Karyofilena

Karyofilena atau kariofilena (), lebih formalnya (−)-β-karyofilena (Bahasa Inggris: (−)-β-caryophyllene, disingkat BCP), adalah seskuiterpena bisiklik alami yang banyak terdapat di alam. Karyofilena terkenal karena memiliki cincin siklobutana, serta ikatan rangkap trans dalam cincin beranggota 9, yang keduanya merupakan hal yang langka di alam.

Produksi
Karyofilena dapat diproduksi secara sintetis, tetapi selalu diperoleh dari sumber alami karena tersebar luas. Ini merupakan konstituen dari banyak minyak atsiri, terutama minyak cengkeh, minyak dari batang dan bunga cengkeh; minyak atsiri Cannabis sativa, kopaiba, rosemari, dan hop. Biasanya ditemukan sebagai campuran dengan isokaryofilena (isomer ikatan rangkap cis) dan α-humulena (nama usang: α-karyofilena), isomer yang terbuka cincinnya.

Karyofilena adalah salah satu senyawa kimia yang berkontribusi pada aroma lada.

Penelitian dasar
β-Karyofilena sedang dalam penelitian dasar untuk potensi aksinya sebagai agonis reseptor kanabinoid tipe 2 (reseptor CB2). Dalam penelitian dasar lainnya, β-karyofilena memiliki afinitas pengikatan Ki = 155 nM pada reseptor CB2.

β-Karyofilena memiliki aktivitas kanabinoid tertinggi dibandingkan dengan isomer α-karyofilena humulena yang terbuka cincinnya, yang dapat memodulasi aktivitas CB2. Untuk membandingkan pengikatan, kanabinol mengikat reseptor CB2 sebagai agonis parsial dengan afinitas Ki = 126,4 nM, sedangkan delta-9-tetrahidrokanabinol mengikat reseptor CB2 sebagai agonis parsial dengan afinitas Ki = 36 nM.

Keamanan
Karyofilena telah diberi sebutan "umumnya diakui aman" (GRAS) oleh FDA dan disetujui oleh FDA untuk digunakan sebagai aditif makanan, biasanya untuk penyedap rasa. Tikus yang diberi karyofilena hingga 700 mg/kg setiap hari selama 90 hari tidak menunjukkan efek toksik yang signifikan. Karyofilena memiliki  sebesar 5.000 mg/kg pada mencit.

Metabolisme dan turunannya
14-Hidroksikaryofilena oksida (C15H24O2) diisolasi dari urine kelinci yang diberi perlakuan dengan (−)-kariofylena (C15H24). Struktur kristal sinar-X dari 14-hidroksikaryofilena (sebagai turunan asetatnya) telah dilaporkan.   

Metabolisme karyofilena berlangsung melalui (−)-karyofilena oksida (C15H24O) karena senyawa terakhir juga menghasilkan 14-hidroksikaryofilena (C15H24O) sebagai metabolit.

Karyofilena (C15H24) → karyofilena oksida (C15H24O) → 14-hidroksikaryofilena (C15H24O) → 14-hidroksikaryofilena oksida (C15H24O2).

Karyofilena oksida, di mana gugus alkena karyofilena telah menjadi epoksida, adalah komponen yang bertanggung jawab atas identifikasi Cannabis oleh anjing pelacak obat-obatan dan juga merupakan aditif makanan yang disetujui, seringkali sebagai perasa. Karyofilena oksida mungkin memiliki aktivitas kanabinoid yang dapat diabaikan.

Sumber alami
Perkiraan jumlah karyofilena dalam minyak atsiri dari setiap sumber diberikan dalam tanda kurung siku ([ ]):
Cannabis sativa [3,8–37,5% dari minyak atsiri bunga Cannabis]
Jintan hitam (Nigella sativa) [7,8%]
Cengkeh (Syzygium aromaticum) [1,7–19,5% dari minyak atsiri kuncup cengkeh]
Hop [5,1–14,5%]
Selasih (beberapa spesies Ocimum) [5,3–10,5% pada selasih mekah; 4,0–19,8% pada Ocimum micranthum]
Oregano (Origanum vulgare) [4,9–15,7%]

Lada (Piper nigrum) [7,29%]
Lavender (Lavandula angustifolia) [4,62–7,55% dari minyak lavender]
Rosemari (Rosmarinus officinalis)
Kayu manis sejati (Cinnamomum verum) [6,9–11,1%]
Malabathrum (Cinnamomum tamala) [25,3%]
Kenanga (Cananga odorata)  [3,1–10,7%]
Minyak kopaiba (Copaifera)

Biosintesis
Karyofilena adalah seskuiterpena umum di antara spesies tumbuhan. Senyawa ini disintesis dari prekursor terpena umum dimetilalil pirofosfat (DMAPP) dan isopentenil pirofosfat (IPP). Pertama, unit tunggal DMAPP dan IPP direaksikan melalui reaksi tipe SN1 dengan hilangnya pirofosfat, dikatalisis oleh enzim GPPS2, untuk membentuk geranil pirofosfat (GPP). Ini selanjutnya bereaksi dengan unit kedua IPP, juga melalui reaksi tipe SN1 yang dikatalisis oleh enzim IspA, untuk membentuk farnesil pirofosfat (FPP). Akhirnya, FPP mengalami siklisasi intramolekuler yang dikatalisis oleh enzim QHS1 untuk membentuk karyofilena.


Status kompendial
 Food Chemicals Codex

Bacaan lanjutan


Referensi

Kategori:Perisa
Kategori:Kanabinoid
Kategori:Seskuiterpena
Kategori:Turunan alkena
Kategori:Hidrokarbon
Kategori:Agonis reseptor CB2
Kategori:Siklobutana
Kategori:Senyawa bisiklik