Metabolisme - maheniweet

METABOLISME
RAKHMAT RYANDI SOPYAN
PUTRA
XII-IPA 1
ENZIM
KATABOLISME
METABOLISME
ANABOLISME
SINTESIS
PROTEIN DAN
LEMAK
Enzim
Pengertian Enzim
Enzim/ Biokatalisator adalah zat yang dapat
mempercepat reaksi yang terjadi di dalam sel
mahkluk hidup. Enzim tersusun atas senyawa
protein dan nonprotein.
Komponen Enzim
Adalah apoenzim dan gugus prostetik. Apoenzim
merupakan bagian aktif enzim, tersususun atas
protein dan mudah berubah (labil) terhadap
faktor lingkungan, misalnya pH dan suhu. Gugus
protestik merupakan gugus yang tidak aktif,
berupa unsur – unsur logam, seperti besi (Fe2+),
mangan (Mn2+), magnesium (Mg2+) dan natrium
(Na+) yang disebut kofaktor. Gugus prostetik juga
dapat berupa bahan organik selain protein
seperti vitamin B yang disebutkoenzim.
Kerja enzim
Cara kerja enzim dapat digambarkan melalui
hipotesis kunci gembok (lock and key
hypothesis). Sisi aktif enzim mempunyai
konfigurasi aktif tertentu dan hanya substrat
tertentu yang dapat tergabung. Hal ini
menyebabkan enzim bekerja secara spesifik.
Cara kerja enzim yang lain adalah teori
kecocokan induksi dimana sisi aktif enzim
lebih fleksibel
Sifat – sifat Enzim
a.
Biokatalisator
Enzim berfungsi mempercepat reaksi kimia.
Proses percepatan reaksi kimia oleh enzim
dengan cara menurunkan energi aktivasinya.
b. Protein
Sifat – sifat enzim sama dengan protein, yang
dipengaruhi suhu dan pH. Pada suhu rendah
enzim mengalami koagulasi dan pada suhu
yang tinggi menyebabkan denaturasi. pH yang
tidak cocok dapat menyebabkan ionisasi dari
gugus karboksil dan amin serta menyebabkan
denaturasi.
c.
Bekerja spesifik
Dalam mereaksikan suatu zat tertentu
memerlukan enzim tertentu pula atau one
enzyme one substrate (satu jenis enzim hanya
khusus untuk satu substrat). Contoh enzim
maltase hanya dapat memecah maltosa
menjadi glukosa saja.
d. Tidak berperan bolak-balik
Enzim dapat bekerja menguraikan suatu
substrat menjadi substrat tertentu akan tetapi
tidak dapat kembali menyusun substrat
semula. Sebagai contoh enzim kelompok
protease dapat menguraikan protein menjadi
asam amino, tetapi tidak dapat
menggabungkan asam amino dengan asam
amino yang lain menjadi protein.
e.
Bekerja cepat
Enzim dapat bekerja cepat. Sifat cepat enzim
disebabkan enzim hanya berfungsi
menurunkan energi aktivasi pada awal reaksi
kimia dalam sel.
f.
Enzim ikut bereaksi dan terbentuk
kembali pada akhir reaksi
Enzim dapat mempercepat reaksi dengan
menurunkan energi aktivasi dengan jalan ikut
bereaksi dan terbentuk kembali pada akhir
reaksi. Tetapi enzim kadang menjadi rusak
selama reaksi dan harus diganti.
g. Kerja enzim dipengaruhi lingkungan
Inhibitor mempunyai struktur mirip substrat
dan dapat tergabung dalam reaksi enzimatik
sehingga aktivitas enzim menjadi terganggu.
Inhibitor yang menghambat kerja enzim pada
sisi pasif disebut inhibitor nonkompetitif.
Percobaan Enzim Katalase
Enzim adalah katalis yang terbuat dari protein
dan dihasilkan oleh sel. Enzim mempunyai
sifat spesifik yaitu hanya mengatalisis reaksi
kimia tertentu.Sebagai contoh enzim katalase
yang hanya menguraikan H2O2menjadi H2O
dan O2 dengan reaksi sebagai berikut :
2H2O2 2H2O + O2
METABOLISME
Metabolisme adalah keseluruhan perubahan
reaksi kimia yang berlangsung dalam sel tubuh
mahkluk hidup dengan konsekuensi
perubahan energi yang menyertainya.
