Steroid dan Jalur Biosintesisnya
Pengertian Steroid
Steroid adalah senyawa organic biologi aktif dengan empat cincin yang tersusun dalam konfigurasi molekul tertentu. Steroid merupakan gugus senyawa yang memiliki struktur dengan empat cincin yang dikenal sebagai inti steroid. Struktur inti Steroid tersusun atas 17 atom karbon yang terikat dalam empat cincin yang menyatu, yaitu Tiga cincin Cyclohexane dan satu cincin Cyclopentane. Terdapat ratusan jenis steroid dan setiap kelas individu memiliki jenis steroid yang berbeda-beda. Semua steroid diproduksi di dalam sel dari sterol lanosterol (hewan dan fungi) dan cycloartenol (tumbuhan). Sterol lanosterol dan cycloartenol merupakan derivate bentuk siklik dari tripertene squalene. Kolesterol yang disintesis oleh tubuh hewan tetapi tidak dapat disintesis oleh tumbuhan adalah senyawa induk yang merupakan asal dari semua steroid lain yang dihasilkan dalam tubuh manusia. Kolesterol diubah menjadi garam empedu, steroid adrenokorteks dan hormon seks.
Steroid bervariasi dan variasinya dipengaruhi oleh gugus fungsi yang melekat pada empat cincin inti dan tingkat oksidasi cincin tersebut. Adanya gugus 3-hidroksil memungkinkan kolesterol bereaksi terhadap asam lemak membentuk ester kolesterol. Ester kolesterol lebih sulit larut daripada kolesterol dan oleh karena itu merupakan bentuk penyimpanan kolesterol sebagai butir-butir dalam sel. Ester kolesterol juga ditemukan dalam lipoprotein darah. Kolesterol dibentuk dalam jaringan otak, saraf, dan aliran darah. Kolesterol juga berkontribusi terhadap pembentukan deposit pada dinding dalam pembuluh darah. Deposit tersebut akan mengeras dan menghambat aliran darah. Kondisi ini dapat menyebabkan penyakit jantung, stroke, dan tekanan darah tinggi.
Steroid merupakan molekul amphipathik (mengandung daerah hidrofobik dan hidrofilik). Gambar 1 menunjukkan kerangka dasar steroid yang terdiri dari 3 cincin dengan 6 ataom C (sikloheksana) dan satu cincin beranggotakan 5 atom C. Beberapa jenis lipid yang berbentuk steroid adalah kolesterol, estradiol, testosteron, ergosterol, progesteron, dan estrogen. Percobaan biogenetik menunjukkan bahwa steroid yang terdapat dialam berasal dari triterpenoid. Steroid yang terdapat dalam jaringan hewan beasal dari triterpenoid lanosterol sedangkan yang terdapat dalam jaringan tumbuhan berasal dari triterpenoid sikloartenol setelah triterpenoid ini mengalami serentetan perubahan tertentu.
Model Konseptual Steroidogenesis
- Inti steroid Cyclopentanoperhydrophenanthrene, dalam kotak tertulis cincin A-D dan nomor untuk atom karbon 1-21. Substituen (pada atom karbon nomor 3) merupakan konfigurasi β dan konfigurasi α.
- Konversi kolesterol menjadi Pregnenolone merupakan langkah kuantitatif yang diatur dengan melibatkan StAR dan CYP11A1. Enzim akhir menentukan produk steroid utama dari setiap sel steroidogenik. Hydroxysteroid dehydrogenase mendominasi reaksi pada sel steroidogenik dan dijaringan perifer pada sel target. Enzim tambahan, termasuk sulfotransferase, 5α-reductases, dan UGT berpartisipasi dalam berbagai proses biosintetik dan degradatif, termasuk enzim yang secara umum tidak dianggap steroidogenik, seperti CYP3A4.
Biosintesis Steroid
Tahapan biosintesis steroid pada semua jenis steroid adalah sama yaitu dengan pengubahan asam asetat menjadi asam mevalonat dan skualen (triterpenoid) menjadi lanosterol dan sikloartenol. Asam asetat merupakan produk katabolisme aerob dalam jalur glikolisis atau perombakan glukosa. Asam piruvat sebagai produk oksidasi glukosa dioksidasi oleh NAD+ terion lalu segera diikat oleh Koenzim-A. Pada prokariota proses ini terjadi di sitoplasma sementara pada eukariota berlangsung pada mitokondria. Asam asetat yang diaktifkan oleh koenzim A melakukan kondensasi menghasilkan asetoasetat. Senyawa ini dengan asetil koenzim A melakukan kondensasi aldol menghasilkan rantai bercabang seperti asam mevalonat.
Asam mevalonat bereaksi dengan cara fosforilasi, eliminasi asam fosfat, dan dekarboksilasi menghasilkan IPP yang dapat berisomerasi menjadi DMAPP oleh enzim isomerase.
IPP sebagai unit isopren aktif bereaksi secara kepala-ekor dengan DMAPP. Langkah ini adalah langkah awal untuk polimerasi isopren menghasilkan terpenoid. Penggabungan ini terjadi karena ada serangan elektron dari ikatan rangkap IPP terhadap atom karbon DMAPP yang kekurangan elektron akibat pelepasan ion pirofosfat. Penggabungan ini menghasilkan geranil pirofosfat (GPP) yaitu dasar dari monoterpen. Penggabungan selanjutnya antara GPP dan IPP dengan mekanisme yang sama dengan DMAPP dan IPP menghasilkan farnesil pirofosfat yang merupakan dasar bagi seskuiterpen.
kesimpulan yang dapat diambil adalah bahwa senyawa lanosterol dan sikloartenol merupakan dasar untuk sintesis steroid. Lanosterol dalam jaringan hewan sedangkan sikloartenol dalam jaringan tumbuhan. Reaksi lanjutan yang dialami lanosterol dan sikloartenol akan menghasilkan berbagai senyawa kelompok steroid.
