Drs. I Gusti Agung Gede Bawa, M.Si.

Transkripsi

1 Drs. I Gusti Agung Gede Bawa, M.Si.

2 Sejak lama orang telah mengetahui bahwa batu empedu terdiri sebagian besar dari alkohol yang berwujud kristal putih yang disebut kolesterol. C D A B kolesterol. Molekul kolesterol terdiri atas tiga lingkar enam (A, B, C) yang tersusun seperti dalam fenantren dan sebuah lingkar lima (D).

3 idrokarbon tetrasiklik jenuh, yang terdiri atas 17 atom karbon dan tersusun seperti sistem lingkar demikian disebut 1,2-siklopentanoperhidrofenantren. 1,2-siklopentanoperhidrofenantren. Kerangka karbon seperti ini, banyak ditemukan dalam senyawa-senyawa bahan alam yang tergolong steroid. Kerangka dasar karbon steroid adalah sebagai berikut : R 2 R 1 R 3

4 Steroid memiliki inti siklopentanoperhidropenantren; 1 molekul fenantren yang terhidrogenasi 1 cincin siklopentano siklopentano siklopentanoperhidrofenantren perhidrofenantren

5 Kerangka dasar karbon steroid adalah sebagai berikut : R 2 R 1 R 3 C-19 C-21 C-24 C-28 C-29 C-18 C-23 C-27 (Androstan) (Pregnan) (Kolan) (Kolestan) (Ergostan) (Stigmastan) (Estran) (Kardanolida) (Spirostan) Perbedaan structural pada steroid-steroid alam bergantung pada beberapa factor ; 1. panjang rantai karbon R 1 2. gugus fungsi yang terdapat pada inti, R 1, R 2 dan R 3

6 Membedakan senyawa-senyawa dalam satu kelompok kolesterol ergosterol -sitosterol stigmasterol

7 Membedakan senyawa-senyawa dalam satu kelompok C C Asam kolat Asam deoksikolat C C Asam litokolat Asam senodeoksikolat C Asam kolanat

8 Kerangka dasar karbon steroid adalah sebagai berikut : R 2 R 1 R 3 Perbedaan structural pada steroid-steroid alam bergantung pada beberapa factor ; 1. panjang rantai karbon R 1 2. gugus fungsi yang terdapat pada inti, R 1, R 2 dan R 3 3. konfigurasi dari pusat-pusat asimetris pada kerangka dasar karbon.

9 3 2 1 A 4 5 C 3 10 B C 8 C 3 R 13 D A C 3 B C C 3 D R A/B trans (deret 5 ) A/B cis (deret 5 ) Dengan menggunakan model molekul akan segera terlihat bahwa molekul steroid relatif datar (planar) Berdasarkan hal ini, atom atau gugus yang terikat pada inti molekul dapat dibedakan atas dua jenis yaitu atom / gugus berkonfigurasi dan atom atau gugus berkonfigurasi Variasi konformasi : 1. A/B trans atau A/B cis ini melahirkan senyawa deret 5 atau 5 2. B/C trans 3. C/D trans atau C/D cis (umumnya C/D trans) deret 14 atau 14.

10 Sebagaimana senyawa organik lainnya, tata nama sistematik dari steroid (menurut IUPAC), didasarkan pada struktur dari hidrokarbon steroid tertentu. Nama hidrokarbon steroid itu ditambahi awalan atau akhiran yang menunjukkan jenis substituen. Sedangkan posisi substituen itu ditunjukkan oleh nomor atom karbon dimana substituen itu terikat. Untuk maksud ini, penomoran atom karbon dalam molekul steroid adalah sebagai berikut : R A C 3 R 19 C C D B

11 Berdasarkan struktur umum steroid di atas, maka jenis-jenis hidrokarbon induk dari steroid adalah sebagai berikut : Nama Jumlah atom C Jenis rantai samping (R) Androstan C19 Pregnan C21 C 2 C 3 Kolan C24 C(C 3 )(C 2 ) 2 C 3 Kolestan C27 C(C 3 )(C 2 ) 3 C(C 3 ) 2 Ergostan C28 C(C 3 )(C 2 ) 2 C(C 3 )C(C 3 ) 2 Stigmastan C29 C(C 3 )(C 2 ) 2 C(C 2 5 )C(C 3 ) 2 idrokarbon induk yang lain adalah : Estran (C-18) Kardanolida (C-23) Spirostan (C-27)

