Document

Metabolisme :
Enzim & Respirasi
SMA Regina Pacis – Ms. Evy Anggraeny
August 2014
1
Pengantar Metabolisme
August 2014
 Yaitu modifikasi reaksi biokimia
dalam sel makhluk hidup
 Aktivitas sel
 Metabolit
 Enzim/fermen
 Macamnya :
1. Anabolisme : proses pembentukan
senyawa sederhana
senyawa
kompleks, ex :fotosintesis
2. Katabolisme : proses perombakan
senyawa kompleks
senyawa
sederhana, ex : respirasi
2
Pengantar Metabolisme
August 2014
 Oksidasi dan reduksi
3
Perbedaan Anabolisme &
Katabolisme
Anabolisme
August 2014
Perbedaan
Penyusunan
Proses
molekul
Molekul kecil
Substrat awal
sederhana
Molekul besar Produk akhir
Endergonik
Sifat
(membutuhkan
energi)
Endoterm
Reaksi
Fotosintesis
Contoh
Energi cahaya Energi yang
dan kimia
digunakan
Katabolisme
Penguraian
molekul
Molekul
kompleks
Molekul kecil
Eksergonik
(membebaskan
energi)
Eksoterm
Respirasi
Energi yang
tersimpan dalam
ATP atau ADP
4
 Biokatalisator
 Menurunkan energi aktivasi
 Holoenzim :
Enzim
1. Apoenzim : bagian berupa protein, cirinya
thermolabil
2. Gugus prostetik : bagian bukan enzim,
cirinya aktif, ex : logam (Fe, Cu, Zn)
August 2014
 Koenzim : antara apoenzim dan
gugus prostetik tidak menyatu. Ex :
vitamin/bagian vitamin (B1, B2, B6,
Niacin, Biotin)
 Kofaktor : gugus prostetik dari
molekul anorganik
5
Ciri Enzim
August 2014
1. Bahan protein (asam amino)
2. Tidak tahan suhu tinggi (˃
50oC)
3. Biokatalisator
4. Tidak ikut bereaksi
5. Bekerja secara khusus
6. Bekerja secara bolak balik
7. Digunakan berulang-ulang
6
Faktor yang Memengaruhi Kerja Enzim
August 2014
Suhu : optimal pada suhu 30oC
pH
Aktivator
Konsentrasi enzim : berbanding
lurus
5. Konsentrasi substrat : berbanding
lurus/linear
6. Inhibitor : reversibel (tidak berkaitan
secara kuat dengan enzim) dan
irreversibel (berkaitan dengan sisi
aktif enzim secara kuat sehingga
tidak dapat terlepas)
1.
2.
3.
4.
7
Macam Inhibitor Reversibel
August 2014
1. Inhibitor kompetitif : dengan
cara menempati sisi aktif enzim
sehingga enzim tidak dapat
masuk
2. Inhibitor non kompetitif :
senyawa kimia yang tidak mirip
dengan substrat yang berkaitan
dengan sisi selain sisi aktif
enzim sehingga mengakibatkan
perubahan bentuk enzim serta
tidak sesuai lagi dengan
substratnya lagi
8
August 2014
9
Macam Inhibitor Reversibel
Sistem Penamaan Enzim
August 2014
 Sesuai dengan substratnya
 Diberi akhiran ase
 Ex : amilase, lipase,
karbohidrase, dll
 Ada dua tata cara penamaan :
1. Sistematik : berdasarkan pada
reaksi yang terjadi, ex : glukosa
6-fosfatase
2. Trivial : berdasarkan pada
nama singkat, ex : selulase
10
Cara Kerja Enzim
August 2014
1. Teori gembok dan kunci
 Setiap enzim mempunyai
bentuk ruang yang hanya
sesuai dengan satu substrat
 Produk akhir berupa senyawa
baru
11
Cara Kerja Enzim
August 2014
2. Teori induced fit
 Setiap reaksi enzim dipengaruhi
oleh reduksi yang
menyebabkan sisi aktif yang
semula tidak sesuai menjadi
sesuai
 Produk akhir dilepaskan
 Sisi aktif kembali seperti
semula
12
Substrat + Enzim  Kompleks enzimsubstrat  Enzim + Produk
Cara Kerja Enzim
 Menurut teori gembok dan kunci
August 2014
Produk
Substrat
Sisi aktif
Enzim
 Menurut teori induced fit
Substrat
Produk
Sisi aktif
Enzim
13
Katabolisme Karbohidrat
August 2014
 Reaksi respirasi
 Bahan dasar glukosa
 Produk carbon, H2O dan energi
(ATP)
 Macamnya :
1. Respirasi aerob
2. Respirasi anaerob
14
Respirasi Areob
August 2014
 Menggunakan oksigen bebas
 Menghasilkan energi
 Macamnya : glikolisis, siklus
krebs dan transpor elektron
 Reaksi prosesnya :
C6H12O6 + 6O6
6H2O +
(glukosa) (oksigen)
(air)
6CO2
+ 675 kkal
(karbondiaoksida)
(energi)
15
Glikolisis
August 2014



