2 kimia yg secara alami

(1)

ydhie schyadi

(2)

Senyawa

2 _{kimia yg secara alami}

hanya ditemukan dlm tubuh

organisme atau sisa organisme

setelah mati

(3)

Makromolekul

* Karbohidrat

* Protein

* Lipid

* Asam Nukleat

Mikromolekul

:

* Vitamin

* Serat

(4)

• Biomolekul yang terdapat di dalam zat hidup berbeda dari senyawa kimia yang ada di sekelilingnya, karena mempunyai berat molekul yang jauh lebih besar dan strukturnya yang komplek, meskipun unsur-unsur pembentuknya tidak berbeda.

• Karbohidrat dan Lipid merupakan dua biomolekul yang merupakan komponen utama dalam sel hidup

• Protein dan asam nukleat merupakan molekul besar yang dibentuk oleh satuan-satuan pembentuknya.

(5)

• Sel hidup tidak lain adalah kumpulan zat tak hidup

(

inanimate matter

_{). Zat ini dapat diisolasi dan}

dipelajari dengan berbagai cara kimia dan cara

fisika.

• Dalam sel hidup, zat tersebut bercampur, bereaksi

dan berinteraksi satu dengan yang lain membentuk

suatu susunan yang rumit tetapi terorganisasi

dengan rapih.

• Susunan molekul zat hidup rumit (komplek) dan

terorganisir dengan rapih

(6)

Biomolekul sebagai

penyusun kehidupan

Karakteristik organisme hidup :



Sifat kompleks dan terorganisasi dengan baik



Tiap komponen organisme hidup mempunyai fungsi dan

tujuan tertentu



Mempunyai kemampuan mengekstrak, mengubah dan

menggunakan energi dari lingkungan

(Sel

heterotropik dan autotropik)

(7)

(8)

Tingkatan organisasi

‘ Glukosa, asam amino,

asam lemak, nukleotida

Ribosom, membran, kromatin, mikrotubul

(9)

(10)

(11)

Biomolekul sebagai

penyusun kehidupan

Setiap komponen zat hidup mempunyai fungsi dan tujuan tertentu

a. Struktur intrasel (

intracellular structures

₎

• Inti sel

mempunyai fungsi dalam biosintesis komponen

lain yang terdapat di dalam sel;

• Membran sel

berperan dalam pengangkutan zat makanan

dari dan ke luar sel

b. Senyawa kimia komplek

• lipid, sebagian besar terdapat dalam membran sel

• karbohidrat berperan dalam penyimpanan energi

• protein berfungsi dalam mempertahankan bentuk sel juga sebagai

enzim yaitu protein aktif yang berperan dalam melangsungkan proses biokimia.

• asam nukleat, sebagai pembentuk gen atau faktor genetika

(12)

BIOMOLEKUL

• karbohidrat

berperan dalam penyuplai dan

penyimpanan energi

• lipid

, sebagian besar terdapat dalam membran sel

dan berperan dalam cadangan energi

• protein

berfungsi dalam mempertahankan bentuk

sel, juga sebagai enzim yaitu protein aktif yang

berperan dalam melangsungkan proses biokimia.

• asam nukleat

, sebagai pembentuk gen atau faktor

(13)

• Karbohidrat dulu bermakna "hidrat karbon“

• Kini perkataan karbohidrat merujuk kepada suatu senyawaan aldehid dan keton terhidroksil

(hydroxylated aldehydes and ketones) yang lebih dikenali dengan nama umum gula atau sakarida (daripada perkataan Arab saqar dengan makna gula).

• Sakarida aldehid digolongkan sebagai aldosa, dan ketos digolongkan sebagai ketosa. Penamaan

juga mengambil jumlah bilangan atom karbon di dalam monosakarida.

glukosa dinamakan juga sebagai aldoheksosa dan fruktosa sebagai ketoheksosa; kedua-dua monosakarida ini

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

Monosaccharides

(20)

(21)

(22)

n CO₂ + m H₂O C_n(H₂O)_m + n O₂

C_n(H₂O)_m + n O₂ n CO₂ + m H₂O + tenaga

Polysaccharides

• Karbohidrat dapat disintesiskan dari molekul sederhana karbon dioksida dan air dengan dibantu oleh cahaya matahari dalam tumbuhan hijau. Proses ini disebut fotosintesis.

