Metabolisme Karbohidrat
Metabolisme Karbohidrat
Fisiologi Mikroorganisme 2018 Fisiologi Mikroorganisme 2018
•
•
Glikolisis merupakan jalur yang paling umum
Glikolisis merupakan jalur yang paling umum ditemui dalam proses metabolisme glukosa.
ditemui dalam proses metabolisme glukosa.
••
Glikolisis juga disebut sebagai jalur EMP sesuai dengan nama
Glikolisis juga disebut sebagai jalur EMP sesuai dengan nama penemunya; Embden-Meyerhof-
penemunya;
Embden-Meyerhof-Parnas.
Parnas.
•
•
Enzim fructose biphosphate (FBP) aldolase merupakan enzim kunci pada jalur
Enzim fructose biphosphate (FBP) aldolase merupakan enzim kunci pada jalur tersebut.
tersebut.
••
Piruvat merupakan senyawa
Piruvat merupakan senyawa intermediat terakhir yang
intermediat terakhir yang sama-sa
sama-sama dihasilkan oleh seluruh
ma dihasilkan oleh seluruh
organisme tersebut.
organisme tersebut.
•
•
Piruvat dari jalur glikolisis akan diubah
Piruvat dari jalur glikolisis akan diubah menjadi senyawa yang berbeda sesuai dengan
menjadi senyawa yang berbeda sesuai dengan
mikroorganisme yang menghasilkannya.
mikroorganisme yang menghasilkannya.
Pada mikroorganisme yang melakukan respirasi aerob, piruvat akan masuk ke dalam siklus
Pada mikroorganisme yang melakukan respirasi aerob, piruvat akan masuk ke dalam siklus
Krebs / tricarboxy
Krebs / tricarboxylic acid cycle
lic acid cycle / citric acid cycle.
/ citric acid cycle.
Pada bakteri asam laktat (
Pada bakteri asam laktat (
StreptococcusStreptococcus,,
LactococcusLactococcus,,
LactobacillusLactobacillus), piruvat akan diubah
), piruvat akan diubah
menjadi asam laktat (homofermentasi) dan senyawa-senyawa lainnya (heterofermentasi).
menjadi asam laktat (homofermentasi) dan senyawa-senyawa lainnya (heterofermentasi).
Pada khamir, piruvat akan diuraikan menjadi etanol dan CO
Pada khamir, piruvat akan diuraikan menjadi etanol dan CO
22pada kondisi anaerob atau
pada kondisi anaerob atau
masuk ke dalam siklus Krebs pada kondisi aerob
masuk ke dalam siklus Krebs pada kondisi aerob
Efek
Efek Pasteu
Pasteurr ..
Glikolisis / Fructose
Glikolisis / Fructose Biphosphat
Biphosphate Aldolase
e Aldolase / Embden-Meyerhof-Parnas
/ Embden-Meyerhof-Parnas
(EMP) Pathway
Madigan dkk. (2015) membagi jalur glikolisis menjadi 3 tahap: Madigan dkk. (2015) membagi jalur glikolisis menjadi 3 tahap: Tahap I: Persiapan
Tahap I: Persiapan
•
• Pada tahap ini Pada tahap ini glukosa mengalami beberapa kali reaksi dan glukosa mengalami beberapa kali reaksi dan dua kali fosforilasi sehingga dihasilkandua kali fosforilasi sehingga dihasilkan
senyawa intermediat glyceraldehyde-3-phosphate dan dihydroxyacetone-phosphate. senyawa intermediat glyceraldehyde-3-phosphate dan dihydroxyacetone-phosphate.
•
• Senyawa Senyawa dihydroxyacetone-phospdihydroxyacetone-phosphate diubah hate diubah menjadi glyceraldehyde-3-menjadi glyceraldehyde-3-phosphate oleh enzim phosphate oleh enzim triosetriose
phosphate isomerase. phosphate isomerase.
