Kuliah Steroid

4.1.1. Uraian dan Contoh a. Klasifikasi Steroid Sejak lama orang telah mengetahui bahwa batu empedu terdiri dari sebagian besar dari alcohol yang berwujud kristal putih yang disebut kolesterol, berasal dari bahasa Yunani chole ”empedu” dan steros “padat”. Penyelidikanpemnyelidikan menunjukkan bahwa kolesterol mempunyai rumus C27H46O yang mengandung sebuah ikatan rangkap . Stuktur kolesterol yang sesungguhnya, antara lain ditetapkan berdasarkan reaksi dehidrogenasi oleh selenium yang menghasilkan hidrokarbon Diels, dan berdasarkan analisis sinar X. Selanjutnya, kolesterol telah di sintesis pada tahun 1952 sebagai hasil karya Woodward dari AMerika Serikat dan pada tahun 1953 oleh Robinson dari Inggris.

Me CH3 CH3

Se (Z)

HO

Hidrokarbon Diels Kolesterol

Molekul kolesterol terdiri atas tiga lingkar enam yang tersusun seperti dalam fenantren dan terlebur dalam suatu lingkar lima. Hidrokarbon tetrasiklik jenuh, yang mempunyai sistem lingkar demikian dan terdiri atas 17 atom karbon, disebut 1,2 siklopentenoperhidrofenantren. Kerangka karbon in ditemukan dalam banyak senyawa yang tergolong senyawa bahan alam, yang disebut steroid. 12 13

11

13

16

1 10

2

R2

17

9

8

14

R1

17

R3 15

10 3

7

5 4

6

1,2- Siklopenteno-perhidrofenantren

Kerangka dasar karbon steroid

Steroid terdiri atas beberapa kelompok senyawa dan pengelompokan ini didasarkan pada efek fisiologis yang diberikan oleh masing-masing kelompok. Kelompok-kelompok itu ialah sterol , asam-asam empedu, hormon seks, hormone adrenokortikoid, aglikon kardiak, dan sapogenin. Ditinjau dari segi struktur molekul, perbedaan antara berbagai kelompok steroid ini ditentukan oleh: - jenis substituen R1, R2 dan R3, yang terikat pada kerangka dasar karbon, seperti tercantum diatas. - Sedangkan perbedaan antara senyawa satu dengan yang lain dari suatu kelompok tertentu ditentukan oleh - panjang rantai karbon R1, - gugus fungsi yang terdapat pada substituen R1, R2 dan R3, - jumlah serta posisi gugus fungsi oksigen dan ikatan rangkap, - dan konfigurasi dari pusat-pusat asimetris pada kerangka dasar karbon itu. Beberapa contoh yang mewakili masing-masing kelompok steroid diatas tercntum pada daftar 4.1. Daftar 4.1. Beberapa steroid alam Sterol (E)

CH3

(E)

CH3

CH3 CH3

(Z)

HO

(Z)

(Z)

Ergosterol

Asam-asam Empedu

HO

(Z)

Stigmasterol

COOH OH

COOH

CH3 CH3

(S)

CH3

(R)

HO

CH3

(R)

(R)

H

HO

OH

H

Asam Kolat

Asam Litokolat

Hormon seks CH3

CH3

CH3

O

C

O

CH3

HO

(Z)

HO

Progesteron

Oestron

Hormon Adrenokortikoid CH2OH O

CH3(R)

C

O

O

OH

HO CH3

CH3

O

(Z)

Kortison

Aglikon kardiak

O

(Z)

Aldosteron

H C

CH2OH C

O

O

O

O

O

(Z)

CH3

CH3

O

CH3

H C

OH

HO

OH

HO

H

OH

Digitoksigenin

Strofantidin

Sapogenin H

CH3

(R)

O

CH3

O

CH3 CH3 O

O

CH3

CH3

HO

HO

(Z)