12 Dalam nama sistematik steroid, konfigurasi atom C-5 harus ditunjukkan oleh awalan 5 atau 5, kecuali bila atom itu berikatan rangkap. Dalam pemberian nama steroid, jenis substituen ditunjukkan sebagaimana lazimnya berlaku, yakni memberikan awalan atau akhiran pada nama hidrokarbon induk. Posisi dari substituen harus ditunjukkan oleh nomor dari atom karbon dimana ia terikat. Konfigurasi dari substituen ditunjukkan pula dengan huruf-huruf atau (bila diketahui) atau (bila tidak diketahui). Contoh : C 3 C 2 C 3 C 3 C 3 C 3 5, 14, 17 -Pregnan 5 -Kolest-8(14)-en-3 -ol

13 C 3 C 3 C 3 C 3 3, 15 -dihidroksi-5 androstan-17-on Kolest-5-en-3 -ol C 3 C C 3 C 3 Asam 3, 7, 12 - trihidroksi- 5 -kolan-24-at 3 -hidroksiestran-1,3,5(10)- trien-17-on

14 C 3 C 3 C 2 C= C 3 C idroksiandrost-4-en-3-on 17, 21 -dihidroksipregn-4-en- 3,11,20-trion

15 Steroid dapat dikelompokkan berdasarkan efek fisiologisnya, sehingga kita mengenal kelompok : Sterol Asam-asam Empedu ormon Steroid Ecdison Vitamin D?

16 Steroid-steroid alam, diturunkan lewat sederetan transformasi kimia dari dua senyawa induk yaitu lanosterol dan sikloartenol. Tahap awal biosintesis adalah umum untuk semua senyawa steroid alam yang berlangsung dari asam asetat sampai lanosterol (sikloartenol) melalui asam mevalonat dan skualen.

17

18

19 Secara umum telah dikenali bahwa semua steroid pada hewan bersumber dari lanosterol, sedangkan sikloartenol adalah precursor dari steroid-steroid yang terdapat pada tumbuhtumbuhan. Dasar deduksi ini bersandarkan pada tiga fakta yaitu : 1. Penggabungan sikloartenol menjadi fitosteroid 2. Jumlah yang besar dari sikloartenol ditemukan pada tumbuhan dan jarang ditemukan lanosterol pada tumbuhan 3. Ketidakmampuan hati menggunakan sikloartenol dari pada lanosterol untuk mensintesis kolesterol dan turunan-turunan steroid yang lain.

20 Sterol-sterol alam memiliki kerangka ; kolestan, ergostan atau stigmastan. Kolestan (C-27) Ergostan (C-28) Stigmastan (C-29)

21 Sterol-sterol ini biasanya membawa gugus hidroksil pada posisi 3 dan ikatan rangkap dua pada posisi 5(6) Kolesterol Ergosterol Sitosterol Stigmasterol

22 Bergantung pada sumbernya, sterol-sterol alam dikelompokan menjadi : 1. zoosterol (dari hewan khususnya vertebrata); 2. phytosterol (dari tumbuhan); 3. mycosterol (fungi); 4. marine sterol (organisme laut, invertebrate terutama sponge). Ad. 1. Zoosterol Cholesterol adalah jenis zoosterol yang ada dalam jaringan hewan dalam jumlah antara 0,05 5%. Pada otak manusia kolesterol sekitar 17% dari berat padat. Biosintesis cholesterol telah dipelajari pada hati tikus, termasuk fraksi subselulernya, seperti pada mikrosom hepatic dan juga dengan preparasi enzim.

23 Cholesterol muncul dari lanosterol, yang berbeda hanya pada hilangnya gugus metil pada C 4 dan C 14 ; ikatan rangkap dua pada posisi 5(6) bukan pada 8(9) dan jenuhnya rantai samping isooktil Transformasi dalam konversi lanosterol menjadi kolesterol, diawali dengan hidrogenasi ikatan rangkap rantai samping. 1. idrogenasi ini sangat bervariasi : dalam beberapa kasus hidrogenasi terjadi diawal reaksi, sedangkan pada otak manusia contohnya, hidrogenasi ini pada akhir tahapan idrogen yang masuk pada C 24 muncul dari medium, sedangkan hidrogen yang masuk pada C 25 berasal dari NADP. Stereokimia dari adisi ini adalah cis