•
• TTahap persiapan meahap persiapan menghasilkan 2 senyawa glyceraldehyde-nghasilkan 2 senyawa glyceraldehyde-3-phosphate dan menggu3-phosphate dan menggunakan 2 Anakan 2 ATPTP..
Tahap II (reaksi redoks): Produksi NADH, ATP, dan Piruvate
Tahap II (reaksi redoks): Produksi NADH, ATP, dan Piruvate
•
• Senyawa Senyawa glyceraldehyde-glyceraldehyde-3-phosphate mengalami oksidasi dan f3-phosphate mengalami oksidasi dan fosforilasi menjadi 1,3-osforilasi menjadi
1,3-biphosphoglycerat melalui perantaraan enzim Glyceraldehyde-3-P dehydrogenase. biphosphoglycerat melalui perantaraan enzim Glyceraldehyde-3-P dehydrogenase.
•
• Koenzim NAD Koenzim NAD++mengalami reduksi menjadi NADH.mengalami reduksi menjadi NADH. •
• Senyawa Senyawa 1,3-biph1,3-biphosphoglycerat dan phosphoenolpiruvate (PEP) yang osphoglycerat dan phosphoenolpiruvate (PEP) yang terbentuk pada reaksiterbentuk pada reaksi
selanjutnya merupakan senyawa berenergi tinggi. selanjutnya merupakan senyawa berenergi tinggi.
•
• Perubahan 2 senyawa 1,3-biphosphoglycePerubahan 2 senyawa 1,3-biphosphoglycerat menjadi 2 senyrat menjadi 2 senyawa 3-P-Glycerate dan 2 senyawa awa 3-P-Glycerate dan 2 senyawa PEPPEP
menjadi piruvat menghasilkan 4 ATP melalui substrate level phosphorylation. menjadi piruvat menghasilkan 4 ATP melalui substrate level phosphorylation. Tahap III: Pembentukan Produk Fermentasi (Penyeimbangan reaksi redoks)
Tahap III: Pembentukan Produk Fermentasi (Penyeimbangan reaksi redoks)
•
• Pembentukan produk fermentasi berperan untuk Pembentukan produk fermentasi berperan untuk mengoksidasi koenzim NADH menjadi NADmengoksidasi koenzim NADH menjadi NAD++
sehingga koenzim NAD
Substrate Level Phosphorylation
Substrate Level Phosphorylation
•
• Suatu Suatu reaksi reaksi metabolik metabolik yang yang menghasilmenghasilkankan
Adenosine Triphosphate (ATP) melalui transfer Adenosine Triphosphate (ATP) melalui transfer langsung gugus fosforil dari senyawa organik langsung gugus fosforil dari senyawa organik terfosforilasi berenergi tinggi kepada senyawa terfosforilasi berenergi tinggi kepada senyawa Adenosin Dihosphate (ADP).
Adenosin Dihosphate (ADP).
•
• Substrate Substrate level level phosphorphosphorylation ylation terjadi di terjadi di dalamdalam
sitoplasma sel melalui jalur glycolysis, dan terjadi di sitoplasma sel melalui jalur glycolysis, dan terjadi di dalam mitokondria pada Siklus Krebs.
dalam mitokondria pada Siklus Krebs.
Oxidative Phosphorylation
Oxidative Phosphorylation
•
• Suatu rSuatu reaksi metabolik eaksi metabolik untuk menghasilkan untuk menghasilkan AATPTP
dengan memanfaatkan kondisi Proton Motive Force dengan memanfaatkan kondisi Proton Motive Force (PMF) yang ditimbulkan oleh transport elektron dari (PMF) yang ditimbulkan oleh transport elektron dari donor elektron organik maupun anorganik.
donor elektron organik maupun anorganik.
•
• Oxidative Oxidative PhosphoryPhosphorylation lation terjadi terjadi di di membranmembran
sitoplasma pada mikroorganisme prokariot, dan di sitoplasma pada mikroorganisme prokariot, dan di mitokondria pada mikroorganisme eukariot.
