Produk alami

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]

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

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