24 2. Tahap selanjutnya adalah tahap demetilasi. Kehilangan gugus metil dari lanosterol umumnya berlangung dalam tahapan 14 -metil pertama-tama dieliminasi, kemudian 4 -metil, akhirnya 4 -metil. Gugus-gugus metil dieliminasi setelah dioksidasi sampai tingkat aldehid untuk metil 14, dan asam karboksilat pada metil 4, sehingga dilepaskan asam formiat dan karbon dioksida. ksidasi berlangsung secara bertahap (metil alcohol 1 o aldehid asam karboksilat) dikatalisis seluruhnya oleh microsomal oksigenase. Dekarboksilasi akan berlangsung bila ada gugus keton tetangga berada pada posisi dari titik serangan. Jadi gugus pada C 3 dioksidasi menjadi karbonil dan direduksi menjadi alcohol selama proses demetilasi. Intermediate (2) tidak pernah diisolasi, menggambarkan bahwa deformilasi berlangsung bersamaan dengan hilangnya ion hidrida dari posisi C 15. Reduksi dari diena (3) menjadi (4) berlangsung oleh serangan sebuah proton dari medium pada posisi 15 dan ion hidrida dari NADP pada posisi 14, dengan adisi trans.

25 3. Tahap Isomerisasi Atom hidrogen pertama yang hilang dalam isomerisasi (9) menjadi (10), dimana reaksinya adalah prototropik dan berlangsung pertukaran proton dengan medium. 4. Tahap Dehidrogenasi Pembentukan diena (11) menyebabkan kehilangan dua proton ekstra melalui suatu proses yang memerlukan oksigen. Usaha untuk mendemonstrasikan proses hidroksilasi-dehidrasi tidak berhasil. leh karena itu, diduga bahwa dehidrogenasi langsung oleh molekul oksigen, diaktivasi secara enzimatik. 5. Tahap idrogenasi Reduksi akhir dari ikatan rangkap 7(8) dalam diena (11) dipengaruhi oleh NADP, yang menstranfer sebuah ion hidrida ke dalam posisi 7, sedangkan hydrogen muncul dari medium.

26 (1) Lanosterol (3) C (2) (4) (5) C

27 C (5) (6) (8) (7) C (9) (10)

28 (10) (11) _ Enz-X = 2 (10) 2 2 Enz-X Enz-X Kolesterol

29 Fitosterol yang paling umum adalah stigmasterol, yang melimpah terutama pada soya-beans (kacang kedelai) dan calabar seeds. Stigmasterol Fitosterol diturunkan dari sikloartenol. Pembukaan cincin siklopropana kemungkinan terjadi setelah kehilangan gugus 4 -metil, sebelum kehilangan gugus 14 -metil. Gugus 4 -metil dieliminasi sebelum gugus 4 -metil, dalam urutan yang sama seperti ditemukan dalam biosintesis kolesterol.

30 sikloartenol orizanol C sikloeucalenol sitrostadienol (13) (12) stigmasterol -sitosterol

31 Kerangka fitosterol mempunyai keanehan, yaitu mempunyai satu atau dua atom karbon lebih banyak dari kelompok kolestan. Kelebihan karbon ini terikat pada posisi 24 sebagai gugus metil atau metilen atau sebagai suatu gugus etil atau etiliden untuk menghasilkan struktur ergostan (C-28) dan stigmastan (C-29). Tambahan atom karbon ini berasal dari metionin. Mekanisme single dan double metilasi mungkin mengikuti skema dibawah ini, dimana atom karbon pertama yang ditambahkan pada ikatan rangkap 24(25) dan atom karbon kedua pada C 28 gugus metilen. Kehadiran ikatan rangkap pada rantai samping pada posisi jauh dari sisi kationik lebih sulit dijelaskan seperti pada (20) dan (21).

32 C 3 S + (14) (20) (16) + (15) (21) C 3 S + (17) + (18) (22) (19)

33 Ergosterol adalah jenis mycosterol yang paling banyak, dan disintesis dalam jumlah banyak oleh yeasts. Ergosterol Asam eburikoat, memiliki kerangka trimetilergostan dan zymosterol adalah mycosterol yang lain. C Asam eburikoat zymosterol Senyawa ini sangat mungkin diturunkan dari lanosterol, seperti pada kolesterol; karena yeasts juga menghasilkan lanosterol.

