MODIFIKASI SENYAWA TURUNAN STEROID

KOLESTEROL, ERGOSTEROL, PROGESTERON, DAN ESTROGEN, TESTOSTERON, METANDIENON, NANDROLON DEKANOAT, 4-ANDROSTENA-3 17-DION

Kolesterol, ergosterol, progesteron, dan estrogen merupakan senyawa yang termasuk turunan steroid. Steroid yaitu kelompok senyawa bahan alam yang kebanyakan strukturnya terdiri atas 17 atom karbon dengan membentuk struktur dasar 1,2-siklopentenoperhidrofenantren. Steroid ini memiliki kerangka dasar triterpena asiklik. Ciri umum dari steroid ialah sistem empat cincin yang tergabung. Cincin A, B, dan C beranggotakan enam atom karbon sedangkan cincin D beranggotakan lima atom karbon. Beberapa steroid bersifat anabolik antara lain yaitu testosterone, metandienon, nandrolon dekanoat, 4-anrostena-3 17-dion. Steroid anabolik dapat mengakibatkan sejumlah efek samping yang berbahaya, yaitu 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, dan tumbuhnya jerawat. Secara fisiologi, steroid anabolik ini dapat membuat seseorang menjadi agresif.

Modifikasi struktural dalam sistem cincin steroid dinyatakan oleh prefiks tertentu misalnya:

1. Cincin kontraksi dengan hilangnya sebuah metilen tersubstitusi kelompok ditandai dengan awalan maupun dan untuk dua metilen (CH₂) kelompok, di maupun-digunakan. The locant dari metilen hilang diikuti dengan awalan maupun- dalam maupun- majemuk, misalnya, 4- maupun- 5a- androstane 3.
2. Cincin ekspansi dengan masuknya satu kelompok metilen diindikasikan oleh awalan homo, dan oleh dua CH₂ kelompok di homo digunakan. Jika kedua penambahan dan penghapusan CH₂ kelompok, baik prefiks homo dan maupun digunakan dalam urutan abjad, misalnya, 4a- Homo- 7- maupun- 5α-androstane 4.
3. Penghapusan cincin terminal, dengan penambahan hidrogen atom pada setiap atom persimpangan dengan cincin yang berdekatan, ditandai dengan awalan des, diikuti dengan huruf kapital miring menunjuk cincin itu, misalnya, des- A-andostrane 5.
4. Fisi cincin, dengan penambahan atom hidrogen pada setiap Kelompok terminal sehingga dibuat, ditandai dengan awalan seco, misalnya, 2,3 seco- 5a-kolestan 6.

Kolesterol merupakan metabolit yang mengandung lemak sterol yang ditemukan pada membran sel dan disirkulasikan dalam plasma darah.  Merupakan sejenis lipid yang merupakan molekul lemak atau yang menyerupainya. Kolesterol adalah jenis khusus lipid yang disebut steroid. Steroid ialah lipid yang memiliki struktur kimia yang khusus. Struktur ini terdiri dari 4 cincin atom karbon. Steroid lain termasuk steroid hormon yaitu seperti kortisol, estrogen, dan testosteron. Kolesterol berfungsi yaitu untuk membangun dinding dalam membran sel tubuh, bahan pembangun esensial bagi tubuh untuk sintesis zat-zat penting seperti membran sel dan bahan isolasi sekitar serat saraf. Selain itu, kolestrol juga berperan penting dalam memproduksi begitu pula hormon kelamin, anak ginjal, vitamin D, asam empedu, dan berperan penting dalam menjalankan fungsi saraf dan otak.

Progesteron ialah hormon steroid yang berperan dalam siklus menstruasi wanita, mendukung proses kehamilan, dan embriogenesis. Progesteron adalah hormon steroid yang memiliki 21 atom karbon. Progesteron mengontrol dan memodifikasi pesan estrogen. Progesteron ini tergolong kelompok hormon progestogen, dan merupakan hormon progestogen yang banyak terdapat secara alami. Progesteron memiliki efek fisiologis diantara nya yaitu efek sistem reproduksi, sistem syaraf, dan sistem lainnya.