5:Triosephosphate isomerase 5:Triosephosphate isomerase
6: Glyceraldehyde-3-P dehydrogenase 6: Glyceraldehyde-3-P dehydrogenase
•
•
Enzim-enzim yang berperan dalan glikolisis dan siklus Krebs diregulasi secara
Enzim-enzim yang berperan dalan glikolisis dan siklus Krebs diregulasi secara
positif atau negatif oleh senyawa intermediat spesifik yang dihasilkan dari reaksi
positif atau negatif oleh senyawa intermediat spesifik yang dihasilkan dari reaksi
yang terjadi pada jalur atau siklus tersebut (feedback control).
yang terjadi pada jalur atau siklus tersebut (feedback control).
Phosphoenolpyruvate (PEP), dihydroxyaceton phosphate (DHAP), dan
Phosphoenolpyruvate (PEP), dihydroxyaceton phosphate (DHAP), dan
kofaktor nicotinamide adenine dinucleotide tereduksi (NADH) dapat menjadi
kofaktor nicotinamide adenine dinucleotide tereduksi (NADH) dapat menjadi
penghambat (inhibitor) dari beberapa enzim yang terlibat dalam reaksi-reaksi
penghambat (inhibitor) dari beberapa enzim yang terlibat dalam reaksi-reaksi
sebelumnya.
sebelumnya.
Fructosa biphosphate (FBP) dapat menjadi activator enzim-enzim yang
Fructosa biphosphate (FBP) dapat menjadi activator enzim-enzim yang
terlibat dalam pembentukan asam laktat pada bakteri asam laktat.
terlibat dalam pembentukan asam laktat pada bakteri asam laktat.
•
•
Ketersediaan glukosa di medium dapat mengaktivasi ekspresi beberapa gen,
Ketersediaan glukosa di medium dapat mengaktivasi ekspresi beberapa gen,
seperti gen
seperti gen
gap
gap
(mengkode glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase) dan
(mengkode glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase) dan
operon
operon
pgk
pgk
(operon yang berperan dalam pembentukan ATP dari ADP).
(operon yang berperan dalam pembentukan ATP dari ADP).
•
•
Aktivasi gen-gen tersebut diregulasi oleh catabolite-control protein A (CcpA).
Aktivasi gen-gen tersebut diregulasi oleh catabolite-control protein A (CcpA).
••
CcpA merupakan protein regulator global control yang juga menghambat gen-gen
CcpA merupakan protein regulator global control yang juga menghambat gen-gen
yang berperan dalam penguraian sumber karbon lain bila glukosa tersedia di
yang berperan dalam penguraian sumber karbon lain bila glukosa tersedia di
dalam medium.
•
• Jalur pentose Jalur pentose dan jalur dan jalur Entner-DeuEntner-Deudoroff doroff
memiliki senyawa intermediat yang sama, yaitu memiliki senyawa intermediat yang sama, yaitu 6-P-gluconolactone
6-P-gluconolactone..
•
• Pada Pada jalur pentosa, jalur pentosa, 6-P-glucon6-P-gluconolactoneolactone
dioksidasi menjadi ribulose-5-phosphate dan dioksidasi menjadi ribulose-5-phosphate dan CO
CO22 oleh oleh enzim 6-phosphogluconatenzim 6-phosphogluconatee dehydrogenase.
dehydrogenase.
•
• Pada Pada jalur Entner-Deudoroff, jalur Entner-Deudoroff, 6-P-gluc6-P-gluconolactoneonolactone
didehidrasi oleh
didehidrasi oleh enzim 6-phosphogluconateenzim 6-phosphogluconate dehydrase menjadi
dehydrase menjadi 2-keto-3-deoxy-6-phosphogluconate (KDPG).
phosphogluconate (KDPG).