34 Beberapa sterol yang telah diisolasi dari invertebrata laut termasuk kolesterol dan poriferasterol dari sponge, chalinasterol atau ostreasterol juga dari sponge, sea anemones (coelenterate) dan oyster (bivalve mollusks); stellasterol dari star-fish (echinoderms); desmosterol dari crustaceae. poriferasterol chalinasterol stellasterol desmosterol

35 Kolesterol dan Fitosterol dapat mengalami berbagai transformasi struktural pada tumbuh-tumbuhan, khususnya melibatkan rantai samping. Produk-produk yang dihasilkan dapat dikelompokkan menjadi dua kelompok, yaitu : glikosida kardiotonik saponin steroid.

36 Nama senyawa ini mencerminkan kemampuannya menstimulasi jantung, sehingga sering juga disebut glikosida jantung. Pada hidrolisis asam atau enzimatik senyawa ini memberikan a-glikon, yang disebut genin. Genin-genin ini memiliki inti steroid biasa, namun rantai sampingnya khas, seperti : bentuk cincin butenolida pada a-glikon cardanolida, contohnya : digoksigenin;

37 bentuk cincin 2-piron pada a-glikon scilladienolida atau bufadienolida, contohnya : scillarenin; hanya dua atom karbon seperti dalam a-glikon digitanolida, contohnya : diginigenin

38 Molekul k-strophantosida yang merupakan komponen dari Strophanthus kombe, merupakan salah satu glikosida kardiotonik jenis cardanolida; Disamping cincin -lakton- -tak jenuh; suatu gugus hidroksil tersier pada posisi 14 ; sambungan cis antara cincin A/B dan C/D; sambungan trans cincin B/C (8 - dan 9 -); Suatu saat struktur yang aneh/ganjil juga ditemukan, seperti sambungan trans antara cincin A/B (5 -) atau cincin butenolida pada C 17 berorientasi dan gugus hidroksil pada C 3 juga berorientasi. C -D-glukosa -D-glukosa-cimarosa k-strophantosida

39 ksidasi substituent metil pada posisi C 10 pada kerangka steroid menjadi gugus alcohol atau aldehid adalah ciri khas kelompok cardanolida pada Strophanthus, sedangkan family Digitalis sering mempunyai gugus alcohol pada posisi C 12 dan C 16. Residu glikosida terikat pada posisi 3, yang tersusun dari 2 5 unit gula, seperti D-glukosa, L-ramnosa dan monosakarida jarang lainnya seperti digitokosa, digitalosa dan cimarosa. C C C C 2 C C 2 C 3 3 C C 3 C 2 digitokosa C 3 digitalosa C 3 cimarosa Glycosida cardanolida umum ditemukan dalam family tumbuhan Apocynaceae, Liliaceae, Ranunculaceae dan Scrophulariaceae.

40 Mereka mungkin berasal dari intermediate berkerangka pegnan (C-21), yaitu Pregnenolon, yang dia sendiri diturunkan dari kolesterol atau fitosterol dengan proses yang hampir sama dengan yang terjadi pada vertebrata. kolesterol pregnenolon + C asam isokaproat

41 Progesteron secara spesifik dimasukkan ke dalam cardanolida, dimana dua atom karbon diperlukan untuk melengkapi cincin butenolida yang berasal dari suatu unit asetat. Skema biosintesis cardanolida yang mungkin ditunjukkan pada Gambar dibawah untuk digitoksigenin. R kolesterol (fitosterol) pregnenolon progesteron C C 3 digitoksigenin

42 Scilladienolida tersebar terutama pada tumbuhan genus Scilla, juga disebut bufadienolida atau bufatenolida. Beberapa senyawa ini telah ditemukan dalam bentuk bebasnya atau terkonyugasi/tersambung dengan suberylarginin, racun yang dieksresikan oleh kelenjar kulit dan parotid pada kodok/katak. Suberylarginin terikat pada gugus 14 -hidroksil, seperti dalam bufotoksin yang diisolasi dari racun kodok eropa (Bufa vulgaris). Selain cincin lakton, bufadienolida menunjukkan ciri struktur yang sama seperti cardanolida. Progesteron + "C-3" (?) (?) R = R = bufotalin C C C 2 ) 6 CNC (C 2 ) 3 N 2 NC=N CC 3 suberylarginin R bufotoksin

