NUTRISI MIKROBA
Oleh :
MATERI:
1. Makronutrien‐mikronutrien.
2. Transport nutrisi.
3. Type nutrisi pada bakteri
NUTRISI
y Merupakan aspek yang menyangkut fisiologi yang disepakati sebagi suplai monomer (bahan dasar monomer)yang dibutuhkan sel untuk tumbuh monomer)yang dibutuhkan sel untuk tumbuh.
y Substansi yang diperlukan ini disebut NUTRIEN.
y Beda organisme berbeda kebutuhan nutriennya dan
NUTRIEN
‐
METABOLISME
‐
PERTUMBUHAN
NUTRIEN
TRANSPORT
A
MEMBRAN NUTRIEN
SEL
(METABOLISME)
OPERASIONAL SEL : TUMBUH
ENERGI :
GERAK TRANSPORT SINTESIS
Sumber
energi,
karbon,donor hidrogen
Sumber energi :
1. Cahaya (mikroba fototrof)
1. Cahaya (mikroba fototrof)
2. Zat kimia ( mikroba khemotrof) Sumber Karbon :
1. Zat an organik /CO2 (mikroba Autotrof)
2. Zat organik (mikroba heterotrof)g ( )
Donor Hidrogen :g
1. Zat organik (mikroba organotrof)
nutrien
y Makronutrien : nutrien yang dibutuhkan dalam jumlah banyak.
y Mikronutrien : nutrien yang dibutuhkan dalam jumlah sedikit
PENGAMBILAN
NUTRISI
y OSMOTROF (FUNGI, BAKTERI) utk. heterotrof
y DIGESTIF (HEWAN,PROTOZOA)
MAKRONUTRIEN
ELEMEN KETERSEDIAAN DI LINGKUNGAN
CARBON (C)) CO2, KOMPONEN ORGANIK ( )
HIDROGEN (H) H2O, KOMPONEN ORGANIK OKSIGEN (O) H2,O2, KOMPONEN ORGANIK
NITROGEN (N) NH3, NO 3 ,N2, KOMPONEN NITROGEN ORGANIK.
PHOSPHOR (P) PO4 ₃
SULFUR (S)( ) H2S,, SO44 , ² ,KOMPONEN SULFUR
ORGANIK,LOGAM SULFIT (FeS,CuS,,ZnS,NiS dll. POTASSIUM (K) K dalam larutan atau sebagai garam K
MAGNESIUMG S U (Mg)( g) Mgg ² dalam larutan atau sebagai garam Mgda a a uta atau sebaga ga a g
SODIUM(Na) Na sebagai larutan atau terikat sebagi garam NaCl dan garam lainnya.
CALCIUM (Ca) Ca² dalam larutan atau sebagai CaSO4 atau garam CALCIUM (Ca) Ca dalam larutan atau sebagai CaSO4 atau garam
lainnya.
MAKRONUTRIEN
(dibutuhkan dalam jumlah besar)
(dibutuhkan
dalam
jumlah
besar)
JENIS PERAN keterangan
C,H,O,N
Phosphor (P) sintesis As. nukleat phospholipida Sulfur(S ) Sintesis asam amino Sistein,
methionin
Komponen vitamin Thiamin,biotin As. lipoatp
Kalium (K) Pompa Na magnesium
(Mg)
Stabilisasi Membran,ribosom
As. nukleat, aktivitas enzim
(Mg) As. nukleat, aktivitas enzim
Kalsium(Ca) stabilitas Dinding sel
Endospora thd. panas Sodium/Na pertumbuhan Bakteri halofilik
MIKRONUTRIEN
MIKRONUTRIEN
(dibutuhkan
dalam
jumlah
sedikit)
y Mangan
y Molibdenium
y Seng
y Tembaga
y Kobalt
y Nikel
y Vanadium
y Boron
y Klor
y Natrium
y Selenium
y Silika
Mikronutrien dan fungsinya
ELEMEN FUNGSI DLM SEL
ELEMEN FUNGSI DLM. SEL
BORON(B) Antibiotik poliketid CHROMIUM (Cr)
COBALT (Co) Vitamin B12,transkarboksilase
COPPER (Cu) respirasi, sitokrom c oksidase,fotosintesis dll
BESI (Fe) Sitokrom katalase peroksidase protein Fe‐S oksigenase BESI (Fe) Sitokrom, katalase,peroksidase,protein Fe S,oksigenase. MANGANASE (Mn) Aktivator kebanyakan enzim.
