Metabolit-Sekunder-dan-Jalur-Biosintesisnya.pptx

metabolit sekunder

1. Metabolit Sekunder dan Jalur Biosintesisnya Eksplorasi mendalam tentang senyawa bioaktif yang diproduksi tumbuhan dan jalur biosintesis yang mengendalikan pembentukannya

2. Apa itu Metabolit Sekunder? Metabolit sekunder adalah senyawa organik kompleks yang tidak secara langsung diperlukan untuk pertumbuhan dasar dan reproduksi tanaman, namun memberikan keunggulan evolusi yang signifikan. Berbeda dengan metabolit primer seperti glukosa dan protein yang vital untuk kehidupan, metabolit sekunder berperan sebagai "alat khusus" untuk bertahan hidup di lingkungan yang menantang. Karakteristik utama: Tidak esensial untuk metabolisme dasar Diproduksi dalam kondisi stres tertentu Memberikan keunggulan adaptif Sumber utama bahan obat alami

3. Fungsi Metabolit Sekunder dalam Tumbuhan Mekanisme Pertahanan Melindungi tanaman dari serangan hama, patogen, dan herbivora melalui senyawa toksik atau penghambat enzim yang mengganggu sistem pencernaan penyerang. Atraktan dan Repelen Menarik serangga penyerbuk melalui aroma dan warna menarik, sekaligus mengusir hama dengan senyawa pahit atau beracun yang tidak disukai. Sumber Senyawa Bioaktif Menyediakan bahan baku untuk industri farmasi, kosmetik, dan pangan berupa antioksidan, anti-inflamasi, dan antimikroba yang bermanfaat bagi manusia.

4. Tiga Jalur Biosintesis Utama Metabolit Sekunder Jalur Asam Shikimat Menghasilkan senyawa aromatik seperti flavonoid, tanin, dan lignin melalui kondensasi fosfoenolpiruvat dengan eritrosa-4-fosfat. Alkaloid aromatik Senyawa fenolik Asam amino aromatik Jalur Asam Malonat Bertanggung jawab atas pembentukan poliketida dan asam lemak kompleks menggunakan asetil-CoA sebagai unit pembangun dasar. Antibiotik alami Pigmen tanaman Resin pelindung Jalur Mevalonat & MEP Mengontrol sintesis terpenoid dan steroid melalui dua jalur paralel di sitoplasma dan plastida untuk maksimal efisiensi. Karotenoid Minyak atsiri Fitosterol

5. Jalur Asam Shikimat Mekanisme Biosintesis Jalur ini dimulai dengan kondensasi fosfoenolpiruvat (PEP) dan eritrosa-4-fosfat melalui serangkaian reaksi enzimatis yang dikatalisis oleh enzim-enzim spesifik seperti DAHP sintase. Tahapan kunci: Pembentukan DAHP (3-deoksi-D-arabino-heptulosonat 7-fosfat) Siklisasi menuju asam shikimat Konversi ke asam amino aromatik Derivatisasi menjadi metabolit sekunder Produk Utama: Flavonoid (quercetin, kaempferol), tanin kondensasi, lignin struktur, dan alkaloid benzioisoquinolin.

6. Diagram Jalur Biosintesis Asam Shikimat 01 Kondensasi Prekursor Fosfoenolpiruvat + Eritrosa-4-fosfat → DAHP melalui katalis DAHP sintase 02 Pembentukan Shikimat DAHP mengalami serangkaian reaksi reduksi dan dehidrasi membentuk asam shikimat 03 Sintesis Chorismat Asam shikimat dikonversi menjadi chorismat sebagai precursor kunci metabolit aromatik 04 Diversifikasi Produk Chorismat bercabang menuju fenilalanin, tirosin, dan triptofan serta metabolit sekundernya

7. Jalur Asam Malonat Pembentukan Poliketida Jalur asam malonat menggunakan malonil-CoA sebagai unit pembangun untuk menghasilkan rantai karbon panjang melalui kondensasi berulang dengan bantuan enzim poliketida sintase (PKS). Mekanisme reaksi: Aktivasi asetil-CoA menjadi malonil-CoA Kondensasi head-to-tail berulang Modifikasi post-kondensasi (reduksi, dehidrasi) Siklisasi dan aromatisasi produk akhir Jalur ini menghasilkan senyawa dengan aktivitas biologis tinggi seperti antibiotik polyene, pigmen anthocyanin, dan resin protektif. Jalur malonat bertanggung jawab atas 25% dari seluruh metabolit sekunder yang dikenal memiliki aktivitas farmakologis.

8. Jalur Asam Mevalonat dan MEP Jalur Mevalonat (Sitoplasma) Dimulai dari asetil-CoA, menghasilkan IPP dan DMAPP melalui HMG-CoA reduktase. Menghasilkan sterol, sesquiterpen, dan triterpen. Fitosterol (sitosterol, stigmasterol) Sesquiterpen (farnesol, artemisinin) Saponin triterpenoid Jalur MEP (Plastida) Menggunakan piruvat dan gliseraldehida-3-fosfat, dikatalisis DXS dan DXR. Menghasilkan monoterpen, diterpen, dan karotenoid. Karotenoid (β-karoten, lutein) Monoterpen (mentol, limonene) Diterpen (giberelin, taxol)

9. Diagram Jalur Biosintesis Terpenoid Asetil-CoA Prekursor utama jalur mevalonat di sitoplasma HMG-CoA Reduktase Enzim kunci pengatur laju jalur mevalonat IPP/DMAPP Unit isopren aktif untuk polimerisasi terpenoid Diversifikasi Pembentukan mono-, sesqui-, di-, dan triterpenoid Kedua jalur ini bekerja secara komplementer untuk memenuhi kebutuhan terpenoid yang beragam dalam sel tumbuhan.

10. Kesimpulan Adaptasi Evolusi Metabolit sekunder merepresentasikan solusi evolusi untuk bertahan hidup, memberikan keunggulan kompetitif dalam ekosistem yang kompleks dan dinamis. Tiga Jalur Utama Biosintesis melalui jalur shikimat, malonat, dan mevalonat/MEP menghasilkan ribuan senyawa dengan struktur dan fungsi yang beragam. Potensi Aplikasi Pemahaman mendalam jalur biosintesis membuka peluang pengembangan obat baru, nutraceutical, dan bioteknologi untuk kesejahteraan manusia. Penelitian berkelanjutan dalam bidang ini akan terus mengungkap misteri alam dan memberikan solusi inovatif untuk tantangan kesehatan global.