43 Mekanisme pembentukan cincin 2-piron masih belum ditetapkan secara biogenetik, walaupun kolesterol nampak menjadi intermediate wajib pada bufadienolida, baik dalam tumbuhan maupun dalam kodok. Seperti dalam cardanolida, cincin lakton akan terbentuk dalam tumbuhan mengikutti degradasi dari rantai samping isooktil memberikan turunan pregnan. Tiga atom karbon yang diperlukan untuk melengkapi cincin piron tidak muncul dari asam asetat, tetapi dari suatu unit C-3 yang belum diketahui. Turunan tertentu dari asam kolanat (cholanic acid) telah ditemukan pada kodok yang bertindak sebagai precursor untuk bufadienolida dari pada turunan pregnan. Dalam hewan, semua karbon penyusun cincin -lakton akan muncul dari rantai samping kolesterol. C asam-5 -kolanat

44 Digitanolida tidak mempunyai aktivitas cardiotonik, baik a- glikonnya atau dalam bentuk konyugasinya dengan gula, yang merupakan ciri khas dari glikosida cardanolida; Namun, demikian mereka dibahas bersama-sama dengan cardanolida dan scilladienolida, karena kesamaan strukturnya. Digitanolida tidak memiliki cincin lakton.

45 Seperti glikosida cardiotonik, saponin steroid terdiri dari aglikon steroid (sapogenin) terkonyugasi dengan suatu oligosakarida terikat melalui gugus hidroksil pada posisi 3. -D-glukosa -D-glukosa C 2 -L-ramnosa -D-glukosa sarsaparillosida ligosakarida yang umum terlibat adalah heksosa dan pentosa, seperti D-glukosa, D-xilosa dll., dengan jumlah 2 6.

46 Saponin berprilaku seperti sabun, dimana larutannya (dalam air) mudah membentuk busa/buih. Karena sifat ini dan sifat homolitiknya, saponin cukup beracun bagi hewan, jika masuk langsung ke dalam darah hewan, sedangkan tidak beracun bila dihirup. Ketertarikan secara ekonomik terhadap saponin steroid muncul dari pemakaian senyawa ini sebagai bahan baku untuk produksi (secara industry) hormon sex, corticosteroid dan turunan steroid umum lainnya. Sumber utama saponin adalah tumbuhan tinggi, khususnya dalam family Liliaceae, Solanaceae dan Scrophulariaceae.

47 Kerangka karbon sapogenin adalah seperti sistem 5 atau 5 -kolestan. a-glikon yang diperoleh dari saponin yang sesuai melalui hidrolisis lembut (mild hydrolysis), umumnya juga memiliki sambungan spiro yang khas yang terbentuk dari dua cincin heterosiklik: suatu tetrahidrofuran, cincin E dan suatu tetrahidropiran, cincin F. Cincin-cincin ini masuk pada atom karbon 16 dan 17 dari inti dan karbonkarbon dari rantai samping isooktil. [] isosapogenin [] neosapogenin

48 Kombinasi dari sistem cincin spiro dan inti colestan disebut struktur spirostan, yang menyatakan kerangka dasar dari semua sapogenin. diosgenin sarsapogenin 25(27)-gitogenin Substituent metil pada C 25 dapat mengambil konfigurasi ekuatorial (25 -sapogenin atau isosapogenin), seperti dalam diosgenin; atau posisi aksial (25 -sapogenin atau neosapogenin), seperti dalam sarsasapogenin. Suatu gugus metilen suatu saat ada pada C 25, 25(27)-sapogenin seperti dalam 25(27)-gitogenin. spirostan

49 Secara biogenetik, ciri yang menarik dari senyawa ini adalah pembentukan sistem spirostan, atau bentuk terbukanya, seperti dalam sarsaparillosida. -D-glukosa -D-glukosa C 2 sarsaparillosida -L-ramnosa -D-glukosa Asal usul sapogenin dari kolesterol, dengan tak berubahnya (retention) semua atom karbon, secara eksperimental telah dikonfirmasi oleh eksperimen-eksperimen gabungan.

