PPT KATABOLISME

Metabolisme

(Katabolisme)

Radityo Heru Mahardiko XII IPA 2

Metabolisme Enzim Katabolisme Anabolisme Katabolisme Karbohidrat Polisakarida menjadi Monosakarida Respirasi Anaerob Respirasi Aerob Fotosintesis Reaksi Gelap Reaksi Terang Apoenzim Kofaktor

Peta Konsep



_{Metabolisme merupakan reaksi kimia yang}

diawali oleh substrat awal dan diakhiri

dengan produk akhir yang terjadi didalam sel.

_{Reaksi kimia tidak berjalan secara bolak-balik}

melainkan hanya berjalan satu arah.

Metabolisme



Berdasarkan tujuannya, Metabolisme dibagi menjadi 2. Yaitu:

A. Katabolisme

Rangkaian reaksi kimia yang substrat awalnya adalah molekul besar dan produk akhirnya adalah molekul kecil

B. Anabolisme

Rangkaian reaksi kimia yang substrat awalnya adalah molekul kecil dan produk akhirnya adalah molekul besar

Secara garis besar, Katabolisme bertujuan

untuk penguraian suatu molekul.

Bersifat Eksergonik (menghasilkan energi) Berfungsi sebagai persediaan bahan baku

untuk sintesis molekul lain dan menyediakan energi kimia untuk aktivitas

Salah satu contoh Katabolisme adalah:

Reaksi :

C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O

Glukosa + Oksigen  Karbondioksida + Air

Contoh lain Katabolisme adalah penguraian

Karbohidrat pada proses pencernaan makanan

Penguraian Karbohidrat pada proses pencernaan

makanan

 Dimulut, makanan dikunyah dan bercampur dengan

saliva yang mengandung enzim ptialin yang berguna untuk hidrolisis menjadi Maltosa (Disakarida)

 Di Duodenum, makanan bercampur dengan getah

pankreas yang mengandung a-amilase. Selanjutnya Laktosa, Sukrosa, dan Maltosa (Disakarida) akan dipecah menjadi Glukosa, Fruktosa, dan Galaktosa (Monosakarida)

Pada hasil akhir penguraian karbohidrat, lebih dari 80% hasil Katabolisme adalah Glukosa. 20% sisanya hanya diwakili oleh Fruktosa dan Galaktosa

Bahkan, setelah penyerapan diusus halus, sebagian besar Fruktosa dan Galaktosa diubah menjadi

Pemakaian Glukosa pada Respirasi

 Glukosa (Monosakarida) yang telah dipecah dalam

saluran pencernaan, selanjutnya akan digunakan sebagai substrat awal dalam proses Respirasi

 Respirasi berguna untuk mendapatkan energi dalam

bentuk ATP (Adenosin Tri-fosfat)

 Adapun terdapat dua jenis respirasi

A. Respirasi Aerob B. Respirasi Anaerob

RESPIRASI AEROB

• Peristiwa pembakaran zat yang melibatkan oksigen

dari pernapasan

• Secara singkat, respirasi Aerob dapat digambarkan

sebagai berikut:

C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O + 36 ATP

• Respirasi Aerob terjadi dalam empat

tahap:

A. Glikolisis

B. Oksidasi Piruvat (Dekarboksilase)

C. Siklus Krebs

Glikolisis

 Merupakan tahap pertama dari respirasi

Aerob

 Secara garis besar, Glikolisis terdiri dari 2

tahapan:

A. Tahap memerlukan energi (Tahap 1) B. Tahap melepaskan energi (Tahap 2)

 Tujuannya untuk memecah molekul

Glukosa menjadi Asam Piruvat dan beberapa ATP

 Jadi, energi hasil akhir bersih untuk mengubah

glukosa menjadi 2 x asam piruvat, adalah: - Energi yang dibutuhkan Tahap 1 : (-2) ATP

- Energi yang dihasilkan Tahap 2 : (+4) ATP - Energi hasil akhir bersih : 2 ATP

 Pada akhirnya, 2 asam piruvat ini akan

diteruskan lagi untuk tahap selanjutnya yaitu Oksidasi Piruvat

Oksidasi Piruvat (Dekarboksilase)

• Oksidasi Piruvat (Dekarboksilase adalah reaksi yang mengubah asam piruvat yang beratom 3C menjadi senyawa baru yang beratom 2C, yaitu asetil koA

• Reaksi Dekarboksilasi ini sering juga disebut sebagai tahap persiapan untuk masuk ke siklus Krebs. Reaksi ini mengambil tempat di Matriks mitokondria.

Proses Dekarboksilase

• Pertama-tama, molekul asam Piruvat yang dihasilkan dari reaksi G0likolisis akan melepaskan satu gugus karboksilnya yang sudah teroksidasi sempurna dan mengandung sedikit energi, yaitu dalam bentuk molekul CO₂.

• Setelah itu, 2 atom karbon yang tersisa dari piruvat akan dioksidasi menjadi asetat (bentuk ionisasi asam asetat).

• Selanjutnya, asetat akan mendapat transfer elektron dari NAD+ yang tereduksi menjadi NADH.

• Kemudian, koenzim A diikat oleh asetat dengan

ikatan yang tidak stabil dan membentuk gugus asetil yang sangat reaktif, yaitu asetil koenzim-A

• Asetil Koenzim-A ini siap memberikan asetatnya ke dalam siklus Krebs untuk proses oksidasi lebih

lanjut.

• Selama reaksi ini berlangsung, satu molekul glukosa yang telah menjadi 2 molekul asam piruvat lewat reaksi glikolisis menghasilkan 2 molekul NADH.