Cahaya

Karbohidrat

• Karbohidrat hasil sintesis (pati – glikogen) menjadi energi pokok dan sumber karbon bagi sel non fotosintetik pada hewan, tanaman dan dunia mikrobial

• Pati ; glikogen  penyedia glukosa,

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

(29)

(30)

(31)

(32)

(33)

(34)

(35)

(36)

(37)

(38)

(39)

(40)

Ydhie-Biokimia’2009

Tipe Komponen Sumber

Polisakari da, pati, dekstrin

D-glukosa Biji-bijian, umbi-umbian, kacang-kacangan, tebu, bit Selulosa D-glukosa Dinding sel dan serat

tanaman

Glikogen D-glukosa Hati, jaringan hewan, jagung

Hemiselulos a

L-arabinosa, D-xylosa, L-rhamnosa,

D-galaktosa,

D-manosa, D-glukosa, D-glukoronat dan

D-galakturonat

Dinding sel dan serat tanaman, biji-bijian, kacang-kacangan, tepung, dedak

(41)

Pentosan L-arabinosa, D-xylosa Hemiselulosa dan senyawa-senyawa

Pada buah-buahan, terutama jeruk dan apel, bit,

sayur-sayuran biji-bijian, bit, dan tebu

Fruktosil-sukrosa D-frkutosa, D-glukosa Biji-bijian, bawng bombay, bawng bakung

Maltooligosakarid a

D-glukosa Sirup, malt, amilodektrin

(42)

Disakarida

Sukrosa

glukosa, D-fruktosa

Tebu, bit, buah-buah, sayuran, makanan manis Maltosa, iso

maltosa

D-glukosa Sirup, malt, madu

Laktosa galaktosa, D-glukosa

Susu, keju, dairy product

(43)

Tipe KH Dapat dicerna Tidak dapat

dicerna Polisakarida Pati, amilosa,

amilodekstrin, glikosin

Selulosa,

hemiselulosa, senyawa pektik, pentosan, khitin

Oligosakarida malto dan isomaltosa, Melibiosa, rafinosa, stachyosa, laktulosa Monosakarida glukosa, fruktosa,

D-galaktosa

D-manosa, L-sorbosa

(44)

Pentosa D-ribosa L-arabinosa, D-xylosa

Alditols Gliserol, D-glucitol (sorbitol)

Tipe karbohidrat yg dpt dicerna dan tdk dpt dicerna manusia

(45)

LIPID

Lipid berperan penting dalam hal Cadangan

energi & sebagai komponen struktur

membran sel.

(46)

LIPID

Lipid adalah suatu Makromolekul subtansi biologi

yang dapat larut baik dalam pelarut organik

(metanol, aseton, cloroform, eter dan

benzena/benzol)

Kelarutan dalam air adalah sukar atau praktis tidak larut,

kelarutannya dalam air yang kecil disebabkan karena

(47)

LIPID

Lipid digolongkan :

 Lipid yang dapat dihidrolisis : dalam air mudah dipecah 1. Ester Sederhana : Lemak, Lilin dan ester sterol

2. Fosfolipid : Asam fosfatida, fosfatidat dan spingolipid 3. Glikolipid : Serebrosida dan Gangliosida

 Lipid yang tidak dapat dihidrolisis

(48)

(49)

LEMAK

–

MINYAK (TRIGLISERIDA)

Fungsi utama Trigliserida adalah sebagai zat energi.

Lemak dan minyak disimpan di dalam tubuh dalam bentuk

trigliserida.

Apabila sel membutuhkan energi, enzim lipase dalam sel

lemak akan memecah trigliserida menjadi gliserol dan asam

lemak serta melepasnya ke dalam pembuluh darah.

Oleh sel-sel yang membutuhkan komponen-komponen

tersebut kemudian dibakar dan menghasilkan energi,

(50)

LEMAK

–

MINYAK (TRIGLISERIDA)

Trigliserida adalah suatu ester gliserol.

Trigliserida terbentuk dari 3 asam lemak dan gliserol.

