Agaritin Mikotoksin: Antivirus yang Potensial

Agaritin (AGT) mikotoksin dan IARC Golongan 3 karsinogen turunan-hidrazin aromatik, antivirus yang terjadi pada spesies cendawan genus Agaricus.

Nama IUPAC Agaritin ialah 2-[4-(Hidroksimetil)fenil]-glutamohidrazida. Nama lainnya β-N-[γ-glutami]-4-hidroksimetil-fenilhidrazin; N2-(γ-glutamil)-4-hidroksimetil-fenil-hidrazin. Ada-pun sifat-sifatnya adalah:

  • Rumus molekul: C12H17N3O4
  • Berat molekul: 267,28 gr mol−1
  • Titik lebur: 203 °C; 397 °F; 476 K
  • Keasaman (pKa): 3,4
  • Bahaya utama: Beracun

 

Terjadinya di Alam

Penelitian telah menunjukkan kadar agaritin signifikan  (>1000 mg/kg) dalam sampel segara setidaknya 24 spesies dari genera Agaricus, Leucoagaricus, dan Macrolepiota. Cendawan dari spesies ini ditemukan di seluruh dunia. Mereka secara khas berbuah dari musim semi yang terlambat melalui musim anggur, dan terutama lazim dikaitkan dengan tinja.

Cendawan ini tumbuh di habitat dengan jangkauan yang luas; bahwa sanya, satu spesies sendiri, Agaricus bisporus, ditanam di 70 negara dan pada setiap daerah kecuali Antraktika. A. bisporus, juga dikenal sebagai jamur kancing, yang penting secara sosio-ekonomi disebabkan baik prevalensinya di masyarakat tradisonal maupun industri budidayanya booming di negara-negara modern.

Kandungan Agaritin berbeda-beda antara cendawan-cendawan individu dan lintas spesies. Kandungan Agaritin (% berat segar) pada Agaricus bisporus mentah, misalnya, berkisar dari 0,033% sampai 0,173%, dengan rata-rata 0,088%.

Jumlah agaritin tertinggi ditemukan di tutup dan insang  dari tubuh buah, dan terendah di batangnya. Agaritin mengoksidasi dengan cepat pada penyimpanan, namun, secara total terurai setelah 48 jam dalam larutan encer dengan pajanan pada udara. Agaritin telah menunjukkan terurai dengan cepat pada pemasakan (di atas 90%  mengalami reduksi) serta pada pembekuan (di atas 75% mengalami reduksi).

Diketahui Menyebabkan Kanker

dan Mutasi pada Hewan

Agaritin telah menunjukkan mempengaruhi adenoma dan adenokarsinoma pada paru-paru tikus ketika diberikan melalui air minum. Agaritin juga telah menunjukkan menyebabkan kanker  kandung kemih pada tikus.

Agaritin telah diklaim merupakan karsinogen lemah, dengan perkiraan atas risiko kumulatif seumur hidup dari konsumsi jamur pada sekitar 1 dari 10.000. Namun, klaim ini kurang mendapat dukungan, dengan sedikit data yang tersedia tentang toksisitas dan tidak ada LD50 yang dipublikasikan.

Agaritin telah menunjukkan untuk uji positif sebagai mutagen pada uji  ames dan mutagen DNA pada bakteri  Salmonella typhimurium. Agaritin juga telah menunjukkan berikatan secara kovalen dengan DNA secar in vivo.

Mekanisme melalui Metabolit Racun

Agaritin telah menunjukkan terurai oleh enzim pada ginjal hewan menjadi metabolit racun ion 4-(hidroksimetil)fenilhidrazin dan ion 4-(hidroksimetil)benzenadiazonium.

Metabolit ini telah menunjukkan menyebabkan kanker perut pada tikus dan menyebabkan kerusakan permanen DNA setelah dosis tunggal pada tikus.

Aktivitas mutagenik dari ion diazonium ion adalah karena reaksinya dengan oksigen yang menghasilkan hidrogen peroksida, yang kemudian mengubah DNA secara kovalen melalui mekanisme radikal.

Aktivitas Antivirus Potensial

Ekstrak cendawan dari genus Agaricus telah digunakan turun-temurun sebagai obat herbal penyembuh China tradisional. Sebagian dari ekstrak ini telah menunjukkan memiliki sifat-sifat antivirus, dan penyelidik telah mengindentifikasi agaritin sebagai  suatu senyawa terpenting dalam ekstrak ini. Ini menyebabkan peneliti menyelidiki potensi sifat-sifat antivirus agaritin, dan  docking assay terbaru telah menunjukkan molekul ini merupakan suatu inhibitor yang berpotensi untuk HIV protease. Riset model komputer yang diarahkan dalam sebuah upaya untuk meng-optimalkan pengikatan atas kegunaan potensial sebagai obat anti-HIV.

Biosintesis

Agaritin lama dipikirkan oleh ahli biologi untuk memancarkan dari shikimate, dengan separuh glutamat jelas berasal dari asam glutamat. Asumsi ini dibuat semata-mata atas kesimpulan sebuah senyawa serupa, yaitu γ-glutaminil-4-hidroksibenzena yang diproduksi dalam badan buah cendawan pada genus Agaricus dengan kelimpahan yang sama untuk agaritin dan telah menunjukkan berasal dari jalur biosintesis shikimate.