Diosgenin

H

Sarsapogenin

H

b. Asal Usul Steroid Percobaan-percobaan biogenetik menunjukkan bahwa steroid yang terdapat di alam berasal dari triterpen. Steroid yang terdapat dalam jaringan hewan berasal dari triterpen lanosterol, sedangkan yang terdapat dalam jaringan tumbuhan berasal dari triterpen sikloartrenol, setelah triterpen ini mengalami serentetan perubahan tertentu. Tahap-tahap awal dari biosintesis steroid adalah sama bagi semua steroid alam, yakni pengubahan asam asetat melalui asam mevalonat dan skualen (suatu triterpen) menjadi lanosterol atau sikloartrenol. Pokok-pokok reaksi biosintesis steroid tercantum pada Gambar 4.1. Percobaan-percobaan menujukkan pula bahwa skualen terbentuk dari dua molekul farnesil pirofosfat yang bergabung secara ekor-ekor, yang segera diubah menjadi 2,3-epoksiskualen. Selanjutnya, lanosterol terbentuk oleh kecenderungan 2,3-epoksiskualen yang mengandung lima ikatan rangkap untuk melakukan siklikasi ganda. Siklikasi ini diawali oleh protonasi gugus epoksi dan diikuti oleh pembukaan lingkar epoksida Sebagaimana tercantum dalam Gambar 4.1. kolesterol terbentuk dari lanosterol setelah terjadi penyingkiran tiga gugus metil dari molekul lanosterol, yakni dua dari atom karbon C-4 dan satu dari C-14. Percobaan menunjukkan bahwa penyingkiran ketiga gugus metil itu berlangsung secara bertahap, mulai dari gugus metil pada C-14 dan selanjutnya dari C-4. Kedua gugs metal pada kedua C-4 disingkirkan sebagai karbon dioksida, setelah keduanya mengalami oksidasi menjadi gugus karboksilat. Sedangkan, gugus metil pada C-14 disingkan sebagai asam format, HCOOH, setelah gugus metil itu mengalami oksidasi menjadi gugus aldehid. Mekanisme biosintesis, seperti diuraikan diatas, didukung oleh bukti-bukti yang berasal dari percobaan, antara lain, percobaan menggunakan senyawasenyawa bertanda sebagai berikut. Jaringan hati hewan di inkubasi dengan asam asetat yang diberi bertanda dengan isotop karbon 14C pada gugs karboksilat, CH3-14COOH. KOlesterol yang dihasilkan dari percobaan ini dipisahkan dan diuraikan karbon demi karbon, untuk mengetahui atom-atom karbon mana yang radioktif. Jika percoban yang sama dilakukan dengan menggunakan asam asetat bertanda pada gugus metil, 14 CH3-COOH, ternyata bahw atom-atom karbon dalam molekul kolesterol, yang tidak radioaktif pada percobaan yang pertama, sekarang menjadi radioaktif. Dari hasil percobaan ini dapat diketahui bahwa setiap atom karbon dalam kolesterol berasal dari asam asetat, 12 dari atom karbon itu berasal dari atom karbon gugus karboksilat, dan 15 berasal dari atom karbon gugus metil dari asam asetat. Lokasi dari masing-masing atom karbon itu dalam molekul kolesterol adalah sebagai berikut :

M M C C

M

C

HO

C M

C M

C

C

C

M

M

M

C

M

M C

M

M M

M

C M C : atom karbon dari COOH M : atom karbon dari CH3

C H

Selanjutnya, percobaan menggunakan asam mevalonat bertanda pada atom karbon C-2 menghasilkan skualen, lanosterol dan kolesterol radioaktif. Adapun radiocarbon terdistribusi, didalam ketiga molekul itu sebagaimana diharapkan dari mekanisme seperti tercantum pada gambar 4.1. Begitu pula, karbon dioksida yang dihasilkan oleh penyingkiran gugus-gugus metal mengandung atom karbon radioaktif sebagaimana diharapkan.