•
• Enzim KDPG aldolEnzim KDPG aldolase menguraikase menguraikan KDPGan KDPG
menjadi piruvat dan menjadi piruvat dan glyceraldehyde-3-phosphate (GA-P-3).
phosphate (GA-P-3).
•
• Piruvat akan diPiruvat akan diubah menjadi etanol dan COubah menjadi etanol dan CO22
oleh enzim
oleh enzim piruvatpiruvate e decarboxylase.decarboxylase.
•
• GA-P-3 diubah mGA-P-3 diubah menjadi etanol denjadi etanol dan COan CO22 melalui melalui
reaksi yang sama pada jalur EMP. reaksi yang sama pada jalur EMP.
•
• Jalur Entner-DeudorJalur Entner-Deudoroff menghasiloff menghasilkan 2 etanol +kan 2 etanol +
Jalur Pentosa dan Jalur
Jalur Pentosa dan Jalur Entner-Deudor
Entner-Deudoroff
off
G-6-P-dehydrogenase G-6-P-dehydrogenase Phosphoribose Phosphoribose isomerase isomerase
•
•
Pada jalur pentosa dan Jalur Entner-Deudor
Pada jalur pent
osa dan Jalur Entner-Deudoroff
off,
, glucose-6-P yang
glucose-6-P yang
merupakan gula heksosa tidak diubah menjadi
merupakan gula heksosa tidak diubah menjadi gula-gula pentose, tetapi
gula-gula pentose, tetapi
diubah menjadi
diubah menjadi senya
senyawa intermediat k
wa intermediat kedua jalur
edua jalur tersebut, yaitu 6-P-
tersebut, yaitu
6-P-gluconolactone.
gluconolactone.
••
Jalur Entner-Deudoroff bany
Jalur Entner-Deudoroff banyak ditemukan pada prokary
ak ditemukan pada prokaryot, dan
ot, dan
diperkirakan sudah ada sebelum jalur EMP
diperkirakan sudah ada sebelum jalur EMP terbentuk.
terbentuk.
••
Jalur Entner-Deudoroff merupak
Jalur Entner-Deudoroff merupakan jalur metabolisme utama pada
an jalur metabolisme utama pada
Pseudomonas
Pseudomonas
..
••
Jalur Entner-Deudoroff merupakan satu-satuny
Jalur Entner-Deudoroff merupakan satu-satunya jalur metabolisme glukosa
a jalur metabolisme glukosa
pada bakteri
pada bakteri
Zymomonas mobilis
Zymomonas mobilis
, salah
, salah satu bakteri penyebab kerusak
satu bakteri penyebab kerusakan
an
minuma
minuman bir
n bir..
••
Jalur tersebut juga dapat ditemuk
Jalur tersebut juga dapat ditemukan pada
an pada
E
E
..
coli
coli
dan bakteri Gram nega
dan bakteri G
ram negatif
tif
lainnya.
lainnya.
••
Jalur Entner-Deudoroff
Jalur Entner-Deudoroff pada
pada
E
E
..
coli
coli
diaktivasi
diaktivasi dengan kebera
dengan keberadaan gluconate
daan gluconate
dan akan terhenti bila
dan akan terhenti bila mikroorg
mikroorganisme tersebut ditumbuhkan pada
anisme tersebut ditumbuhkan pada
lingkungan yang mengandung
•
•
Jalur ket
Jalur ketolase merupakan salah sat
olase merupakan salah satu jalur yang
u jalur yang
mengubah ribulose-5-phosphate menjadi
mengubah ribulose-5-phosphate menjadi
xylose-5-phosphate.
phosphate.
•
•
Xylose-5-phosphate kemudian diuraikan menjadi
Xylose-5-phosphate kemudian diuraikan menjadi
glycer
glyceraldehydr-3-phos
aldehydr-3-phosphate (C3)
phate (C3) dan
dan acetyl phosphate
acetyl phosphate
(C2) melalui
(C2) melalui aktivitas enzim phosphoketolase.
aktivitas enzim phosphoketolase.
