Ada dua jenis metabolit, yakni (a) metabolit primer ( dihasilkan oleh proses metabolismprimer ) dan (b) metabolit sekunder ( dihasilkan oleh proses metabolism sekunder ).metabolitprimer merupakan ³ bahan utama ³ yang disintesis dan dirombak oleh organism dalamrangka kelangsungan hidupnya. Contoh metabolit primer, misalnya polisakarida, protein,lemak dan asam-asam inti. Metabolit sekunder merupakan ³bahan kedua´ yang sebenarnyatidaklah seesensial yang pertama dalam keberadaan organism. Namun metabolit ini seringberperan penting dalam mempertahankan kehidupan organism. Sebagai contoh, bahan kimiauntuk pertahanan (detoksifikasi), penarik lawan jenis dan yang memungkinkan seekor hewanberkomunikasi dengan anggota lainnya. Bahan ±bahan ini dapat berupa terpen, alkaloid, ataupigmen.
Biosintesis Metabolit Primer
1. Biosintesis karbohidrat
Produksi monosakarida Iewat fotosintesis. Dalam tumbuhan yang berklorofil, monosakarida diproduksi Iewat fotosintesis, suatu proses biologi yang mengubah energi elektromagnetik menjadi energi kimiawi. Dalam tumbuhan hijau, fotosintesis terdiri dari dua golongan reaksi. Satu golongan terdiri dari reaksi cahaya yang sesungguhnya mengubah energi elektromagnetik menjadi potensi kimiawi. Golongan lain terdiri dari reaksi enzimatik yang menggunakan energi dari reaksi cahaya untuk mengfiksasi karbon dioksida menjadi gula. Reaksi terakhir ini sering disebut reaksi gelap. Hasil dari kedua reaksi tersebut dapat disimpulkan menjadi reaksi sederhana sebagai berikut.
2H20 + CO2 + cahaya (CH2O) + H20 + 02
Walaupun kesimpulan persamaan reaksi merupakan peran serta seluruh reaktan dan produk, namun belum menggambarkan zantara yang terjadi sepanjang proses tersebut. Jadi reaksi yang terjadi tidak sesederhana dalam persamaan reaksi tersebut.
Biosintesis Metabolit Sekunder
Biosintesis metabolit sekunder sangat beragam tergantung dari goIongan senyawa yang bersangkutan. Jalur yang biasanya dilalui dalam pembentukan metabolit sekunder ada tiga jalur, yaitu jalur asam asetat, jalur asam sikimat, dan jalur asarn mevalonat.
1. JaIur asam asetat
Poliketida meliputi golongan yang besar bahan alami yang digolongkan bersarna berdasarkan pada biosintesisnya. Keanekaragaman struktur dapat dijelaskan sebagai turunan rantai poli-ß-keto, terbentuk oleh koupling unit-unit asam asetat (C2) via reaksi kondensasi, misalnya
n CH3CO2H [CH3C0]n -
Termasuk poliketida adalah asam temak, poliasetilena, prostaglandin, antibiotika makrolida, dan senyawa aromatik seperti antrakinon dan tetrasiklina. Pembentukan rantai poli-ß-keto dapat digambarkan sebagai sederet reaksi Claisen, keragaman melibatkan urutan ß-oksidasi dalam metabolisme asam lemak. Jadi, 2 molekul asetil-KoA dapat ikut serta datam reaksi Claisen membentuk asetoasetil-KoA, kemudian reaksi dapat berlanjut sampai dihasilkan rantai poli-ß-keto yang cukup (Gambar 3—7). Akan tetapi studi tentang enzim yang terlibat dalam biosintesis asam Iemak belum terungkap secara rinci. Namun demikian, dalam pembentukan asam lemak melibatkan enzim asam Iemak sintase seperti yang dibahas di atas.
Mengenai reaksi-reaksi yang terjadi pada jalur asam asetat tercantum dalam Gambar 3—6.