1.
2.
3.

Dalam sitosol/sitoplasma
Penguraian satu molekul glukosa
Hasil akhir :
Dua NADH
Dua molekul asam piruvat
Dua ATP
Ada 10 tahap (fase persiapan tahap
1 – 5 dan fase oksidasi tahap 6 –
10)
 Asam piruvat mengalami
dekarboksilasi oksidatif menjadi
Asetil CoA
16
Sifat Glikolisis
August 2014
 Pengubahan molekul gula dengan 6
atom C menajdi asam piruvat dengan
3 atom C
 Disebut lintasan EMP (EmbdenMeyerhof pathway)
 Berlangsung aerob maupun anaerob
 Melibatkan enzim
 ADP dan ATP berperan dalam
pemindahan fosfat
 Berlangsung 10 proses, dibagi 2 fase
yaitu fase investasi energi (1 – 5) dan
fase pembelanjaan energi (6 – 10)
17
Proses Sederhana
Glikolisis
August 2014
1. Pemindahan gugus fosfat dari ATP
ke atom nomor 6 dari glukosa
menjadi senyawa glukoasa 6 fosfat.
Memperoleh energi bebas dari ATP
(dengan lepasnya gugus fosfat)
2. Glukosa 6 fosfat di katalisis oleh
enzim menjadi fruktosa 6 fosfat. ATP
akan memindahkan gugus P (fosfat)
untuk kedua kalinya kepada atom C
nomor 1 dan dihasilkan senyawa
fruktosa 1.6 bifosfat. Sehingga
menambah kandungan energi.
18
Proses Sederhana
Glikolisis
August 2014
3. Pemecahan enzimatik dari fruktosa
1.6 bifosfat menjadi 2 senyawa
beratom 3 buah, yaitu
dihidroksiasetonfosfat dan 3fosfogliseraldehide (PGAL)
19
August 2014
20
Tahap Glikolisis
August 2014
21
Tahap Glikolisis
August 2014
22
Tahap Glikolisis
August 2014
23
Tahap Glikolisis
Siklus Krebs
August 2014




1.
2.
3.
4.


