RESVERATROL OLIGOMERS FROM INDONESIAN SHOREA (DIPTEROCARPACEAE) PLANTS AND THEIR BIOLOGICAL ACTIVITIES DISSERTATION In partial fulfilment of the requirements for the Degree of Doctor of Philosophy from Institut Teknologi Bandung By ROSMAWATY 30515010 (Doctoral Program in Chemistry) INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG June 2022 i ABSTRACT RESVERATROL OLIGOMERS FROM INDONESIAN SHOREA (DIPTEROCARPACEAE) PLANTS AND THEIR BIOLOGICAL ACTIVITIES By Rosmawaty 30515010 (Doctoral Program in Chemistry) Shorea or 'Meranti' is one of the largest genera in the Dipterocarpaceae family. Like with other Dipterocarpaceae plants, this genus is a source of high-quality wood. In addition, several species of Shorea are also used in the food industries, cosmetics, and medicines. Phytochemical studies of Shorea showed that resveratrol oligomers (3’,5’,4-trihydroxystilbene) were major components in this genus. The diversity of resveratrol oligomers are partly due to differences in the number of resveratrol units, i.e. dimers, trimers, and tetramers resveratrol. A Common feature of this group of compounds is the presence of a structural unit in the trans-2,3- diaryl-2,3-dihydrobenzofuran ring and the molecular size. In addition, the structural diversity of resveratrol oligomers is also in the basic molecular framework, heterocyclic system, and stereochemistry, therefore, resveratrol oligomers are one of the groups of phenolic derivative compounds that many researchers have studied. Various studies have shown that resveratrol oligomers have been examined for various biological activities, including antimicrobial, antioxidant, antihyperglycemic, cytotoxic, hepatoprotective, immunosuppressive, anticholinesterase, and pancreatic lipase inhibitors.  Phytochemical studies of S. leprosula and S. johorensis have been reported by Malaysian researchers, but with relatively limited isolation results, while studies of S. lepida are the first time. Based on that background, this study aimed to study the phytochemicals of resveratrol oligomers in three Shorea plant species, namely S. lepida Blume, S. leprosula Miq., and S. johorensis Foxw. In addition to phytochemical studies, this study also determined the biological properties of isolated compounds, such as antitumors against murine leukemia P-388 cells, inhibitors of PhoR dimer formation of Mycobacterium tuberculosis, and inhibitors of tyrosine kinase receptors. From the isolation process, thirteen pure compounds have been isolated. The thirteen compounds included one new compound from the resveratrol trimer group, namely lepidanol (1), while the other twelve compounds were known compounds, i.e., four resveratrol trimers namely pausiflorol A (2), vaticanol A (3), vaticanol G ii (4), and D-viniferin (5), three resveratrol dimers namely H-vinferin (6), laevifonol (7), and pausiflorol E (8), three resveratrol tetramers namely hopeaphenol (9), isohopeaphenol (10), and shoreaketone (11), a gallic acid derivative, namely bergenin (12), and a flavonoid derivative, namely kaempferol-3-O-rhamnoside (13). The molecular structure of the pure compound was determined on analysis of 1D and 2D NMR spectroscopic data, optical rotation, MS, and comparison of data with literature. The cytotoxicity assay was carried out on eight resveratrol oligomers, namely compounds 1-4 (resveratrol trimers), 6,8 (resveratrol dimers), 10, and 11 (resveratrol tetramers), using P-388 murine leukemia cells. The results of the biological activity test showed that only isohopeaphenol (10), pauciflorol A (2), vaticanol A (3), and H-viniferin (6), showed strong cytotoxic properties against P-388 cells. In testing the formation of PhoR dimers in M. tuberculosis in vitro, only laevifonol (7) has a chance as an inhibitor of the dimer formation. Furthermore, the testing againts the receptor tyrosine kinase enzyme showed that resveratol oligomers did not act as inhibitors of the enzyme.  