50 Biosintesis iso- dan neosapogenin ditunjukkan dalam Gambar di bawah. Sedikit variasi dalam tumbuhan yang berbeda sangat mungkin, seperti diamati dalam pembentukan phytosterol. [] isosapogenin [] neosapogenin

51 Pembentukan neosapogenin melalui hidroksilasi metil yang diturunkan dari C 2 MVA dan isosapogenin melalui hidroksilasi dari C 6. sapogenin

52 Dalam semua hewan yang dipelajari, asam-asam empedu dan alcohol terbentuk dari kolesterol dalam hati, dimana mereka juga disambungkan dengan taurin dan glysin. R 2 R 1, R 2, X = Asam kolat C X R 1 =, R 2, X = Asam deoksikolat R 1, R 2 =, X = Asam litokolat R 1 R 2 =, R 1, X = Asam chenodesoksikolat Garam empedu X = N C 2 CNa X = N C 2 C 2 S 3 Na (Glysin) (Taurin) Garam-garam empedu dialirkan ke dalam intestine (usus) dimana flora microbial melakukan transformasi kimia lebih lanjut pada inti steroid, seperti reduksi, hidroksilasi dll.

53 Dalam mempelajari biosintesis asam-asam empedu, ada dua bagian yang dapat dibedakan, yaitu : Bagian pertama, metabolit kolesterol sebelum kontak dengan intestinal flora; Bagian kedua, transformasi yang dilangsungkan oleh microbial flora seperti terjadi dalam usus (intestine). Dari titik pandang struktural, asam-asam empedu harus dapat dipertimbangkan sebagai turunan 5 -kolestan (atau koprostan, C-27). Namun prakteknya, memakai asam 5 -kolanat sebagai struktur dasar penamaan asam-asam empedu. C Asam 5 -kolanat

54 Sering gugus hidroksil pada posisi 7 ditemukan, C3-hidroksil juga sering berorientasi, bandingkan dengan asam kolat dan 5 -ciprinol. C Asam kolat 5 -ciprinol Ciri struktural ini dapat diterangkan dari rangkaian metabolik yang menghasilkan asam kolat dan kebanyakan asam-asam empedu primer. Tahap pertama, selalu hidroksilasi kolesterol menjadi 7 -hidroksi koleterol (23), proses ini dalam mikrosom hati tikus menggunakan enzim 7 -hidroksilase, yang juga memerlukan NADP dan oksigen. Tahap selanjutnya, adalah oksidasi gugus hidroksil pada C 3 Kemudian reduksi ikatan rangkap 5(6) dan gugus karbonil oleh serangan ion hidrida. ksidasi molekul berlanjut pada C 12, dan C 26. Pemutusan oksidatif rantai samping Konyugasi dengan taurin atau glisin.

55 kolesterol (23) C 2 C Reduksi 5(6) dan karbonil idroksilasi C12 dan 26 CSCoA CSCoA C 3 C 2 CSCoA + +CoAS

56 Degradasi rantai samping kolesterol berlangsung melalui suatu proses yang analog dengan -oksidasi dari asam lemak jenuh. Tahap pertama, oksidasi menjadi gugus karboksilat dari salah satu metil geminal pada C 25. Jika okidasi ini berhenti pada alkohol primer, karena tidak adanya suatu hidrogenase, alkohol-alkohol empedu diperoleh. Asam empedu tanpa gugus hidroksil pada C 7 dihasilkan dari degradasi awal dari rantai samping kolesterol. Sebagai contoh, adalah asam litokolat, yang sebagian diturunkan dari rangkaian 26-hidroksikolesterol menjadi asam 3 -hidroksikolest-5-en- 26-oat, kemudian menjadi asam litokolat. Mereka juga berasal dari mikrobial dehidroksilasi dari asam-asam 7 hidroksi, seperti terjadi dalam pembentukan asam deoksikolat, yang merupakan asam empedu dan mungkin untuk beberapa asam litokolat diturunkan dari asam chenodesoksikolat. Garam-garam natrium dari asam empedu adalah larut dalam air dan mempunyai sifat emulsi; mereka dapat menyerap lemaklemak dan zat-zat yang tak larut dalam air, seperti senyawa karoten dan vitamin K dalam usus

57 ormon-hormon steroid biasanya dibagi menjadi empat (4) kelompok yang berbeda dan masing-masing kelompok mempunyai struktur dan fisiologis yang mirip. Kelompok corticosteroid Kelompok gestogen Kelompok Androgen Kelompok Estrogen.