KATABOLISME
METABOLISME
ANABOLISME
KATABOLISME
Katabolisme adalah peristiwa pemecahan
senyawa kompleks (organik) menjadi senyawa
sederhana (anorganik) dan membebaskan
energi, sehingga reaksinya termasuk
eksotermis (eksergonik). Contoh peristiwa
fermentasi dan respirasi.
Berdasarkan kebutuhan oksigennya respirasi
dibedakan menjadi respirasi aerobik, yaitu
respirasi yang menggunakan oksigen untuk
menghasilkan energi dan respirasi anaerobik,
yaitu respirasi yang tidak menggunakan
oksigen untuk menghasilkan energi.
Respirasi Aerobik
Respirasi aerob secara garis besar dapat
dibedakan menjadi 3 tahapan utama dan 1
tahap transisi, yaitu glikolisis, (dekarboksilasi
oksidatif), siklus krebs, dan tranpor elektron.
a.
Glikolisis
Glikolisis adalah peristiwa pemecahan satu
molekul glokosa (6 atom C) menjadi asam
piruvat (3 atom C) yang berlangsung di sitosol
sitoplasma dalam kondisi anaerob. Pada
peristiwa ini menghasilkan hasil samping
berupa 2 molekul NADH2 dan 2 molekul ATP.
b. Dekarboksilasi Oksidatif
Dekarboksilasi Oksidatif adalah peristiwa
pelepasan gugus karboksil dari asam piruvat (2
C3) dan penambahan molekul koA sehingga
menghasilkan Asetil koA (2 C2) dalam suasana
aerob yang berlangsung di membran krista
mitokondria. Bukti adanya pelepasan gugus
karboksil dari 2 asam pirvat adalah dihasilkannya
2 CO2 dan 2 NADH2 pada akhir reaksi. Reaksi
dekarboksilasi oksidatif dikatalisis oleh enzim
piruvat dehidrogenase.
c.
Siklus krebs
Daur asam sitrat atau daur Krebs adalah siklus pemecahan asetil
KoA menjadi CO2yang berlangsung secara anaerob di dalam matriks
mitokondria. Asetil koA sebagai bahan dalam siklus ini masuk dan
bereaksi dengan asam oksaloasetat (C4) menjadi asam sitrat (C8).
Selanjutnya asam sitrat (6C) akan secara bertahap akan melepaskan
2 atom C-nya sehingga menjadi asam oksaloasetat (C4) lagi.
Peristiwa pelepasan atom C diikuti dengan pelepasan energi yang
berupa ATP. Pada tiap tahap pelepasan ATP dapat langsung
digunakan oleh sel. Selain ATP, hydrogen juga dilepaskan,
bergabung dengan NAD dan FAD (Flavoadenine Dinukleotida)
menjadi NADH dan FADH2 untuk dibawa menuju system transpor
yang direaksikan dengan oksigen menghasilkan air.
d.
Sistem Transpor Elektron
Tranpor elektron adalah peristiwa pelepasan
elektron berenergi tinggi dari NADH2dan
FADH2 dari glikolisis, dekarboksilasi oksidatif,
dan siklus Krebs untuk menghasilkan ATP dan
H2O yang berlangsung di membran krista
dalam suasana aerob.
Tahap
Bahan
Tempat
Reaksi
Glikolisis
Glukosa
Sitosol
Dekarboksil
asi Oksidatif
Asam
Piruvat
Daur Krebs
Asetil Ko-A
Trasnpor
Elektron
NADH dan
FADH2
Hasil
Senyawa
Jumlah
Akseptor
Jumlah ATP
2 Asam
Piruvat
2 NADH
2
2 NADH
-
4 CO2
6 NADH
DAN 2
FADH2
2
6 H2O
-
32
Matriks
2 Asetil Ko-A
Mitokondria dan 2 CO2
Matriks
Mitokondria
Membran
dalam
Mitokondria
Respirasi Anaerob
Respirasi anaerob merupakan reaksi pemecahan
karbohidrat untuk mendapatkan energi tanpa
menggunakan oksigen. Sel jamur dan bakteri
tertentu dapat melakukan respirasi anaerob.