Key words: Shorea, resveratrol oligomer, P-388 murine leukemia cell, PhoR, tyrosine kinase reseptors iii ABSTRAK OLIGOMER RESVERATROL DARI TUMBUHAN SHOREA (DIPTEROCARPACEAE) INDONESIA DAN AKTIVITAS BIOLOGISNYA Oleh Rosmawaty 30515010 (Program Studi Doktor Kimia) Shorea atau ’Meranti’ merupakan salah satu genus terbesar famili Dipterocarpaceae. Sebagaimana tumbuhan Dipterocarpaceae lainnya, genus ini merupakan sumber kayu yang berkualitas tinggi. Selain itu, beberapa spesies Shorea juga dimanfaatkan dalam industri makanan, kosmetik, dan obat. Kajian fitokimia tumbuhan Shorea memperlihatkan bahwa oligomer resveratrol (3’,5’,4- trihidroksistilben) merupakan metabolit sekunder utama pada genus ini. Keragaman oligomer resveratrol antara lain disebabkan oleh perbedaan jumlah unit resveratrol penyusunnya, yang meliputi dimer, trimer, dan tetramer resveratrol. Ciri umum pada golongan senyawa ini adalah adanya unit struktur berupa cincin trans- 2,3-diaril-2,3-dihidrobenzofuran dan pada ukuran molekulnya. Selain itu, keragaman struktur oligomer resveratrol juga pada kerangka dasar molekulnya, sistem heterosiklik, dan stereokimianya, sehingga oligomer resveratrol menjadi salah satu golongan senyawa turunan fenolik yang banyak dikaji oleh banyak peneliti. Berbagai kajian memperlihatkan bahwa oligomer resveratrol telah banyak diujikan terhadap berbagai aktivitas biologis, yang meliputi antimikroba, antioksidan, antihiperglikemia, sitotoksik, hepatoprotektif, imunosupresif, antikolelinesterase, dan inhibitor lipase pankreas. Kajian fitokimia pada S.leprosula dan S.johorensis telah dilaporkan oleh peneliti Malaysia, namun dengan hasil isolasi yang masih relatif terbatas sementara kajian terhadap S.lepida adalah baru pertama kali. Berdasarkan latar belakang tersebut, penelitian ini bertujuan untuk melakukan kajian fitokimia oligomer resveratrol pada tiga spesies tumbuhan Shorea, yaitu S.lepida Blume, S.leprosula Miq., dan S.johorensis Foxw. Selain kajian fitokimia, pada penelitian ini juga dilakukan penentuan sifat biologis senyawa hasil isolasi sebagai antitumor terhadap sel murin leukemia P-388, inhibitor pembentukan dimer PhoR bakteri Mycobacterium tuberculosis, dan inhibitor tirosin kinase reseptor. Dari proses isolasi tersebut telah berhasil diisolasi tiga belas senyawa murni. Tiga belas senyawa tersebut meliputi satu senyawa baru dari golongan trimer resveratrol yaitu lepidanol (1), sementara dua belas senyawa lainnya merupakan senyawa yang telah dikenal, yaitu empat trimer resveratrol yaitu pausiflorol A (2), vatikanol A (3), vatikanol G (4), dan D-viniferin (5), tiga dimer resveratrol yaitu H-vinferin (6), laevifonol (7), dan pausiflorol E (8), tiga tetramer resveratrol yaitu hopeafenol (9), iv isohopeafenol (10), dan shoreaketon (11), satu senyawa turunan asam galat yaitu bergenin (12), serta satu turunan flavonoid yaitu kaempferol-3-O-ramnosida (13). Struktur molekul senyawa murni tersebut ditetapkan dengan cara analisis data spektroskopi NMR 1D dan 2D, putaran optik, MS, dan perbandingan data dengan literatur. Pengujian sifat sitotoksik dilakukan terhadap delapan oligomer resveratrol, yaitu senyawa 1-4 (trimer resveratrol), 6,8 (dimer resveratrol), 10, dan 11 (tetramer resveratrol), dengan menggunakan sel murin leukemia P-388. Hasil pengujian aktivitas biologis memperlihatkan hanya isohopeafenol (10), pausiflorol A (2), vatikanol A (3), dan H-viniferin (6), yang menunjukkan sifat sitotoksik kuat terhadap sel P-388. Pada pengujian pembentukan dimer PhoR pada M.tuberculosis secara in vitro, hanya laevifonol (7) yang memiliki peluang sebagai inhibitor pembentukan dimer tersebut. Selanjutnya, pengujian terhadap enzim tirosin kinase reseptor tampaknya oligomer resveratol tidak memiliki sifat sebagai inhibitor enzim tersebut. Kata kunci: Shorea, oligomer resveratrol, sel murin leukemia P-388, PhoR, tirosin kinase reseptor v vi OLIGOMER RESVERATROL DARI TUMBUHAN SHOREA (DIPTEROCARPACEAE) INDONESIA DAN AKTIVITAS BIOLOGISNYA   Oleh Rosmawaty NIM: 30515010 (Program Studi Doktor Kimia) Institut Teknologi Bandung Menyetujui Tim Pembimbing Tanggal 08 Juni 2022 Ketua (Prof. Dr. Yana Maolana Syah) Anggota (Dr. Lia Dewi Juliawaty) vii viii.