•
•
Gliceraldehyde-3-phosphate kemudian diubah
Gliceraldehyde-3-phosphate kemudian diubah
menjadi asam laktat melalui jalur triose phosphate
menjadi asam laktat melalui jalur triose phosphate
yang sama tahapannya seperti pada jalur EMP.
yang sama tahapannya seperti pada jalur EMP.
•
•
Acetyl phosphat
Acetyl phosphate diubah menjadi acetyl-CoA,
e diubah menjadi acetyl-CoA,
kemudia
kemudian
n direduksi menjadi etanol.
direduksi menjadi etanol.
•
•
Jalur phosphoket
Jalur phosphoketolase menjadi jalur utama
olase menjadi jalur utama
pemanfaatan glukosa oleh beberapa mikroorganisme
pemanfaatan glukosa oleh beberapa mikroorganisme
heterofermentatif, seperti
heterofermentatif, seperti
Leuconostoc mesenteroides Leuconostoc mesenteroides,,
spesies-spesie
spesies-spesies dari
s dari genus
genus
StreptococcusStreptococcus,,
LactococcusLactococcus,,
Pediococcu
Pediococcu
s,
s,
MicrobacteriumMicrobacterium BacillusBacillus, dan
, dan
Rhyzopus RhyzopusJalur
Oxidative Pentose Phosphate Cycle
Oxidative Pentose Phosphate Cycle
•
•
Siklus yang digunakan beber
Siklus yang digunakan beberapa organisme
apa organisme
untuk mengoksidasi karbohidrat.
untuk mengoksidasi karbohidrat.
•
•
Oxidative pentose phosphate cycle
Oxidative pentose phosphate cycle
menghasilka
menghasilkan
n nicotinamide adenine
nicotinamide adenine
dinucleotide phosphate tereduksi (NADPH)
dinucleotide phosphate tereduksi (NADPH)
yang bermanfaat sebagai tenaga pereduksi
yang bermanfaat sebagai tenaga pereduksi
pada proses biosintesis.
pada proses biosintesis.
•
•
Siklus ter
Siklus tersebut juga menghas
sebut juga menghasilkan dua
ilkan dua
senyawa intermediate penting, yaitu
senyawa intermediate penting, yaitu
sedohepulose-7-P dan erythrose-4-P yang
sedohepulose-7-P dan erythrose-4-P yang
berguna untuk pembentukan asam amino
berguna untuk pembentukan asam amino
aromatik.
aromatik.
•
•
Siklus ters
Siklus tersebut digunakan oleh bakteri aero
ebut digunakan oleh bakteri aerob,
b,
Gluconobacter suboxydans
Gluconobacter suboxydans
, yang tidak dapat
, yang tidak dapat
memfermentasi glukosa melalui jalur
memfermentasi glukosa melalui jalur
gliko
glikolisis dan tidak
lisis dan tidak memiliki enzim yang
memiliki enzim yang
berperan dalam siklus Krebs untuk
berperan dalam siklus Krebs untuk
memetabolisme karbohidrat.
--Tricarboxylic Acid Cycle
Tricarboxylic Acid Cycle
•
• Tricarboxilic acid cycle dikenal Tricarboxilic acid cycle dikenal juga dengan juga dengan nama Citricnama Citric
acid cycle atau siklus Krebs. acid cycle atau siklus Krebs.
•
• Siklus Krebs terjadi pada Siklus Krebs terjadi pada saat glukosa saat glukosa dimetabolismedimetabolisme
melalui proses respirasi aerob. melalui proses respirasi aerob.
•
• Pada siklus Krebs, Pada siklus Krebs, piruvat ypiruvat yang dihasilkan ang dihasilkan dalam prosesdalam proses
glikol
glikolisis dioksidasi isis dioksidasi menjadi COmenjadi CO22..