Estrogen ialah sekelompok senyawa steroid yang berfungsi terutama sebagai hormon seks wanita. Walaupun terdapat baik dalam tubuh pria maupun wanita, kandungannya jauh lebih tinggi dalam tubuh wanita usia subur. Hormon ini menyebabkan perkembangan dan mempertahankan tanda-tanda kelamin sekunder pada wanita, seperti payudara, dan juga terlibat dalam penebalan endometrium maupun dalam pengaturan siklus haid. Pada saat menopause, estrogen mulai berkurang sehingga dapat menimbulkan beberapa efek, antara lain yaitu hot flash, berkeringat pada waktu tidur, dan kecemasan yang berlebihan.

Testosteron ialah hormon steroid dari kelompok androgen. Penghasil utama testosteron yaitu testis pada jantan dan indung telur (ovari) pada betina, walaupun sejumlah kecil hormon ini juga dihasilkan oleh kelenjar adrenal. Hormon ini merupakan hormon seks jantan utama dan merupakan steroid anabolik. Baik pada jantan maupun betina, testoren memegang peranan penting bagi kesehatan. Fungsinya antara lain yaitu meningkatkan libido, energi, fungsi imun, dan perlindungan terhadap osteoporosis. Secara rata-rata, jantan dewasa menghasilkan testosteron yaitu sekitar dua puluh kali lebih banyak dari pada betina dewasa.

PERMASALAHAN

1. Progesteron adalah hormon steroid yang memiliki 21 atom karbon. Progesteron mengontrol dan memodifikasi pesan estrogen. Bagaimanakah hubungan struktur dan aktivitas senyawa progesteron ini? (Vika Seputri_086)
2. Pada Sintesis HMG-CoA dikatakan Satuan asetil-KoA diubah menjadi mevalonat melalui serangkaian reaksi yang dimulai dengan pembentukan HMG-KoA tetapi berbeda  dengan HMG-CoA yang terbentuk selama sintesis tubuh keton di mitokondria, bentuk ini disintesis di sitoplasma, mengapa demikian? (Jony Erwin. S_098)
3. Percobaan-percobaan biogenetik menunjukkan bahwa steroid yang terdapat di alam berasal dari triterpenoid. Bagaiman sumber dan tahapan pada steroid alam didalam jaringan sel makhluk hidup? (Nadiya.Q.T_073)
4. Estrogen ialah kelompok senyawa steroid yang berperan bagaikan hormon seks perempuan. Bagaimanakah hubungan struktur dan aktivitas dari estrogen ini? (Dewi Mariana_029)
5. Dikatakan di dalam blog saya pada hubungan struktur aktivitas pada estrogen itu dikatakan bahwa pemasukan gugus hidroksil pada posisi C6 C7 dan C11 itu dapat menurunkan aktivitas estrogenic mengapa hal itu bisa terjadi? (Firda Oetary_021)

Video diskusi permasalahan kelompok 2 dapat dilihat pada link dibawah ini : 

 https://youtu.be/3K3MiA1AhHo

SAR ALKALOID INDOLE

    Alkaloid indol adalah metabolit sekunder yang didistribusikan secara luas yang menunjukkan berbagai aktivitas farmakologis. Mereka disintesis melalui jalur biosintesis tanaman yang melibatkan aktivitas enzim yang kompleks dan strategi pengaturan. Karena banyak senyawa alkaloid indol yang secara struktural terlalu kompleks untuk diproduksi secara ekonomis dengan sintesis kimia, senyawa tersebut harus diisolasi dari tanaman yang ditanam atau dibudidayakan secara alami. Oleh karena itu, produksi bioteknologi dari metabolit sekunder tanaman bernilai tinggi dalam sel budidaya atau tanaman transgenik berpotensi menjadi alternatif yang menarik.

    Alkaloid indol adalah kelas alkaloid yang ditentukan oleh adanya bagian struktural indol, yang mengandung lebih dari 4100 senyawa berbeda yang diketahui itu adalah salah satu kelas alkaloid terbesar. Bergantung pada struktur dan biosintesisnya, dua jenis alkaloid indol dibedakan, non-isoprenoid dan isoprenoid yang juga disebut alkaloid indol terpenoid. Alkaloid indol disintesis oleh beberapa famili tumbuhan, termasuk Strychnaceae, Apocynaceae, Rutaceae, dan Rubiaceae, dan secara khusus terdapat pada spesies tumbuhan seperti Rauvolfia verticillate, Catharanthus roseus, Camptotheca acuminata, Isatis indigotica, dan Lithospermum erythrorhizon, yang komponen utamanya termasuk alkaloid indol terpenoid (TIAs). Kelo mpok alkaloid indol sangat luas dan mengandung lebih dari 3000 senyawa.