Ketika kita berlari dengan cepat, sel – sel jaringan
otot kita juga melakukan respirasi anaerob.
Proses penguraian pada respirasi anaerob disebut
fermentasi. Fermentasi dibedakan menjadi dua,
yaitu fermentasi alkohol dan fermentasi asam
laktat.
a.
Fermentasi asam laktat
C6H12O6 → 2 CH3CH(OH)COOH + 47
Kkal Glukosa asam laktat
b.
Fermentasi alkohol (pada ragi)
C6H12O6 → 2 CH3CH(OH)COOH + 28 Kkal
Glukosa alkohol
Anabolisme
Anabolisme adalah peristiwa penyusunan
senyawa kompleks (organik) dari senyawa
sederhana (anorganik) dengan bantuan energi
dari luar sehingga reaksinya termasuk
endotermis (endergonik). Contoh peristiwa
fotosintesis dan khemosintesis.
Fotosintesis
Fotosintesis adalah peristiwa pembentukan
glukosa yang berasal dari penggabungan
karbondioksida (CO2) dan air (H2O) yang
berlangsung di dalam kloroplas dengan
menggunakan energi cahaya matahari.
Tempat Fotosintesis
Reaksi fotosintesis terjadi di dalam organel sel
yang disebut kloroplas. Kloroplas mempunyai
membran yang terorganisasi menjadi kantong
pipi yang disebut tilakoid. Tumpukan tilakoid
disebut grana dan di sekitar tilakoid terdapat
cairan disebut stroma yang terdapat enzim.
Reaksi Fotosintesis
Proses fotosintesis berlangsung melalui dua
tahap yaitu reaksi terang (fotolisis) dan reaksi
gelap (fiksasi CO2). Pada reaksi terang
(fotolisis) terjadi pemecahan air oleh cahaya
(foton) dan klorofil. Sementara itu, reaksi
gelap (fiksasi CO2) merupakan proses
pembentukan karbohidrat yang tidak
memerlukan energi cahaya sehingga disebut
reaksi gelap.
1) Reaksi Terang
Reaksi terang (fotolisis), bertujuan menyediakan
energi untuk reaksi gelap
Membutuhkan cahaya sebagai sumber energi
untuk reaksi gelap.
Disebut fotolisis karena terjadi proses pemecahan
molekul air oleh fotosistem dalam kloroplas.
Reaksi terang terjadi di membrane tilakoid
(grana).
Jalur elektron non siklik
elektron dilepaskan oleh fotosistem I(P700),
kemudian melalui sistem transpor elektron
akan kembali ke fotosistem I. Jalur ini hanya
menghasilkan ATP
Jalur elektron nonsiklik
pada jalur ini terjadi fotolisis air. Fotosistem
II(P680) akan mengambil elektron hasil
fotosintesis. Dari fotosistem II, elektron
diteruskan ke fotosistem I melalui transpor
elektron. Proses tersebut akan membentuk ATP.
Pada saat bersamaan, fotosistem I akan
melepaskan elektron. Elektron tersebut
diteruskan ke sistem transpor elektron hingga
akhirnya diikat oleh NADP+ untuk membentuk
NADPH2
2). Reaksi Gelap
Reaksi Gelap merupakan proses fiksasi CO2 di
stroma membentuk glukosa menggunkan
energi yang dihasilkan oleh reaksi terang.
Dalam reaksi gelap (siklus Calvin)
dikelompokkan menjadi 3 tahap, yaitu tahap
fiksasi, reduksi dan regenerasi sintesis
glukosa.
1.
Fiksasi : 6 RuBP + 6 CO2 + 6 H2O → 12 PGA
(6 C5)
(6 C3)
(12 C3)
2.
Reduksi: 12 PGA + 2 NADPH2 → 12 PGAL
(12 C3)
(12 C3)
3.
Sintesis Regenerasi
a.
