monoterpenoid banyak dimanfaatkan sebagai antiseptik, ekspektoran, spasmolotik, dan sedatif.

b)     Seskuiterpenoid

Seskuiterpenoid merupakan senyawa terpenoid yang dibangun oleh 3 unit isoprene yang terdiri dari kerangka unit asiklik atau bisiklik dengan kerangka naphtalen. Senyawa terpenoid mempunyai boiaktifitas yang cukup besar, diantaranya sebagai antifeedant, hormone, antimikroba, antibiotic dan toksin sebagai regulator pertumbuhan tanaman dan pemanis. Senyawa-senyawa seskuiterpen diturunkan dari cis-farnesil pirofosfat dan trans farnesil piropospat melaului reaksi siklisasi dan reaksi sekunder lain. Kedua isomer farnesil piropospat ini dihasilkan dari melalui mekanisme yang sama seperti isomerisasi abtara geranil dan nerol.

c)      Diterpenoid

Diterpenoid merupakan senyawa yang mempunyai 20 atom karbon yang dibangun oleh 4 unti isoprene. Senyawa ini mempunyai bioaktifitas yang cukup luas yaitu sebagai hormone pertumbuhan tanaman, podolakton inhibitor pertumbuhan tanaman, antifeedant serangga, inhibitor tumor, senyawa pemanis, abtifouling dan anti karsinogenik. Senyawa diterpenoid dapat membentuk asiklik, bisiklik, trisiklik, dan tetrasiklik. Tata nama yang digunakan merupakan tata nama trivial.

d)     Triterpenoid

Lebih dari 4000 jenis triterpenoid, telah diisolasi dengan lebih dari 40 jenis kerangka dasar yang sudah dikenal dan pada prinsipnya merupakan proses siklisasi dan sekualen. Tritepenoid terdiri dari kerangka dengan 3 siklik 6 yang bergabung dengan siklik 5 atau berupa 4 siklik 6 yang mempunyai fungsi siklik pada siklik tertentu.

e)      Tetraterpenoid

Merupakan senyawa dengan senyawa C yang berjumlah 40. Rumus molekul tetraterpenoid adalah C40H64. Terdiri dari 8 unit isoprene. Sedangkan biosintesisnya berasal dari geranyl-geraniol. Tetraterpenoid lebih dikenal dengan nama karotenoid. Terdiri dari urutan panjang ikatan rangkap terkonjugasi sehingga memberikan warna kuning, oranye dan merah. Karotenoid terdapat pada tanaman akar wortel, daun bayam, buah tomat, dan biji kelapa sawit.

f)       Polyterpenoid

Disintesis dalam tanaman dari asetal melalui pyroposfat isopentil (C5)dan dari konjugasi jumlah unit isoprene. Ditemukan dalam latek dari karet. Plyterpenoid merupakan senyawa penghasil karet.

C.     BIOSINTESIS SENYAWA TERPENOID

Terpenoid merupakan bentuk senyawa dengan struktur yang besar dalam produk alami yang diturunkan dan unit isoprene (C5)yang bergandengan dalam model kepala ke ekor, sedangkan unit isoprene diturunkan dari metabolism asam asetat oleh jalur asam mevalonat (MVA). Adapun reaaksinya adalah sebagai berikut:

Secara umum biosintesa dari terpenoid dengan terjadinya 3 reaksi dasar, yaitu:

         1)      Pembentukan isoprene aktif berasal dari asam asetat melalui asam mevalonat.

        2)      Penggabungan kepala dan ekor dua 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.

Mekanisme dari tahap-tahap reaksi biosintesis terpenoid adalah asam asetat 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 mevalinat, reaksi-reaksi berikutnya adalah fosforialsi, eliminasi asam fosfat dan dekarboksilasimenghasilkan isopentenil (IPP) yang selanjutnya berisomerisasi menjadi dimetil alil piropospat (DMAPP) oleh enzim isomeriasi. IPP sebagai unti isoprene aktif bergabung secara kepala ke ekor dengan DMAPP dan penggabungan ini merupakan langkah pertama dari polimerisasi isoprene untuk menghasilkan terpenoid.

       D.    ISOLASI DAN IDENTIFIKASI TERPENOID

Ekstraksi senyawa terpenoid dilakukan dengan dua cara yaitu: melalui sokletasi dan maserasi. Sekletasi dilakukan dengan melakukan disokletasi pada serbuk kering yang akan diuji dengan 5L n-hexana. Ekstrak n-hexana dipekatkan lalu disabunkan dalam 50 mL KOH 10%. Ekstrak n-heksana dikentalkan lalu diuji fitokimia dan uji aktifitas bakteri. Teknik maserasi menggunakan pelarut methanol. Ekstrak methanol dipekatkan lalu lalu dihidriolisis dalam 100 mL HCl 4M.hasil hidrolisis diekstraksi dengan 5 x 50 mL n-heksana. Ekstrak n-heksana dipekatkan lalu disabunkan dalam 10 mL KOH 10%. Ekstrak n-heksana dikentalkan lalu diuji fitokimia dan uji aktivitas bakteri. Uji aaktivitas bakteri dilakukan dengan pembiakan bakteri dengan menggunakan jarum ose yang dilakukan secara aseptis. Lalu dimasukkan ke dalam tabung yang berisi 2mL. Meller-Hinton broth kemudian diinkubasi bakteri homogen selama 24 jam pada suhu 35°C.suspensi baketri homogeny yang telah diinkubasi siap dioleskan pada permukaan media Mueller-Hinton agar secara merata dengan menggunakan lidi kapas yang steril. Kemudian tempelkan disk yang berisi sampel, standar tetrasiklin serta pelarutnya yang digunakan sebagai kontrol. Lalu diinkubasi selama 24 jam pada suhu 35°C. dilakukan pengukuran daya hambat zat terhadap baketri.