(51)

(52)

(53)

LEMAK

–

MINYAK (TRIGLISERIDA)

3 golongan berdasarkan derajat ketidakjenuhan

• Asam lemak tak jenuh tunggal

(Monounsaturated, monoetenoid, monoenoat)

• Asam lemak tak jenuh banyak

(Polyunsaturated, polietenoid, polienoat)

• Eikosanoid : senyawa yang berasal dari asam lemak

eikosapolienoat, yang meliputi : prostanoid dan

leukotrien (LT). Prostanoid terdiri dari :

(54)

(55)

(56)

LEMAK

–

MINYAK (TRIGLISERIDA)

Asam lemak tak jenuh dibagi dalam 4 kelas, yaitu :



_Kelas

ω

_{-7 : Asam palmitoleat (C : 16 9 )}



_Kelas

ω

_{-9 : Asam oleat (C : 18 9)}

Kelas

ω

-6 : Asam arakhidonat (C : 20 5,8,11,14)

Asam linolenat (C : 18 6,9,12)



Kelas

ω

-3 : Asam linoleat (C : 18 9, 12, 15)

(57)

FOSFOLIPID

Fosfolipida memiliki seperti trigliserida. Bedanya,

pada fosfolipida satu asam lemaknya digantikan

oleh gugus fosfat yang mengikat gugus alkohol yang

mengandung nitrogen, contohnya yaitu

(58)

(59)

STEROID

Mempunyai inti siklo fenantren dan siklopentan - KHOLESTEROL

- ERGOSTEROL - KAPROSTEROL - ASAM EMPEDU - ALKALOID

- RACUN

- HORMON (cortisol, aldosteron, testosteron, progesteron) - VITAMIN D

(60)

STEROID

Beberapa steroid: 1. Testosterone

(male hormon sex) 2. Estradiol

(female hormon sex) 3. Cortisol and aldosteron

(regulate glukosa metabolism)

4. Prednisolone and prednison (synthetic steroids

(61)

(62)

PROTEIN

Umumnya dibangun oleh 20 kerangka

asam amino, dengan deret asam amino

yang beraneka ragam.

(63)

PROTEIN

• Asam amino (biasanya disebut AA saja) dapat membentuk

rantai karena gugus amino (

–

NH

₂

)

• Molekul rantai yang terbentuk dinamakan peptida,

• jika rantainya relatif pendek (<10 AA) biasa disebut

oligopeptida,

• jika rantainya panjang disebut polipeptida atau protein

(sekitar 50

–

2000 residu AA).

(64)

(65)

(66)

(67)

(68)

(69)

(70)

(71)

(72)

© ydhie_schyadi@unpak.ac.id 2010

Struktur Primer

Secara sederhana, struktur primer protein adalah urutan asam amino penyusun

protein yang disebutkan dari kiri

(N-terminal) ke kanan (C-(N-terminal). AA bisa ditulis dalam singkatan 3 huruf atau 1 huruf.

(73)

Struktur Primer

GPTGTGESKCPLMVKVLNAVRGSPA

Cara penulisan kode 1 huruf lebih banyak digunakan karena lebih praktis.

Struktur primer terbentuk karena

ikatan peptida antar AA selama proses

biosintesis protein atau translasi.

Urutan asam amino dapat ditentukan

dengan metode Degradasi Edman atau

Tandem Mass Spectrophotometry.

(74)

Pada bagian tertentu dari protein,

terdapat susunan AA yang membentuk suatu struktur

yang reguler dengan sudut-sudut geometri tertentu.

Ada dua struktur sekunder utama yaitu

alfa-helix dan beta-sheet.

Struktur ini terjadi akibat adanya ikatan hidrogen

antar AA.

(75)

(76)

struktur alfa-

helix terbentuk oleh ‘

backbone

‘ ikatan

peptida yang membentuk spiral dimana jika dilihat

tegak lurus dari atas, arah putarannya adalah

searah jarum jam menjauhi pengamat (dinamakan

alfa).

(77)

struktur beta-sheet juga terbentuk karena

adanya ikatan hidrogen, namun seperti terlihat

pada gambar sebelah kanan, ikatan hidrogen

terjadi antara dua bagian rantai yang pararel

sehingga membentuk lembaran yang

berlipat-lipat.

Tidak semua bagian protein membentuk

struktur alfa-helix dan beta-sheet, pada bagian

tertentu mereke tidak membentuk struktur

(78)

(79)

Struktur Tersier

Struktur tersier adalah menjelaskan bagaimana

seluruh rantai polipeptida melipat sendiri sehingga

membentuk struktur 3 dimensi.

(80)

(81)

Protein atau polipeptida yang sudah memiliki struktur tersier dapat

saling berinteraksi dan bergabung menjadi suatu multimer.

Protein pembentuk multimer dinamakan subunit.