2 PGAL + 2 ATP → C6H12O6 (glukosa)
b. 10 PGAL → 6 RuBp
Percobaan-Percobaan dalam
Fotosintesis
Percobaan Ingenhousz
Percobaan ini bertujuan membutuhkan bahwa proses fotosintesis
menghasilkan oksigen dan menentukan faktor – faktor yang
mempengaruhi proses fotosintesis.
Gejala yang dapat diamati adalah banyaknya gelembung yang
tertampung dalam ujung tabung reaksi. Gelembung yang muncul
dimungkinkan adalah oksigen. Untuk mengetahui bahwa
gelembung tersebut oksigen dapat dites dengan bara api. Jika bara
api menyala, maka gelembung itu adalah oksigen.
Selain faktor cahaya, masih ada faktor yang lain yang menentukan
kecepatan fotosintesis, seperti suhu dan NaHCO3.
Percobaan Sacchs
Percobaan Sacchs merupakan percobaan fotosintesis yang
bertujuan membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan
amilum (zat tepung) dan berlangsung pada bagian tanaman
yang berklorofil. Untuk menguji adanya amilum digunakan
reagen Lugol, sebab dengan Lugol amilum akan tampak
biru kehitaman. Sebelum ditetesi Lugol, daun dimasukkan
ke dalam air mendidih maksudnya untuk mematikan sel –
sel daun. Daun di masukkan ke dalam alkohol mendidih,
bertujuan untuk melarutkan klorofil, serta menjadikan
amilum lebih mudah bereaksi dengan Lugol.
Percobaan Engelmann
Tujuan percobaan ini adalah membuktikan bahwa
dalam fotosintesis diperlukan klorofil, cahaya
matahari, dan menghasilkan oksigen.
Bakteri termoaerob merupakan bakteri yang
memerlukan oksigen. Fotosintesis menghasilkan
oksigen. Oleh Karena itu, pada percobaan
Engelmann, bakteri termoaerob mengumpul
pada bagian Spyrogira yang melakukan
fotosintesis.
Khemosintesis
Khemosintesis adalah peristiwa penyusunan
bahan organik dari bahan anorganik dengan
bantuan energi kimia oleh organisme
khemoautotrop. Contoh organisme
khemoautotrop adalah bakteri besi, sulfur,
dan nitrogen
(Nitrosomonas dan Nitrosococcus).
Sintesis Lemak melalui
Lintasan Karbohidrat
Lemak disintesis dari karbohidrat dan protein melalui
asetil KoA. Metabolisme gliserol melalui asam piruvat.
Sedangkan untuk mensintesis asam lemak diperlukan
KoA, yang berfungsi memutuskan atau memecah dua
bagian atom C (karbon)-nya untuk membentuk asetil
Ko-A. Karena pemutusan rantai karbonnya terjadi pada
karbon (C) kedua pada mata rantai asam lemak, maka
reaksinya dinamakan beta oksidasi. Beta Oksidasi
adalah suatu proses yang berlangsung secara
berulang–ulang, sehingga semua atom karbon (C) pada
rantai lemak berubah menjadi asetil KoA.
Asetil Ko-A juga dapat diubah kembali menjadi
asam lemak, sehingga reaksi beta oksidasi
disebut juga sebagai reaksi reversible (yang
dapat di balik). Asam piruvat, sebagai hasil
akhir metabolisme gliserol dan aetil koA
bersama–sama memasuki siklus asam
trikarboksilat yang merupakan langkah
terakhir dari metabolisme dalam tubuh.
Sintesis Protein melalui
Lintasan Karbohidrat
Protein tersusun atas asam amino. Asam
amino dapat disintesis dari oksaliasetat, asam
piruvat, pospogliserat aldehid, PEP
(phosphoenol piruvat) dan α ketogutarat.
Asam – asam amino yang terbentuk
selanjutnya akan disintesis oleh ribosom
menjadi protein.
Sumber
• http://antonsribudaya.blogspot.com/2014/07
/materi-kelas-xii-ipa-metabolisme.html
• http://notechaca.blogspot.com/2013/09/lapo
ran-praktikum-biologi-kerja-enzim.html
TERIMA KASIH
SEMANGAT TERUS
BELAJARNYA 