MOLIBDENIUM (Mo) Nitrogenase,nitrat reduktase,sulfid oksidase dll.
( ) h d k
NICKEL (Ni) Urease,hidrogenase,koenzim metanogen. SELENIUM (Se) Format dehidrogenase, hidrogenase.
VANADIUM (V) Vanadium nitrogenase,bromoperoksidase.
DONOR
‐
ASEPTOR ELEKTRON DAN
DONOR ASEPTOR
ELEKTRON
DAN
FAKTOR
TUMBUH
1. Donor dan aseptor elektron :
Berkaitan dg. Proses osidasi‐reduksi dalam mekanisme
l k d Akhi dih ilk transport elektron yang pd. Akhirnya dihasilkan
energi, ketika donor elektron teroksidasi dan aseptor elektron tereduksi
elektron tereduksi.
2. Faktor tumbuh : merupakan senyawa organikyg
NUTRIEN
1. Air : sel 70‐85%
2. Sumber energig : sinar matahari atau zat kimia
3. Sumber karbon: organik atau an organik (CO2)
4. Sumber nitrogen: organik atau an organik (N2 udara=gas=70%),Nitrat, Nitrit.
5. Sumber aseptor elektron :O2 atau zat organik
6. Sumber mineral
PENYERAPAN EKSTRASELULER
PENYERAPAN
EKSTRASELULER
(bagi
mikroba
heterotrof)
y Bahan –bahan polimer/makromolokul yang terdapat dilingkungan dpt. Digunakan oleh mikroba.
C h li l l il i DNA
y Contoh polimer : selulosa, amilum, protein, DNA, lemak, lignin dll.
y Polimer ini akan dihidrolisis menjadi monomer
y Polimer ini akan dihidrolisis menjadi monomer‐ monomernya oleh enzim ekstraseluler.
CONTOH
‐
CONTOH
MAKROMOLOKUL
DAN
ENZIM
YANG
MENGHIDROLISIS
SENYAWA MAKROMOLOKUL ENZIM HIDROLISIS
AMILUM (pati) amilase
SELULOSA Selulase
S U OS Se u ase
LIGNIN Ligninase
HEMISELULOSA Hemiselulase
LEMAK Li
LEMAK Lipase
RNA RNA se
DNA DNA se
Fig. 5‐7
(a) and glucose ring structures
Glucose Glucose Glucose Glucose
Makromolokul/polisakharida
y Amilum : ikatan α ‐1,4 glikosisdik
Fig. 5‐2b
HO 1 2 3 4 H
HO 1 2 3 4 H
Hydrolysis adds a water
molecule breaking a bond H2O
molecule, breaking a bond H2O
HO 1 2 3 H HO H
(b) Hydrolysis of a polymer
Hidrolisis makromolokul
y Dikatalisis oleh enzim ekstraseluler ; enzim yang bekerja diluar sel.
y Contoh : enzim amilase, protease,lipase, pektinase, selulase, khitinase,keratinase dll.
y SETELAH MENJADI MIKROMOLOKUL AKAN DITRANSFER MELALUI MEMBRAN SEL.
y Bahan/zat zat yang dibutuhkan oleh sel : seluruh
TRANSPORT
NUTRIEN
:
bervariasi antar mikroba
‐
bervariasi
antar
mikroba.
‐
membran
sebagi
fasilitas
transport
bersifat
selektif
permiabel.
permiabel.