Jika suatu multimer dinamakan dimer jika terdiri atas 2 subunit,

trimer jika 3 subunit dan tetramer untuk 4 subunit.

Multimer yang terbentuk dari subunit-subunit identik disebut

dengan awalan homo

–

, sedangkan jika subunitnya berbeda-beda

dinamakan hetero

–

.

Misalnya hemoglobin yang terdiri atas 2 subunit alfa dan 2 subunit

beta dinamakan heterotetramer.

(82)

(83)

Asam Nukleat

Asam Nukleat merupakan suatu polimer yang dibentuk oleh mononukleotida sebagai satuan pembentuknya.

Fungsi yang terpenting adalah dalam mekanisme molekuler. Yaitu :

• Menyimpan

• Mereplikasi

• Mentranskripsi informasi genetika

Di dalam Sel Metabolisme Asam Nukleat berperan :

• Metabolisme antara

• Reaksi transformasi energi

Fungsi lain :

• Ko-enzim pembawa energi

• Ko-enzim perpindahan asam asetat, KH, senyawa amin

• Ko-enzim reaksi oksidasi reduksi

Mononukleotida terdiri atas tiga komponen khas

1. Basa nitrogen

2. Monosakarida dengan 5 atom karbon

3. Asam fosfat

(84)

Asam Nukleat

(85)

Asam Nukleat

Basa Nitrogen

Lima Basa Nitrogen terkelompok menjadi 2 kelas

Basa Purin

• Terdiri dua heterosiklik aromatik (6 dan 5 ikatan)

• Meliputi Adenin dan Guanin

• Keduanya digunakan Untuk DNA dan RNA

(86)

Asam Nukleat

Basa Pirimidin

• Terdiri 1 heterosiklik aromatik (5 ikatan)

• Sitosin digunakan untuk DNA dan RNA

• Timin digunakan untuk DNA

• Uracil digunakan untuk RNA

Basa Nitrogen

(87)

Asam Nukleat

Gula nukleosida

(88)

Asam Nukleat

Polinukleotida

Dibentuk dengan adanya Ikatan fosfat yang menghubungkan nukleotida satu dengan nukleotida yang lainnya bersama-sama di dalam suatu urutan linier.

Polinukleotida merupakan polimer mononukleotida dan terdiri atas dua golongan

1. DNA (Deoxiribonucleic acid)

2. RNA (Ribonucleic acid)

DNA suatu spesies atau organisme tertentu mempunyai perbandingan dan urutan yang khas untuk keempat unit mononukleotidanya. Juga berat molekulnya

berbeda untuk tiap macam organisme

Sel Prokariotyang mengandung hanya satu kromosom mempunyai DNA yang merupakan makromolekul tunggal dengan berat molekul 2 x 109_._{Sel Eukariot}_{mengandung banyak} kromosom, mempunyai banyak DNA dengan berat molekul yang sangat besar.

Suatu pandangan dari DNA polymer, adalah salah satu dari dua rantai yang menyusun suatu molekul DNA, menghubungkan empat macam monomers nucleotida.

Masing-Masing nucleotida terdiri dari suatu gula deoxyribose suatu kelompok fosfat, dan basa nitrogen G, A, C, atau T. Urutan nucleotida di dalam suatu asam nucleat membawa informasi. DNA tiap-tiap organisma mempunyai suatu

nucleotida urutan unik.

Ilustrasi ini menunjukkan hanya suatu segmen DNA kecil, yang (mana) mungkin (adalah) berjuta-juta nucleotides di (dalam) panjangnya.

(89)

Asam Nukleat

Secara alami DNA mempunyai untaian basa berpasangan membentuk

untaian helik yang dihubungkan dengan ikatan hidrogen.

(90)

Asam Nukleat

RNA suatu spesies atau organisme tertentu bertindak untuk memindahkan ke format informasi DNA kepada sel anaknya.

Terdiri dari beberapa macam RNA utama yaitu RNA utusan (messenger-RNA)

RNA ribosom

RNA pemindah (transfer-RNA).

Yang masing-masing mempunyai komposisi basa dan berat molekul yang khas dan terdiri atas rantai poliribonukleotida tunggal

RNA utusan terdiri atas basa A, G, C dan U dan disintesis di dalam inti sel dalam proses transkripsi yaitu proses penurunan urutan basa dari salah satu untai DNA pada kromosom dengan perantaraan enzim menjadi bentuk rantai tunggal m RNA

(91)

(92)

(93)

(94)