Uji fitokimia dapat dilakukan dengan menggunakan pereaksi Lieberman-Burchard. Perekasi Lebermann-Burchard merupakan campuran antara asam setat anhidrat dan asam sulfat pekat. Alasan digunakannya asam asetat anhidrat adalah untuk membentuk turunan asetil dari steroid yang akan membentuk turunan asetil didalam kloroform setelah. Alasan penggunaan kloroform adalah karena golongan senyawa ini paling larut baik didalam pelarut ini dan yang paling prinsipil adalah tidak mengandung molekul air. Jika dalam larutan uji terdapat molekul air maka asam asetat anhidrat akan berubah menjadi asam asetat sebelum reaksi berjalan dan turunan asetil tidak akan terbentuk.

E.     BIOAKTIVITAS

Beberapa penelitian melaporkan bahwa kandungan bioaktif lumut sebagian besar teridentifikasi sebagai senyawa fenolik dan terpenoid. Senyawa fenolik adalah substansi yang mempunyai cincin aromatik dengan satu atau lebih gugus hidroksil sehingga sifatnya mudah larut dalam pelarut polar. Beberapa contoh dari senyawa fenolik adalah fenolik sederhana, asam fenolik, quinon, flavonoid, flavon, flavonol, dan tanin. Berbeda halnya dengan senyawa terpenoid, senyawa ini merupakan senyawa utama penyusun fraksi minyak atsiri dalam tumbuhan. Senyawa terpenoid terdiri dari monoterpenoid, sesquiterpenoid, diterpenoid, dan triterpenoid. Senyawa fenolik dan terpenoid memiliki sifat dan aktivitas antibakteri yang berbeda. Akan tetapi, secara umum mekanisme antibakteri kedua senyawa tersebut adalah dengan merusak struktur dinding sel dan mengubah permeabilitas membran sitoplasma sel. Perubahan dan kerusakan yang terjadi selanjutnya akan menyebabkan kebocoran bahan-bahan intraseluler dan terganggunya sistem metabolisme sel. Untuk memperoleh kandungan senyawa bioaktif pada tumbuhan, faktor penting yang harus diperhatikan adalah metode ekstraksi. Ekstraksi merupakan proses pemisahan suatu senyawa tertentu menggunakan pelarut organik berdasarkan derajat polaritasnya. Pemilihan metode ekstraksi yang sesuai sangat menentukan kualitas dari senyawa antibakteri yang akan dihasilkan. Salah satu metode ekstraksi yang umum digunakan untuk mengekstrak senyawa bioaktif pada tumbuhan adalah metode ekstraksi bertingkat. Dalam metode ini proses ekstraksi terbagi dalam tiga tahap. Proses ekstraksi tahap pertama dan kedua dilakukan dengan menggunakan pelarut non polar (n-heksana, sikloheksana, toluena, dan kloroform) dan semi polar (diklorometan, dietil eter, dan etil asetat), sedangkan proses ekstraksi tahap ketiga menggunakan pelarut polar (metanol, etanol dan air).

Salah satu jenis tumbuhan lumut yang sering diteliti kandungan bioaktifnya karena berfungsi sebagai antibakteri adalah Marchantia polymorpha. Menurut Asakawa, seorang peneliti asal Universitas Tokushima Bunri Jepang, M. polymorpha termasuk ke dalam kelas lumut hati (hepaticae). Sifat antibakteri ekstrak lumut M. polymorpha dipengaruhi kuat oleh senyawa fenolik sederhana yang disebut Marchantin A. Lebih lanjut, sebagai perbandingan Asakawa menyatakan bahwa untuk mendapatkan 120 gram senyawa Marchantin A dalam bentuk murni, maka dibutuhkan sebanyak 6,67 kilogram bahan lumut dalam bentuk kering. Penelitian lainnya terkait bioaktivitas tumbuhan lumut adalah pengujian ekstrak lumut Plagiochasma commutata terhadap beberapa bakteri Gram positif dan Gram negatif. Penelitian ini dilakukan oleh Ilhan, seorang peneliti asal Universitas Osmangazi Turki. Hasil penelitian tersebut menyimpulkan bahwa ekstrak dari lumut P. commutata memiliki aktivitas antibakteri yang kuat terhadap bakteri uji yang digunakan. Bakteri uji Gram positif yang digunakan dalam penelitian ini meliputi: Bacillus mycoides, B. cereus, B. subtilis, dan Micrococcus luteus, sedangkan bakteri uji Gram negatif, meliputi: Klebsiella pneumoniae, Yersinia enterocolitica, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, dan Enterobacter aerogenes.

Hasil-hasil dari penelitian di atas memberi gambaran singkat bahwa ekstrak tumbuhan lumut memiliki aktivitas biologis sebagai antibakteri. Antibakteri yang diperoleh ini nantinya diharapkan dapat digunakan secara luas dalam dunia medis. Terlebih lagi sebelumnya mengingat bahwa kondisi wilayah Indonesia memiliki beragam jenis tumbuhan lumut yang sangat berpotensi untuk dikembangkan. 

PERMASALAHAN :

1.      Bagaimana cara kita memperoleh kandungan senyawa bioaktif pada tumbuhan ?

2.      Apakah kegunaan dari terpenoid bagi tumbuhan ?

3.  Apa yang membedakan antara terpenoid dengan fenolik sedangkan dikatakan bahwa fungsi keduanya sama yaitu merusak struktur dinding sel dan mengubah permeabilitas membrane sitoplasma sel. Apakah terpenoid dan fenolik memiliki struktur atau gugus yang sama sehingga memiliki fungsi yang sama pula dalam mencegah bakteri atau kanker ?