58 Deoxycorticosteron, corticosteron, aldosteron, dan cortisol merupakan senyawa dari kelompok corticosteroid, yang memiliki gugus 3-keto dan 20-keto, ciri khas dari progesteron dan juga mempunyai gugus fungsi alcohol primer pada C 21 dan kadangkadang suatu gugus hidroksil pada posisi 17 dan/atau 11. ormon-hormon ini diuraikan oleh adrenal cortex, yang dapat dipisahkan menjadi : a. Glycocorticoid, seperti cotisol dan corticosteron, yang berfungsi pada metabolism karbohidrat dan menjaga glycemia normal. b. Mineralocorticoid, seperti deoksicorticosteron dan aldosteron yang membantu mengontrol metabolism kation.

59 Ciri biogenetik dari berbagai corticosteroid menunjukkan bahwa transformasi masing-masing senyawa tidak berlangsung secara sama di seluruh suprarenal cortex; aldosteron secara eksklusif disintesis dalam bagian luar cortex (external part of cortex), cortisol dihasilkan pada bagian dalam (interior zone) dan, corticosterone disintesis pada kedua zone ini. Fakta ini menunjukkan bahwa aktivitas reduksi 17 -hidroxylase terjadi pada bagian luar cortex. Sintesis aldosterone berbeda dari sintesis glycocorticoid karena dia tidak distimulasi oleh ACT.

60 C 3 C 3 C= C pregnenolon C 2 progesteron pregnandiol C= C 3 C= C 3 C= deoksicorticosteron C 2 C= C 3 C= C 2 C= corticosteron C 2 C 2 C 2 C 2 C= C C= C= aldosteron cortisol

61 Gestogen yang paling khas adalah progesteron, yang terbentuk dari pregnenolon oleh oksidasi dari gugus fungsi alkoholik sekunder C 3 dan migrasi ikatan rangkap dari posisi 5(6) ke 4(5). Corpus luteum, yang berkembang dari burst follicle (kantung meledak) adalah suatu jaringan endokrin yang menghasilkan progesteron. Dua hormon gonadotropik dikenal dan dihasilkan anterior hypophysis. Follicle Stimulating ormone (FS), yang mendorong pendewasaan (maturasi ) follicle dalam ovary dan spermatogenesis dalam testicle Interstitial Cell Stimulating ormone (ICS), juga disebut luteinising hormone (L) pada wanita, menentukan sekresi estrogen dalam follicle dan mengubah burst follicle menjadi corpus luteum. ICS mendorong sekresi testosteron dari testicles.

62 Kelompok androgen : testosteron, dehidroepiandrosteron (DA) dan androstendion dihasilkan oleh jaringan interstitial dari testicle dan oleh adrenal cortex. Ikatan C 17 dan C 20 terputus dari precursor progesterone dengan memasukkan gugus 17 -hidroksil. Pemutusan dapat dibayangkan sebagai oksidasi jenis Bayer- Villiger atau sebagai suatu proses yang melibatkan TPP. ormon steroid jantan yang paling kuat adalah testosteron, dia dibentuk dalam testicle dan metabolit urinary yang paling umum adalah androsteron. Sintesis testosterone distimulasi oleh gonadotropin ICS. Pada orang dewasa kira-kira 20 mg testosteron disekresikan setiap hari. Testosteron mempunyai beberapa fungsi fisiologis terutama menyebabkan perkembangan ciri seksual jantan, menambah anabolisme protein dan menstimulasi spermatogenesis.

63 Androgen atau hormon sex jantan mempunyai kerangka androstan (C-19) dan membawa gugus fungsi oksigen pada C 17 menggantikan rantai samping. C 3 C= C 3 C= progesteron pregnenolon C 3 C= dehidroepiandrosteron urin androstendion testosteron androsteron

64 Kelompok estrogen : estron, estradiol, estriol dibiosintesis oleh follicle, dalam jumlah kecil oleh adrenal cortex, dibawah aksi synergistic dari gonadotropin FS dan L. Biosintesis ketiga senyawa di atas digambarkan oleh Gambar di bawah. Komplek multienzim yang mengkatalisis konversi androstendion menjadi estron biasanya disebut aromatase : nama yang menekankan transformasi cincin A dari inti steroid menjadi cincin aromatic. Pelepasan gugus metil pada C 19 berlangsung pada keadaan aldehid, asam formiat akan dibebaskan.