Disebut juga siklus asam sitrat
Dalam mitokondria
Terdiri dari 8 tahap
Hasil akhir :
6 NADH
2 FADH2
2 ATP
8 elektron dilepaskan
Menggunakan Asetil Ko-A
Menggunakan enzim khusus
24
Proses Siklus Krebs
August 2014
1. Asam piruvat (3C)masuk ke siklus
krebs, bereaksi dengan NAD+
(Nikotinamida adenine dinukleotida)
dan Ko-A, membentuk asetil Ko-A
(2C). CO2 dan NADH dibebaskan.
2. Reaksi antara asetil Ko-A (2C) dengan
asam oksaloasetat (4C) terbentuk
asam sitrat (6C), Ko-A dibebaskan
kembali.
3. Asam sitrat (6C) dengan NAD+
membentuk asam alfa ketoglutarat
(5C) dengan membebaskan CO2.
25
Proses Siklus Krebs
August 2014
4. Pembentukan asam suksinat (4C) setelah
bereaksi dengan NAD+ dengan
membebaskan NADH, CO2 dan
menghasilkan ATP setelah bereaksi
dengan ADP dan asam fosfat anorganik.
5. Asam suksinat yang terbentuk, bereaksi
dengan FAD (Flarine Adenine
Dinucleotida) membentuk asam malat
(4C) dan membebaskan FADH2.
6. Asam malat (4C) kemudian bereaksi
dengan NAD dan membentuk asam
oksaloasetat (4C) dengan membebaskan
NADH.
26
August 2014
27
Tahap Siklus Krebs
Transpor Elektron
August 2014
 Terjadi di bagian krista, membran
dalam mitokondria
 Molekul yang berperan NADH, FAD,
O2, sebyawa Q (ubiquinone), enzim
sitokrom
 Hidrogen dari siklus krebs diubah
menjadi proton dan elektron
 O2 berperan sebagai aseptor
(penerima) elektron yang terakhir
 Setelah menerima elektron O2 akan
menerima ( H+ ) menjadi H2O
 ATP yang dihasilkan 32 ATP
28
Proses Transpor
Elektron
August 2014
1. Elektron berenergi dari NADH
ditransfer ke FADH, kemudian ke
Koenzim Q, lalu ke sitokrom a, b, a
2. Elektron dari sitokrom a
disampaikan ke O2. O2 menangkap
elektron dari sitokrom a, berikatan
dengan H dari lingkungan.
3. Ikatan H membentuk H2O, CO2,
sebagai hasil samping respirasi,
diangkut menuju alat respirasi untuk
dikeluarkan.
29
August 2014
30
Transpor Elektron
Respirasi Anaerob
August 2014



1.
2.
3.
Disebut juga proses fermentasi
Terjadi saat O2 sangat rendah
Macamnya :
Fermentasi asam laktat
Fermentasi alkohol
Fermentasi asam cuka (masih ada
O2 )
 Kerugian fermentasi :
1. Senyawa alkohol (merusak sel)
2. Dari jumlah mol zat yang sama,
dihasilkan energi lebih rendah
31
Fermentasi Asam Laktat
August 2014




1.
Dapat menurunkan pH
Gangguan fungsi sel
Menyebabkan kelelahan
Proses :
Glukosa diubah menjadi asam
piruvat melalui glikolisis.
2. Asam piruvat berekasi dengan
NADH2 dalam keadaan anaerob
dan dengan mengalami
dehidrogenasi asam susu menjadi
asam laktat + NAD + Energi
32
Fermentasi Alkohol
August 2014
 Contohnya Saccahromyces
cereviceae, organisme aerob
fakultatif
 Prosesnya :
1. Dalam anaerob Asam piruvat dalam
proses glikolisis diubah menjadi
asam asetat/etil alkohol (2C2H5OH)
+ 2CO2 + 2 ATP
2. Asam asetat diubah menjadi alkohol
3. Terjadi perubahan NADH menjadi
NAD+
33
Fermentasi Asam Cuka
August 2014




Berlangsung dalam aerob
Bakteri asam cuka
Substrat etanol
Energi yang dihasilkan lebih besar
dari fermentasi alkohol
 Prosesnya :
1. CH3CH2OH (etanol) adakn
dioksidasi dengan bakteri asam
cuka
2. Menghasilkan CH3COOH (asam
cuka) + H2O + 116 Kal
34
See you the next sub chapter ………
August 2014
♥© ea/metabolisme : enzim-respirasi-ppt/bio xii_ipa/august/2014
♥
35