Karakteristik Senyawa Organik Bahan Alam

Metabolit adalah hasil dari metabolism. Metabolisme adalah proses pada organisme yang melibatkan enzim dan reaksi kimia tertentu untuk memperoleh energi dari ATP guna menyusun suatu jaringan.

Bahan alam dibedakan menjadi dua berdasarkan fungsi terhadap makhluk hidup pembuatnya yakni:

1. Metabolit primer

2. Metabolit sekunder

1.      Metabolit Primer

Metabolit primer adalah satu metabolit atau molekul produk akhir atau produk antara dalam proses metabolisme makhluk hidup, yang fungsinya sangat esensial bagi kelangsungan hidup organisme tersebut, serta terbentuk secara intraseluler. Contohnya adalah protein, lemak, karbohidrat, dan DNA pada umumnya metabolit primer tidak diproduksi berlebihan. Pada sebagian besar mikroorganisme, produksi metabolit yang berlebihan dapat menghambat pertumbuhan, dan kadang-kadang dapat mematikan mikroorganisme tersebut. Proses metabolisme untukk membentuk metabolit primer disebut metabolit primer (Dewick, 1999).

Mikroorganisme menghasilkan metabolit primer seperti etanol dan metabolit sekunder misalnya antibiotik. Metabolit primer diproduksi pada waktu yang sama dengan pembentukan sel baru, dan kurva produksinya mengikuti kurva pertumbuhan populasi secara pararel. Metabolit sekunder mikroorganisme tidak diproduksi hingga sel mikroorganisme menyelesaikan secar lengkap fase pertumbuhan logaritmiknya, dikenal sebagai fase tropofase dan memasuki fase stasioner. Periode selanjutnya, ketika sebagian besar metabolit sekunder dihasilkan, disebut sebagai idiofase. Metabolit sekunder mikroorganisme dapat merupakan konversi dari metabolit primer mikroorganisme (Hogg, 2005).

Ciri-ciri metabolitme primer yaitu (Saifudin, 2014)

a.       Terbentuk melalui metabolisme primer

b.      Memiliki fungsi yang esensial dan jelas bagi kelangsungan hidup organisme penghasilnya (merupakan komponen esensial tubuh misalnya asam amino, vitamin, nukleotida, asam nukleat dan lemak)

c.       Sering berhubungan dengan pertumbuhan organisme penghasilnya

d.      Bersifat tidak spesifik (ada pada hampir semua makhluk hidup)

e.       Dibuat dan disempan secara intraseluler

f.       Dibuat dalam kuantitas yang cukup

g.      Hasil akhir dari metabolisme energi adalah etanol

h.      Terlibat langsung dalam fungsi fisiologis normal seperti protein dan enzim

i.        Terdapat didalam organisme atau sel

j.        Dikenal dengan istilah metabolit sentral

k.      Berat molekul (BM) dari kecil dalam bentuk monomer hingga polimer sangat besar (> 1500 dalton)

2.      Metabolit Sekunder

Metabolit sekunder adalah senyawa organik yang dihasilkan tumbuhan yang tidak memiliki fungsi lansung pada fotosintesis, pertumbuhan atau respirasi, transport solut, translokasi, sintesis protein, asimilasi nutrien, diferensiasi, pembentukan karbohidrat, protein dan lipid. Metabolisme sekunder seringkali hanya dijumpai pada satu spesies atau sekelompok spesies berbeda dengan metabolit primer (asam amino, nukleotida, gula, lipid) yang dijumpai hampir di semua kingdom tumbuhan. Metabolit sekunder yang merupakan hasil samping atau intermediet metabolisme primer memiliki fungsi sebagai berikut (Masturi, 2016) :

1.      Berperan penting pada dua strategi resistensi, yaitu:

a.       Level struktur, phenyl propanoid adalah komponen utama polimer dinding polimer lignin dan suberin,  

b.      Menginduksi antibiotik pertahanan yang berasal dari fenolik dan terpenoid (fitoaleksin)

2.      Melindungi tumbuhan dari ganguan herbivor dan menghindari infeksi yang disebabkan oleh patogen mikrobia. Tumbuhan menggunakan metabolit sekunder sebagai antibiotik atau agen sinyal selama interaksi dengan patogen.

3.      Menarik polinator dan hewan penyebar biji

4.      Berperan sebagai agen kompetisi antar tanaman

5.      Memberikan kontribusi yang bernilai terhadap hubungan antara tanaman dan lingkungannya

Salah satu senyawa yang tergolong senyawa organik ialah flavonoid. Senyawa flavonoid adalah suatu kelompok fenol yang terbesar yang ditemukan di alam. Senyawa-senyawa ini merupakan zat warna merah, ungu dan biru dan sebagai zat warna kuning yang ditemukan dalam tumbuh-tumbuhan.

