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 :