    Kanker adalah salah satu penyebab utama kematian pada manusia, beberapa juta orang meninggal karena kanker setiap tahun di dunia. Obat antitumor alami seperti C. roseus, C.acuminate, dan T.chinensis yang semuanya kaya alkaloid merupakan salah satu obat utama untuk terapi tumor. Sebagai jenis utama alkaloid, alkaloid indol telah menunjukkan beberapa aktivitas farmakologis penting dan merupakan kandidat yang menjanjikan untuk obat baru, khususnya di bidang antitumor. Penelitian juga menunjukkan bahwa banyak alkaloid indol dengan efek anti tumor berasal dari alkaloid indol terpenoid. Oleh karena itu, alkaloid indol terpenoid masih menjadi fokus penelitian rekayasa metabolisme pada alkaloid indol. Selain itu, C. roseus yang kaya akan terpenoid indol alkaloid merupakan tanaman model yang ideal untuk mempelajari biosintesis alkaloid indol.

Aktivitas Antileishmanial dari Alkaloid Indole dari Peschiera australis

    Leishmaniasis adalah masalah kesehatan utama yang mempengaruhi sekitar 12 juta orang di seluruh dunia, dengan 2 juta kasus baru didiagnosis setiap tahun. Agen penyebab penyakit ini adalah parasit dari genus Leishmania , yang menginfeksi dan bereplikasi di makrofag inang vertebrata. Leishmaniasis menyajikan spektrum klinis yang luas, mulai dari infeksi asimtomatik dan sembuh sendiri hingga yang menyebabkan kematian yang signifikan. Baru-baru ini, peningkatan dramatis dalam jumlah kasus leishmaniasis telah diamati pada pasien dengan fungsi sel T yang terganggu, seperti mereka yang terinfeksi virus human immunodeficiency.

   Analisis kimia CLF mengidentifikasi coronaridine, alkaloid indol tipe iboga, sebagai salah satu konstituen utamanya. Coronaridine, secara alami ditemukan di P. australis, P. laeta, P. van heurkii, dan E. coronaria, juga telah disintesis dan saat ini diuji sebagai terapi antiaddiktif. Untuk mengevaluasi perubahan morfologi yang disebabkan oleh CLF dan coronaridine, promastigotes dan makrofag terinfeksi yang diobati dengan senyawa ini dianalisis dengan mikroskop elektron transmisi. Perubahan ultrastruktural yang mencolok pada promastigotes yang terpapar CLF adalah pembengkakan dan disorganisasi mitokondria yang luar biasa. Tidak ada perubahan lain pada organel parasit yang diamati dalam pengobatan singkat ini. Perubahan mitokondria serupa juga diamati pada bentuk amastigote intraseluler yang diobati dengan coronaridine. Penting bahwa mitokondria, serta organel makrofag lain yang dirawat dengan konsentrasi koronaridin yang sama, tidak terpengaruh, yang dapat menunjukkan spesifisitas koronaridin untuk parasit mitokondria.

