Metabolisme ada 2: 1. Anabolisme = proses pembentukan

Metabolisme ada 2:
1.
Anabolisme = proses pembentukan komponen sel dr nutrien sederhana
yg diperoleh dr lingkungannya  membutuhkan energi = biosintesa
2.
Katabolisme = pemecahan bahan kimia (nutrien dr lingkungannya dpt
sbg sumber energi) menjadi bahan sisa (waste product) dan
menghasilkan energi ( untuk pergerakan atau pertumbuhan)
Amphibolisme = metabolisme antara ; reakasi kimia yg menghasilkan ATP
(ester fosfat) dan prekusar metabolit (asam organik)
Seri reaksi enzimatis yg digunakan untuk memindah nutrien ke dlm sel:
 Jalur fruktosa 1, 6 bi fosfat
 Jalur pentosa fosfat
 Jalur 2 – keto-3-deoksi -6- fosfoglukonat
 Siklus TCA
 Siklus Respirasi
 Dsb
Fungsi jalur metabolik:
1.
Menghasilkan prekusor pd pembnetukan komponen sel
2.
Menghasilkan energi yg dpt digunakan untuk sintesa atau proses lain yg
memerlukan energi
Biokimia semua bentuk-bentuk kehidupan pada dasarnya ialah tetap sama
(dogma) :
•
Keseragaman “building block” (senyawa kimia penyususn dasar
komponen sel, misalnya asam amino, gula dsb)
•
Keberadaan ATP sbg quantum awal dr energi biologi yg universal
•
Keberadaan kode genetik yg universal
•
Keberadaan jalur degradasi gula dan rantai pernafasan yg universal
JENIS MIKROBIA:
Sumber Energi:
Mikrobia:
1.
Sinar
Fototrop
2.
Bahan kimia anorganik
Litotrop
3.
Bahan kimia organik
Heterotrop
Sumber karbon:
Mikrobia:
1.
Anorganik
Autotrop
2.
Organik
Heterotrop
Gabungan:
Foto autotrof : sinar + karbon organik
Fotohetrerotrop : sinar + karbon organik
FUNGSI ATP DLM METABOLISME
ATP (adenosin Tri Phosphat) berfungsi untuk menyediakan energi bebas untuk
„fueling” dan mengaktivasi beberapa senyawa metabolit antara untuk biosintesa.
ATP + Air  ADP + P ( Go = -7,3 K cal)
ADP + Air  AMP + P ( Go = -7,3 K cal)
AMP + Air  Adenosin + P ( Go = -3,4 K cal)
Gugus fosfat diberikan pd metabolit antara  biosintesis
Sumber
C
Glukosa
Produk reaksi
“fueling”
Building
block
Makro
molekul
Struktur
seluler
ATP
Asam lemak
Lemak
Envelope
Prekusor
Metabolit
Gula
Lipopolisakarida
Flagela
Reducing Power
Asam amino
Glikogen
Pili
nukleotida
Peptidoglikan Poliribosoma
Protein
Nukleoid
RNA
Dinding sel
DNA
dst
KOMPONEN
AKTIVASI PD BIOSINTESA
GTP - Guanin Tri Phosphat
Protein (fungsi ribosoma)
UTP – Uridin Tri Phosphat
-Lapisan peptidoglikan pd dinding sel
bakteri
- glikogen
CTP – Cytosin Tri Phosphat
Fosfolipid
dTTP – Deoxythymidin Tri Phosphat
Liposakarida dr dinding sel bakteri
Acyl – SCoA
Asam lemak
Acyl-C0enzim A
Asam lemak
Protein spesifik yg fungsinya untuk mengkatalisa suatau reaksi
Fungsi:
1.
Biokatalisator (katalis = substansi yg bertugas untuk merndahkan energi
aktivasi dari suatu reaksi)
2.
Menurunkan energi aktivasi untuk suatu reaksi
Ciri-ciri Enzim:
1.
