kimia sel mikroorganisme

KIMIA SEL MIKROORGANISME
DOSEN:
D R . D E S S Y Y O S WAT Y
3.8 milyar tahun yang lalu
evolusi
sel.
struktur proselular
Sel bakteri: suatu unit yang mendasar dari kehidupan.
Susunan kimia sel mikroba :
a. Penyusun utama sel (C, H, O, N, dan P): 95 % dari
berat kering sel
b. Unsur lain:
- Air
- protoplasma, dinding sel, lipida, polisakarida,
polifosfat, protein, asam amino dan senyawa
lain.
1. Ikatan dan Reaksi Kimia
Proses metabolisme
(oksidasi-reduksi)
Kimia sel (metabolisme): semua reaksi kimia yang terjadi dalam
sel hidup + enzim
energi
sintesis komponen sel ,
kegiatan selular (cth: pergerakan) dan nutrien sederhana (cth: asam
lemak, glukosa, senyawa aromatik).
Reaksi kimia terdiri atas:
a. Disimilasi (katabolik): perombakan nutrien
membebaskan
energi
b. Asimilasi (anabolik): energi
sintesis/fungsi sel lainnya
Proses oksidasi – reduksi
energi
Oksidasi: pelepasan elektron
Reduksi: penangkapan elektron
Cth: H2
2e- + 2H+
dikatalisis
Fosforilasi oksidatif: reaksi oksidasi
enzim
dehidrogenase
transfer eletron + proton yang
dibebaskan
aseptor eletron intermedier.
Cth: NAD+ , NADP+
NADH, NADPH
Energi terdiri atas:
a. Sinar matahari (mikroba fototropik/fotosintesis)
b. Oksidasi senyawa kimia
(mikroba autotropik atau
kemosintesis kemotropik)
Fotosintesis terdiri atas:
a. Cyanobacteria
CO2 + 2 H2O sinar matahari H2O+ [CH2O]n + O2
(klorofil)
b. Non Cyanobacteria: anaerob
CO2 + 2H2A sinar matahari H2O + [CH2O]n + 2A
(klorofil)
Non Cyanabacteria:
a. Chlorobiceae (green sulfur bacteria)
CO2 + 2H2 sinar matahari CH2O + H2O
CO2 +2H2S sinar matahari CH2O + H2O + 2S
b. Chromatiaceae (purple sulfur bacteria): menggunakan
bakterioklorofil sebagai aseptor eletron. Cth: Amoebobacter,
Chromatium, Lamprobacter, Lamprocystis, Thiocapsa,
Thiocystis, Thiodictyon, Thiopedia dan Thiospirillum.
c. Rhodospirillaceae (Rhodospirillum, Rhodopseudomonas)
CO2 + 2CH3CHOHCOOH sinar matahari
2CH3COCOOH
CH2O + H2O +
Autotrofik : CO2 sebagai sumber karbon
a. Oksidasi sulfur (Thiobacillus)
2S +3O2+ 2H2O
2H2SO4
b. Oksidasi amonia (Nitrosomonas)
2NH4Cl + 3O2
2HNO2 + 2HCl +2H2O
c. Oksidasi nitrit (Nitrobacter)
2NaNO2 + O2
2NaNO3
d. Oksidasi hidrogen
2H2 + O2
2H2O
Fermentasi:
Kondisi anaerob, elektron dan proton ditransfer dari
senyawa oksidasi menuju senyawa organik
produk fermentasi .
Cth: Gula mikroba asam piruvat
Fermentasi terdiri atas:
a. Asam homolaktat (Streptococcus, Lactobacillus)
Asam piruvat
NHDA NAD+
b. Alkohol (yeast)
Asam piruvat CO2
etil alkohol
asetaldehid
asam laktat
NHDA NAD+
c. Asam campuran (Escherichia coli)
Asam piruvat NHDA NAD+ asam laktat
Asam suksimat
etil alkohol
asam asetat +
H2 + CO2
d. Butylen glycol (Entherobacter, Pseudomonas, Bacillus)
2 piruvat CO2 asam asetolaktat CO2 asetoin
NHAD NAD+ 2,3 butylen glicol
Bakteri autotrofik
Thiobacillus Coccolithophores
Bakteri heterotrofik:
Vibrio
Aeromonas
Corynebacterium
Pseudomonas
Streptomyces
Bacillus
Nocardia
Respirasi:
Tranfor elektron
elektron terakhir
mentransfer elektron
aseptor
Respirasi aerob: oksigen sebagai aseptor eletron terakhir
Respirasi anaerob: senyawa anorganik yaitu:
a. Reduser sulfat (Desulfovibrio: pembentuk spora)
SO4 2- + 8 e- + 8 H+
S 2 - + H2 O
Senyawa organik sbg sumber karbon: heterotrofik
b. Reduser nitrat (Escherichia, Bacillus, Pseudomonas)
2NO3- + 12 e- + 12H+
N2 + 6H2O