•
• Hasil akhir dari oksidasi Hasil akhir dari oksidasi satu molsatu molekul piruvekul piruvat di at di dalamdalam
siklus Krebs adalah 3 molekul CO
siklus Krebs adalah 3 molekul CO22, 4 molekul NADH, 1, 4 molekul NADH, 1 molekul FADH
molekul FADH22, dan , dan 1 molekul 1 molekul AATP/GTPTP/GTP, da, dan senyawa-n senyawa-senyawa antara.
senyawa antara.
•
• NADH NADH dan dan FADHFADH22 dioksidasi kembali melalui sistem dioksidasi kembali melalui sistem
transport elektron agar dapat dimanfaatkan kembali transport elektron agar dapat dimanfaatkan kembali dalam proses glikolisis dan siklus Krebs.
dalam proses glikolisis dan siklus Krebs.
•
• Siklus KrSiklus Krebs berperebs berperan dalam an dalam mendapatkmendapatkan energi an energi dalamdalam
jumlah besar dan me
jumlah besar dan menyediaknyediakan senyawan senyawa-senyawa-senyawaa intermed
•
•
Dalam
Dalam kondisi anaerob, siklus Krebs
kondisi anaerob, siklus Krebs
tidak lagi berfungsi seperti seharusnya
tidak lagi berfungsi seperti seharusnya
karena sintesis dan aktivitas enzim
karena sintesis dan aktivitas enzim
succinate dehydr
succinate dehydrogenase
ogenase dan
dan
α
α
--ketoglutarate dehydrogenase
ketoglutarate dehydrogenase
berhubungan dengan respirasi terminal
berhubungan dengan respirasi terminal
membutuhkan O
membutuhkan O
22sebagai penerima
sebagai penerima
elektron
elektron terakhir
terakhir..
•
•
Siklus Kreb terbagi menjadi dua
Siklus Kreb terbagi menjadi dua
percabang
percabangan untuk memenuhi
an untuk memenuhi fungsi
fungsi
biosintesis, yaitu percabangan oksidasi
biosintesis, yaitu percabangan oksidasi
dan percabangan reduksi.
dan percabangan reduksi.
•
•
Kondisi anaerob meningkatkan aktivitas
Kondisi anaerob meningkatkan aktivitas
fumarat
fumarate reductase
e reductase sehingga succinate
sehingga succinate
dapat dihasilkan dari fumarate melalui
dapat dihasilkan dari fumarate melalui
reaksi reduksi.
•
•
Glukosa merupakan sumber karbon utama bagi sebagian besar mikroorg
Glukosa merupakan sumber karbon utama bagi sebagian besar mikroorganisme
anisme
heterotrof.
heterotrof.
•
•
Mikroorganisme sebenarn
Mikroorganisme sebenarnya memiliki kemampuan untuk memanfaatkan senyawa-
ya memiliki kemampuan untuk memanfaatkan
senyawa-senyawa lain sebagai sumber karbon dan energi.
senyawa lain sebagai sumber karbon dan energi.
•
•
Jalur-jalur yang dimiliki mikroorganisme untuk memanfaatk
Jalur-jalur yang dimiliki mikroorganisme untuk memanfaatkan senyawa lain selain
an senyawa lain selain
glukosa pada akhirnya akan
glukosa pada akhirnya akan menghasilkan senyawa-senya
menghasilkan senyawa-senyawa intermediat yang
wa intermediat yang dapat
dapat
masuk ke
masuk ke jalur-jalur utama
jalur-jalur utama metabolisme karbohidrat (EMP
metabolisme karbohidrat (EMP, E
, Entner-Deudoroff
ntner-Deudoroff, Pentosa,
, Pentosa,
siklus Krebs, dan
siklus Krebs, dan siklus glyoxylate).
siklus glyoxylate).