Pengenalan metabolit (substrat) yg spesifik : hanya cocok untuk satu
metabolit dan produk hasil konversinya.
2.
Reaksi katalitik yg spesifik : mengkatalisa hanya satu dari beberapa
kemungkinan reaksi dimana metabolit tsb dpt diubah
3.
Kemampuan mengatur aktivitas : adanya pusat pengaturan (regulatory
centre) dan efektor
ENZIM:
APOENZIM + KOENZIM  HOLOENZIM
(Pasif)
- Protein
- BM tinggi
- Non dialisis
V I TA M I N :
(Pasif)
(Aktif)
- Senyawa organik
- BM rendah
- Terdialisis
KOENZIM
B1 TIAMIN
COARBOXYLASE
B 2 R I B O F L AV I N
R I B O F L AV I N
D I N U K L E AT
NIASIN
NICOTINAMIDE
A D E N I N D I N U K L E AT
B6 PIRIDOXIN
P I R I D O X A L F O S FAT
ADENIN
Gugus Prostetis : senyawa yg terikat erat pada enzimnya (biasanya permanen :
NAD(P), FMN, FAD, Ubiquinon, Cytochrome, Coenzim A;
Koenzim: senyawa yg terikat tidak begitu kuat pad enzim. Satu molekul koenzim
dpt berikatan dalam beberapa macam enzim pd waktu yg bereda selama
pertumbuhan: Vitamin B , jk berupa logam  Kofaktor: Fe, Zn, Mn dst
SIFAT DAN MEKANISME KERJA ENZIM:
E + S  ES  E + P
E + P  ES  E + S
ES = KOMPLEKS ENZIM – SUBSTRAT  AKTIVASI SUBSTRAT
MELALUI SISI AKTIF ENZIM
Hampir semua Enzim intraseluler mempunyai lebih dr 1 sisi aktif per molekul:
Enzim laktat dehidrogenase memiliki 4 sisi aktif
Enzim α kimotripsin (intra) memeiliki 1 sisi aktif
Gambar Reaksi Enzim
Peran Utama Enzim : menurunkan energi aktivasi untuk mencapai status
transisi sustu reaksi kimia
Reaksi eksergonik: reaksi yg menghasilkan produk yg mempuyai energi
lebih rendah dr substratnya ( >< reaksiendergonik)
Penemaan enzim:
Substrat yg diikat atau reaksi yg dikatalisa dan diberi akhiran “ase” ,
misalnya : selulase – memecah selulosa
glukosa oksidase – mengatalisa reaksi oksidasi dr glukosa
1.
Oksidoreduktase: reaksi transfer elektron : Transfer elektron /atom
Hidrogen
2.
Transferase : Transfer gugus fungsional : Gugus fosfat, amin, metil
3.
Hidrolase : Reaksi hidrolisis : penembahan H2O unt. Memecah ikatan
kimia
4.
Liase : penembahan ikatan ganda pd suatu molekul, penghilangan ikatan
non hidrolitik dari gugus kimia
5.
Isomerase :reaksi isomerasi. BM sama beda strukturnya)
6.
Ligase : Pembentukanikatan dg membutuhkan energi, pemecahan ATP
1.
Konsentrasi enzim
2.
Konsentrasi substrat
3.
pH
4.
Suhu
PENGHAMBATAN KERJA ENZIM:
1.
Non-Reversibel: terjadi modifikasi atau menjadi tidak aktifnya 1 atau
lebih gugus fungsional enzim
2.
Reversibel:
a.
Kompetitif: terjadi kompetisi penggunaan sisi aktif enzim oleh
substrat.
Asam suksinat + Metilen biru  As. Fumarat + H2MB
Asam malonat berkompetisi asam suksinat ! Gambar
b. Non –Kompetitif : tidak terjadi kompetisi penggunaan sisi aktif enzim
oleh substrat.
b. Non –Kompetitif : tidak terjadi kompetisi penggunaan sisi aktif enzim
oleh substrat.
