Produk alami

Paklitaksel (Taksol) sebuah produk alami yang didapatkan dari tumbuhan bergenus Taxus dan digunakan dalam kemoterapi.^[1]

Produk alami adalah senyawa kimia atau zat yang diproduksi dari organisme hidup.^[2][3] Dapat ditemukan di alam^[4][5] dan biasanya memiliki aktivitas biologi dan terkadang farmakologi untuk digunakan pada penemuan obat farmasi dan desain obat. Sebuah produk alami bisa dianggap demikian bahkan untuk senyawa yang dibuat dari sintesis kimia (baik semisintesis dan sintesis total) dan telah memainkan peran sentral dalam pengembangan bidang kimia organik dengan memberikan target sintetis yang menantang. Istilah produk alami juga telah diperluas untuk tujuan komersial untuk merujuk pada kosmetik, suplemen makanan, dan makanan yang dihasilkan dari sumber alami tanpa menambahkan bahan buatan.^[6]

Dalam bidang kimia organik, definisi produk alami biasanya dibatasi untuk berarti senyawa organik murni yang diisolasi dari sumber alami yang dihasilkan oleh jalur metabolisme primer atau sekunder.^[7] Dalam bidang kimia medisinal, definisi ini sering kali lebih terbatas pada metabolit sekunder.^[8][9] Metabolit sekunder tidak esensial untuk bertahan hidup, namun bagaimanapun juga menyediakan organisme yang menghasilkan keuntungan evolusioner.^[10] Banyak metabolit sekunder adalah sitotoksik dan telah dipilih dan dioptimalkan melalui evolusi untuk digunakan sebagai agen "perang kimia" terhadap mangsa, pemangsa, dan organisme yang berkompetisi.^[11]

Produk alami terkadang memiliki manfaat terapeutik sebagai obat tradisional untuk mengobati penyakit, menghasilkan pengetahuan untuk menurunkan komponen aktif sebagai senyawa utama untuk penemuan obat.^[12] Meskipun produk alami telah mengilhami banyak obat yang disetujui oleh U.S. Food and Drug Administration, pengembangan obat dari sumber alami telah mendapat penurunan perhatian oleh perusahaan farmasi, sebagian karena akses dan penawaran yang tidak dapat diandalkan, kekhawatiran kekayaan intelektual, lingkungan komposisi yang musiman atau bervariasi, serta hilangnya sumber karena kenaikan tingkat kepunahan.^[12]

Kelompok

Definisi produk alami yang paling luas adalah segala sesuatu yang dihasilkan oleh kehidupan,^[4][13] dan termasuk jenis material biotik (misalnya kayu, sutra), material berbasis bio (misalnya bioplastik, tepung maizena), cairan tubuh (misalnya susu, tanaman eksudat), dan produk alami lainnya (misalnya tanah, batu bara). Definisi produk alami yang lebih ketat adalah senyawa organik yang disintesis oleh organisme hidup.^[7] Sisa artikel ini membatasi diri pada definisi yang lebih sempit ini.

Produk alami dapat diklasifikasikan menurut fungsi biologisnya, jalur biosintesis, atau sumber seperti dijelaskan di bawah ini.

1. Produk yang disintesis di dalam sel dan memegang peran yang besar dalam metabolisme dan reproduksi dari sel tersebut. senyawa ini termasuk ke dalam kelompok senyawa metabolit primer,^[14] dan
2. Produk yang merupakan polimer berukuran besar yang biasanya berfungsi sebagai bagian struktural dalam sel. Contoh kelompok ini adalah selulosa, lignin, dan protein-protein yang menyusun struktural sel.^[14]
3. Produk yang mempunyai fungsi khusus dalam sel yang jenis dan fungsinya berbeda-beda untuk setiap makhluk hidup. kelompok ini termasuk dalam kelompok senyawa metabolit sekunder.^[14]

Biosynthesis

Biosintesis metabolit primer dan sekunder.^{[15]:Chapter 2}

Jalur biosintesis yang mengarah ke kelas utama produk alami dijelaskan di bawah ini.^{[13][15]:Chapter 2}

• Fotosintesis atau glukoneogenesis → monosakarida → polisakarida (selulosa, kitin, glikogen dll.)
• Jalur asetat → asam lemak dan poliketida
• Jalur shikimat → asam amino aromatik dan fenilpropanoid
• Jalur mevalonat dan jalur metiletritritol fosfat → terpenoid dan steroid
• Asam amino → alkaloid

Sintesis

Banyak produk alami memiliki struktur yang sangat kompleks. Kompleksitas produk alami yang dirasakan adalah masalah kualitatif, yang terdiri dari pertimbangan massa molekulnya, pengaturan substruktur tertentu (gugus fungsional, cincin, dll.) Berkenaan dengan satu sama lain, jumlah dan kepadatan fungsional tersebut. Gugus, stabilitas gugus dan molekul tersebut secara keseluruhan, jumlah dan jenis unsur stereokimia, sifat fisik molekul dan zat antaranya (yang bergantung pada kemudahan penanganan dan pemurniannya), semua ini dilihat dalam konteks kebaruan struktur dan apakah upaya sintetis terkait sebelumnya telah berhasil. Beberapa produk alami, terutama yang kurang kompleks, Mudah dan hemat biaya disiapkan melalui sintesis kimia lengkap dari bahan kimia sederhana yang mudah didapat, proses yang disebut sebagai sintesis total (terutama bila proses tersebut tidak melibatkan langkah-langkah yang diperantarai oleh agen biologis).