2. Jalur asam sikimat
Jalur asam sikimat merupakan jafur alternatif menuju senyawa aromatik, utamanya L-fenilalanin. L-tirosina. dan L-triptofan. Jalur ini berlangsung dalam mikroorganisme dan tumbuhan, tetapi tidak berlangsung dalam hewan, sehingga asam amino aromatik merupakan asam amino
esensial yang harus terdapat dalam diet manusia maupun hewan. Zantara pusat adalah asam sikimat, suatu asam yang ditemukan dalam tanaman IlIicium sp. beberapa tahun sebelum perannya dalam metabolisme ditemukan. Asam ini juga terbentuk dalam mutan tertentu dari Escherichia coli. Adapun contoh reaksi yang terjadi dalam biosintesis asam polifenolat tercantum dalam Gambar 3 — 7. Dalam biosintesis L-triptofan dan asam 4-hidroksibenzoat juga terjadi zantara asam korismat.
3. Jalur asam mevalonat
Terpenoid merupakan bentuk senyawa dengan keragaman struktur yang besar dalam produk alami yang diturunkan dan unit isoprena (C5) yang bergandengan dalam model kepala ke ekor (head-to-tail), sedangkan unit isoprena diturunkan dari metabolisme asam asetat oleh jalur asam mevalonat (mevalonic acid : MVA). Adapun reaksinya adalah sebagai berikut.
C. Hubungan Antara Metabolisme Primer dan Sekunder
Berdasarkan kenyataan bahwa pada fase pertumbuhan , tumbuhan utamanya memproduksi metabolit primer, sedangkan metabolit sekunder belum atau hanya sedikit dimetabolisme. Hal yang serupa juga sesuai dengan yang terjadi dalam kultur jaringan tanaman dalam produksi metabolit sekunder, ingat kurva pertumbuhan. Dalam kjt, produksi metabolit sekunder terjadi pada awal fase stasioner (waktu pertumbuhan mulai berhenti).
D. Upaya untuk Meningkatkan Metabolisme Sekunder
1. Metode konvensional
Adanya kenyataan rnengenai ras kimia (chemical races) atau chemodemes., yaitu adanya perbedaan kandungan kimia dalam tumbuhan antar satu spesies yang memiliki fenotipe sama, namun secara genetik berbeda; seperti keidentikan bentuk luar tetapi berbeda dalam kandungan kimianya. Ekspresi genetik ini dinyatakan dalam metabolisme sekunder golongan senyawa tertentu.
a. Pemilihan bibit unggul perlu dilakukan. Bibit unggul dapat terjadi secara alami, namun yang sering dikerjakan adalah hibridisasi dan mutasi serta pemuliaan tumbuhan dengan penyerbukan silang atau metode lain yang sejenis.
b. Budidaya tanaman merupakan upaya untuk meningkatkan produksi metabolit sekunder, serta memperoleh bahan dasar obat yang seragam.
2. Metode bioteknologi
Metode ini dapat ditempuh dengan berbagai oara, antara lain:
a. Pembentukan tanaman transgenik, yaitu dengan memindahkan materi genetik dari tanaman satu ke tanaman lainnya. Dalam praktek sangat terbatas dilakukan, mungkin masih terbatas pada penelitian. Di sini juga mencakup teknik DNA rekombinan.
b. Penerapan teknik kultur jaringan tanaman , baik dalam propagasi klonal, embriogenesis somatik, kultur suspensi sel dan kultur organ (akar berambut), serta sel amobil dalam produksi metabolit sekunder dsb. Di samping itu juga dapat dilakukan biotransformasi dengan kultur set, hal ini juga dapat dilakukan dengan sistem sel amobil.
MetabolitIntermediat(metabolitantara) adalahmetabolityang terbetuksebelumterbentuknyametabolitutama
Contoh Metabolit Intermediat
Asam sikimat di hasilkan dari kombinasi phosphoenolpyruvate, yang merupakan intermediat jalur glikolisis dan erythrose4-phosphate dari jalur pentose phosphate
Tidak ada komentar:
Posting Komentar