Flavonoid merupakan pigmen tumbuhan dengan warna kuning, kuning jeruk, dan merah dapat ditemukan pada buah, sayuran, kacang, biji, batang, bunga, herba, rempah-rempah, serta produk pangan dan obat dari tumbuhan seperti minyak zaitun, teh, cokelat, anggur merah, dan obat herbal. Senyawa ini berperan penting dalam menentukan warna, rasa, bau, serta kualitas nutrisi makanan. Tumbuhan umumnya hanya menghasilkan senyawa flavonoid tertentu. Keberadaan flavonoid pada tingkat spesies, genus atau familia menunjukkan proses evolusi yang terjadi sepanjang sejarah hidupnya. Bagi tumbuhan, senyawa flavonoid berperan dalam pertahanan diri terhadap hama, penyakit, herbivori, kompetisi, interaksi dengan mikrobia, dormansi biji, pelindung terhadap radiasi sinar UV, molekul sinyal pada berbagai jalur transduksi, serta molekul sinyal pada polinasi dan fertilitas jantan.

Senyawa flavonoid untuk obat mula-mula diperkenalkan oleh seorang Amerika bernama Gyorgy (1936). Secara tidak sengaja Gyorgy memberikan ekstrak vitamin C (asam askorbat) kepada seorang dokter untuk mengobati penderita pendarahan kapiler subkutaneus dan ternyata dapat disembuhkan. Mc.Clure (1986) menemukan pula oleh bahwa senyawa flavonoid yang diekstrak dari Capsicum anunuum serta Citrus limon juga dapat menyembuhkan pendarahan kapiler subkutan. Mekanisme aktivitas senyawa tersebut dapat dipandang sebagai fungsi „alat komunikasi‟ (molecular messenger} dalam proses interaksi antar sel, yang selanjutnya dapat berpengaruh terhadap proses metabolisme sel atau mahluk hidup yang bersangkutan, baik bersifat negatif (menghambat) maupun bersifat positif (menstimulasi).

Flavonoid merupakan metabolit sekunder yang paling beragam dan tersebar luas. Sekitar 5-10% metabolit sekunder tumbuhan adalah flavonoid, dengan struktur kimia dan peran biologi yang sangat beragam Senyawa ini dibentuk dari jalur shikimate dan fenilpropanoid, dengan beberapa alternatif biosintesis. Flavonoid banyak terdapat dalam tumbuhan hijau (kecuali alga), khususnya tumbuhan berpembuluh. Flavonoid sebenarnya terdapat pada semua bagian tumbuhan termasuk daun, akar, kayu, kulit, tepung sari, nectar, bunga, buah buni dan biji. Kira-kira 2% dari seluruh karbon yang difotosintesis oleh tumbuh-tumbuhan diubah menjadi flavonoid. Flavonoid merupakan turunan fenol yang memiliki struktur dasar fenilbenzopiron (tokoferol), dicirikan oleh kerangka 15 karbon (C6-C3-C6) yang terdiri dari satu cincin teroksigenasi dan dua cincin aromatis. Substitusi gugus kimia pada flavonoid umum- nya berupa hidroksilasi, metoksilasi, metilasi dan glikosilasi. Klasifikasi flavonoid sangat beragam, di antaranya ada yang mengklasifikasikan flavonoid menjadi flavon, flavonon, isoflavon, flavanol, flavanon, antosianin, dan kalkon. Lebih dari 6467 senyawa flavonoid telah diidentifikasi dan jumlahnya terus meningkat. Kebanyakan flavonoid berbentuk monomer, tetapi terdapat pula bentuk dimer (biflavonoid), trimer, tetramer, dan polimer.

Permasalahan:

1.         Metabolit sekunder mikroorganisme tidak diproduksi hingga sel mikroorganisme menyelesaikan secar lengkap fase pertumbuhan logaritmiknya, dikenal sebagai fase tropofase, bagaimana proses tersebut sebenarnya terjadi?

2.         Metabolit sekunder berperan sebagai agen antar tanaman. Dapat diketahui bahwa kompetisi dapat didefenisikan sebagai salah satu bentuk interaksi antar tumbuhan yang saling memperebutkan sumber daya alam yang tersedia terbatas pada lahan dan waktu sama yang menimbulkan dampak negatif terhadap pertumbuhan dan hasil salah satu jenis tumbuhan atau lebih. Lantas dimanakah letak peran positifnya?