Tidak semua produk alami yang dapat disintesis secara penuh, dan banyak produk alami yang memiliki struktur kimia yang sangat kompleks, sehingga sulit atau sangat mahal untuk disintesis pada skala industri. Ini meliputi obat-obatan seperti penisilin, morfin, dan paklitaksel (taksol). Senyawa-senyawa seperti itu hanya dapat dipanen dari sumber alaminya - sebuah proses yang menghabiskan waktu, mahal, dan kadang-kadang memboroskan sumber alam. Sebagai contoh, empat pohon Taxus harus ditebang untuk mengekstraksi paklitaksel yang cukup dari batang pohon tersebut hanya untuk mengobati satu pasien. Selain itu, jumlah analog struktur yang didapatkan dari panenan tersebut juga sangatlah terbatas.

Lihat pula

• Penemuan obat produk alami
• Etnobotani
• Farmakognosi
• Fitoterapi
• Metabolit sekunder
• Ayurveda

Jurnal

• Chemistry of Natural Compounds
• Journal of Natural Products
• Natural Product Reports
• Natural Product Research

Referensi

1. Cutler S, Cutler HG (2000). Biologically Active Natural Products: Pharmaceuticals. CRC Press. hlm. 5. ISBN 978-0-8493-1887-0. 
2. Webster's Revised Unabridged Dictionary (1913). "Natural product". Free Online Dictionary and C. & G. Merriam Co. A chemical substance produced by a living organism; - a term used commonly in reference to chemical substances found in nature that have distinctive pharmacological effects. Such a substance is considered a natural product even if it can be prepared by total synthesis. 
3. "All natural". Nature Chemical Biology. 3 (7): 351. July 2007. doi:10.1038/nchembio0707-351. PMID 17576412. The simplest definition for a natural product is a small molecule that is produced by a biological source. 
4. Samuelson G (1999). Drugs of Natural Origin: A Textbook of Pharmacognosy. Taylor & Francis Ltd,. ISBN 9789186274818. 
5. National Center for Complementary and Integrative Health (2013-07-13). "Natural Products Research—Information for Researchers | NCCIH". U.S. Department of Health & Human Services. Natural products include a large and diverse group of substances from a variety of sources. They are produced by marine organisms, bacteria, fungi, and plants. The term encompasses complex extracts from these producers, but also the isolated compounds derived from those extracts. It also includes vitamins, minerals and probiotics. 
6. "About Us". Natural Products Foundation. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2013-12-11. Diakses tanggal 2013-12-07. Natural products are represented by a wide array of consumer goods that continue to grow in popularity each year. These products include natural and organic foods, dietary supplements, pet foods, health and beauty products, "green" cleaning supplies and more. Generally, natural products are considered those formulated without artificial ingredients and that are minimally processed. 
7. Hanson JR (2003). Natural Products: the Secondary Metabolite. Cambridge: Royal Society of Chemistry. ISBN 0-85404-490-6. Natural products are organic compounds that are formed by living systems. 
8. "Natural Products". Stedman's Medical Dictionary. Lippincott Williams & Wilkins. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2016-08-03. Diakses tanggal 2017-06-19. Natural products: naturally occurring compounds that are end products of secondary metabolism; often, they are unique compounds for particular organisms or classes of organisms. 
9. Williams DA, Lemke TL (2002). "Chapter 1: Natural Products". Foye's Principles of Medicinal Chemistry (edisi ke-5th). Philadelphia: Lippincott Williams Wilkins. hlm. 25. ISBN 0-683-30737-1. Natural product: A single chemical compound that occurs naturally. This term is typically used to refer to an organic compound of limited distribution in nature (often called secondary metabolites). 
10. Maplestone RA, Stone MJ, Williams DH (June 1992). "The evolutionary role of secondary metabolites--a review". Gene. 115 (1–2): 151–7. doi:10.1016/0378-1119(92)90553-2. PMID 1612430. 
11. Hunter P (September 2008). "Harnessing Nature's wisdom. Turning to Nature for inspiration and avoiding her follies". EMBO Reports. 9 (9): 838–40. doi:10.1038/embor.2008.160. PMC 2529361 . PMID 18762775. 
12. Li JW, Vederas JC (July 2009). "Drug discovery and natural products: end of an era or an endless frontier?". Science. 325 (5937): 161–5. doi:10.1126/science.1168243. PMID 19589993. 
13. Bhat SV, Nagasampagi BA, Sivakumar M (2005). Chemistry of Natural Products. Berlin ; New York: Springer. ISBN 81-7319-481-5. 
14. Hanson, J.R. (2003), Natural products: the secondary metabolites, Cambridge: The Royal Society of Chemistry, ISBN 0854044906 (lihat di Penelusuran Buku Google)
15. Dewick PM (2009). Medicinal Natural Products: A Biosynthetic Approach (edisi ke-3rd). Chichester: Wiley. ISBN 978-0-470-74167-2. 

Bacaan lebih lanjut

• Bhat SV, Nagasampagi BA, Sivakumar M (2005). Chemistry of Natural Products (edisi ke-2). Berlin: Springer. ISBN 3-540-40669-7. 
• Hanson JR (2003). Natural Products: The Secondary Metabolites. Royal Society of Chemistry. ISBN 0-85404-490-6. 
• Kaufman PB (1999). Natural Products from Plants. CRC Press. ISBN 0-8493-3134-X. 
• Liang XT, Fang WS, ed. (2006). Medicinal Chemistry of Bioactive Natural Products. Wiley-Interscience. ISBN 0-471-73933-2. 

Pranala luar

• (Inggris) Natural Products page Diarsipkan 2007-02-03 di Wayback Machine., William Reusch (2010) Virtual Textbook of Organic Chemistry, Ann Arbor, Mich.:Michigan State University, Department of Chemistry
• (Spanyol) NAPROC-13, Base de datos de Carbono 13 de Productos Naturales y Relacionados (Carbon-13 Database of Natural Products and Related Substances), Alat untuk memudahkan identifikasi struktural produk alami