1. Penyerapan pasif : hanya berdasar pd. Perbedaan konsentrasi (hanya zat yg konsentrasi di luar sel lebih besar dibanding di dalam sel).Ex: CO2, O2 danlemak terlarut.
2. Difusi dipermudah/ dengan fasilitas : dibantu adanya karier
protein,untuk molokul polar, masing‐masing mol. Memiliki binding‐site yg khusus binding‐site akan mengalami perubahan konfigurasi sehingga yg khusus, binding site akan mengalami perubahan konfigurasi sehingga menyebabkan terlepasnya molokul yg diangkut. Ex: gula, as. amino
berbagai ion logam.
P k if k ATP
3. Penyerapan aktif : menggunakan ATP.
hidrolisis ATP yg terjadi di dlm. Sel akan menghasilkan energi yg akan digunakan untuk memompoa H+ keluar sel sehingga H+ di luar sel akan
Lanjutan...
4. Translokasi gugus : molokul mengalami modifikasi
selama diangkut mis. Glukosa menjadi glukosa –phosphat Melibatkan 1 komponen spesifik (HPr protein tahan panas) Melibatkan 1 komponen spesifik (HPr=protein tahan panas)
dan enzim (E1= terletak di sitoplasma), komponen ke 2 adalah Enzim2 yg spesifik utk. Masing‐masing gula
( l k dl b )
(terletak dlm. Membran)
PEP + HPr → HPr-P + piruvat (oleh enzim 1)
HPr P + gula Gula P + HPr (enzim 2)
HPr-P + gula → Gula –P + HPr (enzim 2)
5. Transport zat besi : menggunakan sistem siderofor,
siderofor merupakan senyawa yg diekskresi dlm. Nutrien p y yg
dan akan mengikat besi (Fe3+) dan dimasukkan kembali
sebagai ferikrom(yg memiliki afinitas rendah terhadap Fe2+
sehingga Fe2+akan segera dilepaskan dlm Sel
SEBARAN
MIKROBA
SESUAI
TIPE
NUTRISI
TYPE NUTRISI SUMBER ENERGI
& SUMBER C
ASEPTOR elektron CONTOH
KHEMOHETEROTROF A ZAT KIMIA ZAT ORGANIK E C li
KHEMOHETEROTROF,A NAEROB
ZAT KIMIA ORGANIK
ZAT ORGANIK E.Coli
Streptococcuc.sp (ORGAN
PENCERNAAN)
KHEMOHETEROTROF,A NAEROB
ZAT KIMIA ORGANIK
ZAT AN ORGANIK Clostridium.sp(MAKA NAN KALENG)
KHEMOHETEROTROF ae ZAT KIMIA O2 Semua hewan
KHEMOHETEROTROF,ae rob
ZAT KIMIA ORGANIK
O2 Semua hewan
Fungi
Sebagian bakteri
KHEMO AUTOTROF CO2
ZAT KIMIA
O2 BAKTERI
NITRAT NITRIT
ZAT KIMIA NITRAT,NITRIT,
SULFAT (TANAH) FOTO HETEROTROF SINAR MTHR
ZAT ORGANIK
BAKTHIJAUNon sulfur
BAKT.PURPLE,Non Sulfur (PERAAIRAN) FOTO AUTOTROF SINAR MTHR
ZAT ORGANIK
AN AEROB – pereduksi H2S
Media
y Konsistensi : padat cair
y Konsistensi : padat,cair
y Susunan : defined media (yang dibuat dengan jumlah yang
tepat), dan complexs media (media yang tdk
memperhatikan presisi jumlah yang tepat. Exs:
menggunkaan produk hewan casein/protein susu, daging
dsb). dsb).
y Kegunaan/Fungsi : medium selektif, medium diferensial,
medium uji, medium utk. Menghitung,medium utk.
M k i b h di di k
Serratia marcescens
pd.
p
Media