Sianida : penghambatan enzim yg mengandung Fe  Fe sianida
Floride : penghambatan enzim yg mengandung Ca/ Mg 
Ca Fl, Mg Fl
Contoh Gambar pH Vs jenis enzim yg terbentuk : Gambar!
Bardasarkan Ada Tidaknya Substrat Dan Pembentukan Enzim  2:
1.
Enzim konstitutif: Enzim selalu dihasilkan sel
2.
Enzim adatif (terinduksi)_ terbentuk jkada substrat tertentu.
laktosa  β galaktosidase
1.
Sifat reaksi enzim yg dikatalisis
2.
Kofaktor, koenzim
3.
[substrat]
4.
pH optimal
5.
Suhu optimal
6.
Metode
REAKSI DISIMILASI DAN PEMBEBASAN ENERGI
Metabolisme:
1.
Disimilasi = katabolisme  membebaskan energi
2.
Asimilasi = anabolisme  menggunakan energi
Selama reaksi kimia akan yjd : pembebasan energi atau penggunaan energi
Δ = perubahan pada
G = Energi bebas
Δ G = satuan kalori :
- (negatif)= membebaskan energi – eksergonik
+ (positif) = membutuhkan energi – endergonik
Contoh:
A B
Δ G = - 10.000 Kal (ekser--)
CD
Δ G = + 5.000 Kal (ender--)
A + Y 1  B + Y2 = - 2.000 Kal ( Y2 menangkap energi)
C + Y2  D + Y1 = - 3. 000 Kal (Y2 melepas energi)
Y1  Y2 ~ 8.000 Kal (disimpan Y2)
SENYAWA (BILA TERHIDROLISIS)
Δ G , K. kal
ATP
- 7,3
ADP
- 7,3
GTP
- 7,3
GDP
- 7,3
UTP
- 7,3
STP
- 7,3
ASETIL FOSFAT
- 10,1
ASAM 1,3 DIFOSFOGLISERAT
- 11,8
ASAM FOSFOENOL PIRUVAT
- 14,8
ATP  ADP + H3PO4 - 7,3 K. kal
Asam 1,3 difosfogliserat  asam 3-fosfogliserat + ATP - 11, 8 K. kal
OKSIDASI DAN PRODUKSI ENERGI
Oksidasi : pelepasan elektron pada senyawa
peningkatan bilangan oksidasi
dehidrogenasi = hilangnya atom H (1 proton, 1 elektron)
Reduksi : penembahan elektron pada senyawa
penurunan bilangan oksidasi
Oksidasi dan reduksi berperan dlm penggunaan energi kimia di dlm
organisme hidup
Tidak hanya elektron tetapai semua atom H (elektron + proton)
Reduksi : Fe +3 + e-  Fe +2
Oksidator= Oksidan : Fe+3
Oksidasi : Fe +2  Fe +3 + eReduktan = Reduktor: Fe +2
Asam fumarat + 2 H+ + 2 e-  asam suksinat
Aam suksinat  Asam fumarat + 2 H+ + 2 eSetiap reaksi oksidasi – reduksi akan terjadi sepasang substansi :
Feri dan fero
Fumarat dan suksinat
Maka muncul sistem oksidasi reduksi (O/R)  kecenderungan
menerima elektron dlam sistem O/R disebut sebagai “potensi
Elektromotif” ( Eo suatu sistemO/R)
Makin tinggi Eo  makin besar kecenderungannya menerima elektron
atau makin besar mengalami oksidasi
Senyawa O/R
Eo (Volt)
NAD+ / NADH + H+
- 0,32
Flavo protein /Flavoprotein- H2
+ 0,05
Sit b - Fe +3 + e-  Sit b - Fe +2
+ 0,1
Co Q / C0 Q – H2
+ 0,21
Sit C1 - Fe +3  Sit C1 - Fe +2
+ 0,23
Sit a/a3 - Fe +3 -  Sit a/a3 - Fe +2
+ 0,54
O2 / H2O
+ 0,82