    Bukti selektivitas koronaridin terhadap parasit diperkuat oleh aktivitas mitokondria yang diawetkan dalam makrofag manusia yang diobati dengan obat yang diukur dengan metode XTT. Dalam pengujian ini, dehidrogenase mitokondria memetabolisme reagen XTT menjadi pewarna formazan yang larut dalam air. Sel dengan mitokondria yang rusak tidak dapat memetabolisme XTT. Selain itu, tidak ada kerusakan signifikan lainnya yang diamati pada murine yang diobati dengan koronaridin atau makrofag manusia seperti yang diukur dengan uji eksklusi biru tripan. Aktivitas fagositik makrofag juga dipertahankan pada konsentrasi koronaridin yang beracun bagi parasit. Secara umum, obat dapat bekerja secara langsung melawan parasit atau tidak langsung dengan mengaktifkan mekanisme mitokondria makrofag seperti produksi NO, yang telah terbukti menjadi mekanisme antileishmanial yang paling efektif. Coronaridine yang dimurnikan tidak dapat meningkatkan produksi NO baik di makrofag yang diaktifkan atau tidak. Stimulasi kecil produksi NO oleh CLF dapat disebabkan oleh alkaloid berbeda yang ada dalam fraksi ini. Perubahan yang nyata dalam mitokondria dari kedua bentuk parasit tersebut menunjukkan bahwa metabolisme energi mereka terpengaruh. Lesi mitokondria serupa telah ditunjukkan di Leishmania promastigotes mayor diobati dengan chalcones yang menghambat respirasi dan mitokondria dehidrogenase. Menariknya, mitokondria adalah organel target pada spesies Leishmania yang berbeda yang dirawat dengan pentamidine, paramomycin, licochalcone A dan dihydroxy-methoxychalcone. Menariknya, ketokonazol, yang merupakan penghambat sintesis ergosterol, juga mempengaruhi morfologi mitokondria. Sintesis ergosterol merupakan target kemoterapi yang penting, karena lipid ini adalah komponen utama membran Leishmania.

Coronaridine, salah satu alkaloid indol yang ditemukan di CLF dari P. australis

 

PERMASALAHAN

1. Alkaloid indol yang berguna dalam pengobatan, pada umumnya merupakan molekul multisiklik yang agak kompleks. Alkaloid indol ini telah menunjukkan beberapa aktivitas farmakologis penting dan merupakan kandidat yang menjanjikan untuk obat baru. Jelaskan contoh dari beberapa obat-obatan penting yang dihasilkan dari alkaloid indol ini! (Vika Seputri_086)
2. Pada blog saya dijelaskan bahwa alkaloid indole digunakan sebagai obat malaria. Malaria merupakan penyakit yang disebabkan oleh infeksi dari protozoa Plasmodium falciparum yang ditularkan dari nyamuk Anopheles. Dijelaskan bahwa salah satu turunan alkaloid indole yaitu indole-napthalene menunjukkan menunjukkan antimalaria in vitro ampuh activity dengan EC50 = 30 nM melawan obat-sensitif (3D7) dan EC50 = 37 nM untuk strain P. falciparum yang resistan terhadap obat (Dd2). Bagaimana penyakit malaria ini dapat terinfeksi kedalam tubuh manusia dan bagaimana mekanisme kerja dari alkaloid indole dalam menghambat pertumbuhan Plasmodium falciparum penyebab penyakit malaria tersebut? (Siti Ardiyah_004)
3. Alkaloid inboga (monoterpronoid) ialah pembagian dari alkaloid indole yang mana berasal dari secolonganin yang bergantung pada tanaman tabenanti iboga yang berada pada daun, buah dan biji bersifat halusinogenil bersifat antikpnvulsan serta sebagai obat untuk kecanduan heroin.Yang ingin saya tanyakan, bagaimana kerja dari Alkaloid inboga ini terhadap orng yang kecanduan Heroin (Narkoba). (Sandi_041)
4. Alkaloid indol bekerja pada sistem saraf pusat dan perifer. Selain itu, bisindole alkaloid vinblastine dan vincristine menunjukkan efek antineoplastik. Jadi, bagaimana vinblastine yang merupakan Alkaloid Indol dapat menyebabkan efek antineoplastik? (Kelantan_023)
5. Alkaloid indole digunakan sebagau aktivitas antioksidan. Dalam tubuh manusia, spesies oksigen reaktif (ROS) berada terus menerus dihasilkan dan terlibat dalam berbagai reaksi biologis yang signifikan secara fisiologis. Namun,kelebihan radikal bebas dapat menyebabkan kerusakan pada protein, lipid dan DNA di dalam sel. Bagaimana kerja indole sebagai anti oksidan? (Andrika Dwi sakti_025)
6. Pada gambar berikut mengapa pada ia (Dichlorine dioxide) lebih aktif menyerang C2 dibandingkan C3. Bagaimana kreaktifan dari Dichlorine dioxide ini terhadap alkaloid indole pada C2 dan C3? (Nurhalimah_024)

Video diskusi permasalahan kelompok 1 dapat dilihat pada link dibawah ini :

https://youtu.be/zTRCsxDvajs