Namun, karya terbaru, telah menemukan beberapa masalah dengan hipotesis ini, yang inkonsistensi dalam percobaan radiolabeling yang paling menonjol. Upaya terbaru ini sekarang menegaskan bahwa molekul disintesis dalam miselium vegetatif dan kemudian translokasi ke dalam tubuh buah. Para peneliti ini mengandaikan bahwa bagian asam p-hidroksibenzoat diserap langsung dari lignin yang merupakan makanan jamur, tidak diproduksi oleh jamur sendiri.

Namun, meskipun karya terbaru, para ahli masih mengakui asal yang samar-samar dari fungsi hidrazin. Dua mekanisme teoritis yang mendalilkan: Pasangan oksidatif dari dua amina melalui mekanisme radikal fenolik atau fiksasi nitrogen melalui nitrogenase.

Sintesis

Tiga sintesis total dari Agaritin telah lengkap. Pertama dilakukan pada tahun 1962 oleh R.B. Kelly et al. Peneliti ini menggunakan sebagai tahapan kunci mereka pasangan γ-azida dari  asam N-karbobenzoksi-L-glutamat dengan α-hidroksi-p-tolil-hidrazin. Tetapi senyawa terbukti sulit untuk memproduksi, mungkin karena mudahnya dihilangkan oleh air seluruh cincin benzena.

Hal ini akhirnya dapat diatasi dengan pembentukan in situ dengan pengurangan p-karboksimetilfenilhidrazin dengan litium aluminium hidrida, diikuti dengan pemeriksaan pH netral menggunakan sejumlah kecil natrium klorida jenuh sebagai zat pengering.

Kondisi netral diperlukan karena agaritin sensitif terhadap asam dan basa. Tidak ada metode yang memuaskan ditemukan untuk mengisolasi dan memurnikan agaritin dari hasil-produk, sehingga larutan ini diperlakukan secara langsung. Ini dihasilkan satu campuran senyawa, salah satu darinya adalah adduknya. Setelah penghilangan pelindung melalui hidrogenolisis, Agaritin diekstrak melalui kromatografi. Hasil keseluruhannya adalah 6%, dari mana setengahnya diisolasi dalam bentuk Kristal murni.

Sintesis ini jelas dapat diperbaiki, dan itu terjadi pada tahun 1979 L. Wallcave et al. Menerbitkan sebuah sintesis yang dimodifikasi. Penyelidik ini mulai dengan bahan pemula yang sedikit berbeda, hidrazin dwi-protek dari asam L-glumatamat dan direaksikan ia dengan p-karboksifenilhidrazin untuk menghasilkan  N’-hidrazida. Tahap pembatasan dalam sintesis pertama adalah  pengurangan sangat tidak tepat dengan LAH, yang dilanjutkan dengan beberapa reaksi samping dan spesifisitas reaksi kecil.

Wallcave et al. malah menggunakan diboran untuk reduksi selektif asam karboksilat dan mencapai senyawa yang dimaksud, dengan beberapa pengurangan berlebih. Benzil ester melindungi gugus kemudian dibelah oleh hidrogenolisis akhir.

Tahap akhir ini awalnya dilakukan dalam larutan encer, tetapi produk reduksi-berlebih dilakukan pada hasil samping pengotor 15%. Pengotor ini direduksi hingga kurang dari 2% ketika pelarut diganti dari air ke tetrahidrofuran, karena agaritin diendapkan dari larutan tempat ia terbentuk. Hasil keseluruhan untuk sintesis ini adalah 25%.

Ini masih memuaskan, namun, pada 1987 S. Datta dan L. Hoesch merancang sintesis ketiga dan sintesis yang paling baru dari agaritine (sebagian atas klaim bahwa sintesis oleh Wallcave et al. tidak bisa direproduksi).

Sintesis Datta dan Hoesch juga digunakan untuk menggabungkan p-hidrazinobenzil alkohol dengan gugus 5-karboksi dari asam L-glutamat sebagai  keystone, dalam vena yang sama seperti awal sintesis Kelly. Tidak seperti Kelly et al., bagaimanapun, para peneliti mencapai sintesis efisien dengan menggunakan reduktor bahkan lebih ringan daripada diborane yang digunakan oleh Wallcave et al. – Diisobutilaluminum hidrida (DIBALH) dalam toluena pada -70 °C.

Selain itu, senyawa ini ditemukan untuk menjadi jauh lebih stabil daripada yang ditegaskan Kelly et al. Campuran ini dilindungi sama asam L-glutamat yang digunakan oleh Wallcave et al. menghasilkan adduk yang sudah direduksi. Deproteksi berikutnya melalui hidrogenolisis menggunakan katalis Pd/C yang diracuni 10% (untuk meminimalkan hasil-samping yang dikurangi berlebih dihadapi oleh Wallcave et al.) menghasilkan agaritin. Langkah terakhir dengan hasil 83%, dan hasil keseluruhan untuk sintesis ini adalah 33%.***

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s