Fase Ketiga respirasi aerob adalah siklus Krebs. Siklus Krebs berasal dari nama

penemuannya yaitu Sir Hans Krebs, seorang ahli biokimia Jerman yang mengemukakan bahwa

glukosa secara perlahan dipecah di dalam

mitokondria sel. Siklus Krebs terjadi di matriks mitokondria.

Hasil Siklus Krebs

 Pada akhir siklus Krebs ini akan terbentuk kembali

asam oksaloasetat yang berikatan dengan molekul asetil koenzim A yang lain dan berlangsung kembali siklus Krebs, karena selama reaksi oksidasi pada molekul glukosa hanya dihasilkan 2 molekul asetil koenzim A, maka siklus Krebs harus berlangsung sebanyak dua kali.

 Selain dihasilkan energi pada siklus Krebs, juga

dihasilkan hidrogen yang direaksikan dengan oksigen membentuk air. Jadi hasil bersih dari oksidasi 1

molekul glukosa akan dihasilkan 2 ATP dan 4

CO₂ serta 8 pasang atom H yang akan masuk ke sistem transpor elektron.

Sistem Transpor Elektron

Sistem transpor elektron adalah tahapan terakhir dari reaksi respirasi aerob. Transpor elektron berlangsung pada krista (membran dalam) dalam mitokondria.

 Molekul yang berperan penting dalam reaksi ini adalah NADH dan FADH₂, yang dihasilkan pada reaksi Glikolisis, dan Siklus Krebs. Selain itu, molekul lain yang juga

berperan adalah molekul oksigen, koenzim Q, sitokrom b, sitokrom c, dan sitokrom a.

 Sejak reaksi Glikolisis sampai Siklus Krebs, telah

dihasilkan NADH dan FADH₂ sebanyak 10 dan 2 molekul. Dalam transpor elektron ini, kesepuluh molekul NADH dan kedua molekul FADH₂ tersebut mengalami oksidasi.

 Setiap oksidasi NADH menghasilkan 3 ATP, dan setiap

oksidasi FADH₂ menghasilkan 2 ATP . Jadi, dalam transpor elektron dihasilkan kira-kira 34 ATP. Ditambah dari hasil

Glikolisis dan Siklus Krebs, maka secara keseluruhan reaksi respirasi seluler menghasilkan total 38 ATP dari satu molekul glukosa. Akan tetapi, karena dibutuhkan 2 ATP untuk melakukan transpor aktif, maka hasil bersih dari setiap

No. Tahapan Tempat Substrat Produk

1. Glikolisis Sitoplasma 1 Glukosa - 2 ATP - 2 NADH - 2 Asam Piruvat 2. Oksidasi Piruvat Mitokondria (Matriks)

2 Asam Piruvat - 2 NADH - 2 Co2 - 2 Asetil KoA 3. Siklus Krebs Mitokondria (Matriks)

2 Asetil KoA - 2 ATP - 2 FADH - 6 NADH - 2 Co2 4. Transpor Elektron Mitokondria (Krista) 2 O2 (Dibawah)

 Peristiwa pembakaran zat yang tidak melibatkan

oksigen dari pernapasan.

 Respirasi Anaerob merupakan proses Fermentasi.

Hanya bisa dilakukan pada Mikroorganisme.

 Mikroorganisme melakukan respirasi jika

lingkungannya miskin akan oksigen.

 Respirasi Anaerob juga melewati tahap Glikolisis

untuk menghasilkan Piruvat. Kemudian, Piruvat ini menjadi substrat pada tahap selanjutnya.

 Terdapat dua macam Fermentasi yang dapat

kita ketahui:

A. Fermentasi Alkohol

 Fermentasi alkohol biasanya dilakukan oleh ragi

dan bakteri. Biasanya digunakan dalam pembuatan bir dan anggur.

 Pada Fermentasi alkohol, piruvat diubah menjadi

etanol dalam dua langkah:

A. Pertama, menghidrolisis piruvat dengan molekul

air sehingga melepaskan karbondioksida dari

piruvat dan mengubahnya menjadi asetaldehida berkarbon dua

B. Kedua, asetaldehida direduksi oleh NADH

menjadi etanol sehingga meregenerasi pasokan NAD+_{yang dibutuhkan untuk glikolisis.}

 Fermentasi asam laktat banyak dilakukan oleh fungi

dan bakteri tertentu. Biasa digunakan dalam industri susu untuk membuat keju dan yogurt.

 Dalam fermentasi asam laktat, piruvat direduksi

langsung oleh NADH untuk membentuk laktat sebagai produk limbahnya, tanpa melepaskan CO₂.

 Pada sel otot manusia, fermentasi asam laktat

dilakukan apabila persediaan oksigen tubuh kurang. Laktat yang terakumulasi sebagai produk limbah

dapat menyebabkan otot letih dan nyeri, namun secara perlahan diangkut oleh darah ke hati untuk diubah

kembali menjadi piruvat.

 Aseton dan methanol merupakan beberapa produk

No. Fermentasi Terjadi Pada Substrat Produk 1. Alkohol - Tape - Roti - Minuman Keras Piruvat (Hasil

Glikolisis) - Etanol - Karbondioksida - 2 ATP

2. Asam

Laktat - Sel otot - Bakteri - Fungi

Piruvat (Hasil

Glikolisis) - Asam Laktat - Aseton - Metanol

Jenis

Respirasi ATP yang Dihasilkan

Aerob 36 ATP Anaerob 2 ATP

•

Intinya energi yang dihasilkan dari respirasi

Aerob 18 kali lipat lebih besar dibandingkan Fermentasi