65 Reduksi lebih lanjut pada beberapa atom karbon ditemukan pada kerangka estran (C-18) yang merupakan ciri khas dari Estrogen atau hormon sex betina. Ciri khas dari struktur molekul-molekul ini adalah aromatisasi dari cincin A; hilangnya gugus metil pada C 19 dan gugus fungsi hidroksil fenolik pada C 3. 2 C C androstendion 2, NADP -C estradiol estron estriol

66 Semua hormon-hormon steroid yang diturunkan dari kolesterol pada hewan, melalui jalur biosintesis yang tahap awalnya sama. Ini adalah pemutusan oksidatif dari rantai isooktil pada ikatan C 20 /C 22 dan pemisahan rantai samping berlangsung dalam berbagai bagian anatomi: seperti adrenal cortex; corpus luteum; gonad dll. kolesterol pregnenolon + C asam isokaproat Dalam setiap kasus pregnenolon dan asam isokaproat terbentuk. Pregnenolon telah sukses digunakan untuk mensintesis berbagai hormonhormon steroid. Proses pembentukan pregnenolon distimulasi secara kuat oleh hormone adrenocorticotropic (ACT), yang dihasilkan oleh anterior hypophysis.

67 Nama ecdyson diberikan pada hormon mulut serangga (insect moulting hormone) yang diisolasi dalam bentuk kristal. Sekarang nama ini digunakan untuk satu kelompok senyawa terdiri dari 30 senyawa; Ciri umumnya adalah efek stimulasinya pada moulting arthropoda dan kemiripan strukturnya. Kesamaan ini meliputi inti steroid dengan sambungan cis antara cincin A/B, sistem keton -takjenuh pada cincin B (6-keto) dan beberapa gugus hidroksil, khususnya pada posisi 2, 14, 20, 22, 25 dan 26. Ecdyson pertama diisolasi dari pupae of the silk worm, Bombyx mori (25 mg/500 kg). Struktur ecdyson diperoleh melalui analisis sinar-x. anya 6 senyawa dari jenis ecdysone telah diisolasi dari arthropod, sedangkan semua lainnya diperoleh dari tumbuh-tumbuhan. Fungsi ekologi dari ecdyson dalam tumbuhan masih membingungkan.

68 Ecdyson yang diisolasi dari Arthropoda ecdyson ecdysteron Ecdyson yang diisolasi dari Tumbuhan ponasteron A ajugasteron

69 makisteron B amarasteron A Untuk memahami peranan fisiologis ecdyson, beberapa postembryonic development dari serangga harus dipahami. Dua periode dapat dibedakan dalam kehidupan invertebrata : periode larva dan periode imago atau adult, yang dipisahkan oleh suatu keadaan metamorphosis. Dalam beberapa serangga (seperti Lepidoptera) fase ketiga terjadi antara kedua fase larva dan serangga sempurna. Ini adalah fase pupal (pupa adalah suatu chrysalis dalam Lepidoptera). Selama periode larva serangga tumbuh, dan beberapa moults mengikuti satu dengan lainnya; mereka dikontrol oleh mekanisme hormonal yang kompleks. Sekali terbentuk adult tidak mengalami perubahan lebih lanjut, tugasnya hanya memproduksi speciesnya.

70 Vitamin D adalah kelompok senyawa yang diturunkan dari beberapa inti steroid melalui transformasi kimia dan fotokimia. Sinar ultraviolet meningkatkan fragmentasi cincin sikloheksadiena. Vitamin D 3 (cholecalciferol) dibentuk dari 7-dehidrokolesterol, yang ada pada jaringan kulit, bila kena sinar matahari. Senyawa yang paling aktif pada manusia adalah vitamin D 2 (ergocalciferol), yang diturunkan dari ergosterol dan dihasilkan dalam jumlah besar dengan menyinari sel yeasts. Vitamin-vitamin kelompok D memainkan suatu peranan penting dalam metabolisme kalsium dan posfor dalam tulang; kekurangan vitamin ini pada anak-anak menyebabkan deformasi tulang (bone deformations) yang disebut rickets.

71 R = R R hv ( nm) 7-dehidrokolesterol Ergosterol R R Vitamin D 32 (Cholecalciferol) (Ergocalciferol)