•
•
Sebagian besar dari jalur alternatif tersebut baru akan teraktiv
Sebagian besar dari jalur alternatif tersebut baru akan teraktivasi setelah ada induksi
asi setelah ada induksi
terhadap sintesis enzim-enzim yang dibutuhkan untuk
terhadap sintesis enzim-enzim yang dibutuhkan untuk mentransport dan
mentransport dan
memetabolisme substrat selain glukosa tersebut.
memetabolisme substrat selain glukosa tersebut.
•
•
Keter
Ketersediaan glukosa pada medium pertumbuhan umumnya akan menghambat sintesis
sediaan glukosa pada medium pertumbuhan umumnya akan menghambat sintesis
enzim-enzim metabolik yang dibutuhkan untuk memetabolisme senyawa alternatif
enzim-enzim metabolik yang dibutuhkan untuk memetabolisme senyawa alternatif
tersebut.
tersebut.
•
•
Peristiwa terhambatn
Peristiwa terhambatnya metabolisme suatu substrat karena adanya ketersediaan
ya metabolisme suatu substrat karena adanya ketersediaan
substrat lain yang lebih disukai oleh suatu organisme disebut sebagai
substrat lain yang lebih disukai oleh suatu organisme disebut sebagai catabolite
catabolite
Me
L KTOS
•
•
Pemanfaatan laktosa sebagai sumber karbon dan energi bagi mikroorganisme dikontrol oleh
Pemanfaatan laktosa sebagai sumber karbon dan energi bagi mikroorganisme dikontrol oleh
suatu kelompok gen yang disebut sebagai
suatu kelompok gen yang disebut sebagai
lac lacoperon.
operon.
•
•
Lac operon berpera
Lac operon berperan dalam sintesis enzim
n dalam sintesis enzim lactose permease
lactose permease
untuk mentransport laktosa ke
untuk mentransport laktosa ke
dalam sel dan enzim
dalam sel dan enzim
β β-galactosidase
-galactosidase
yang berperan untuk menguraikan laktosa menjad glukosa
yang berperan untuk menguraikan laktosa menjad glukosa
dan galaktosa.
dan galaktosa.
•
•
Glukosa yang dihasilkan dapat langsung dimetabolis
Glukosa yang dihasilkan dapat langsung dimetabolisme melalui glikolisis dan siklus Krebs.
me melalui glikolisis dan siklus Krebs.
••
Metabolisme galaktosa dapat terjadi melalui 2 jalur, yaitu:
Metabolisme galaktosa dapat terjadi melalui 2 jalur, yaitu:
1. Jalur tagatose
1. Jalur tagatose
2. Jalur Leloir
2. Jalur Leloir
•
•
Glycer
Glyceraldehyde-3-
aldehyde-3-P dan
P dan fructose-6-P yang dihasilkan dari kedua jalur tersebut dapat
fructose-6-P yang dihasilkan dari kedua jalur tersebut dapat
dimetabolisme melalui glikolisis.
dimetabolisme melalui glikolisis.
Phosphoenolpyruvate phosphotransferase system (PEP-PTS)
Phosphoenolpyruvate phosphotransferase system (PEP-PTS)
•
•
Sistem tersebut dimanfaatkan oleh mikroorganisme yang tidak memiliki sistem lac operon,
Sistem tersebut dimanfaatkan oleh mikroorganisme yang tidak memiliki sistem lac operon,
seperti
seperti
Lactobacillus casei Lactobacillus casei..
•
•
Laktosa yang dimet
Laktosa yang dimetabolisme melalui PEP-PTS difos
abolisme melalui PEP-PTS difosforilasi oleh suatu enzim spesifik sehingga
forilasi oleh suatu enzim spesifik sehingga
dapat ditransportasikan ke dalam sel.
dapat ditransportasikan ke dalam sel.
•
•
Laktosa yang sudah berada di
Laktosa yang sudah berada di dalam sel diuraikan menjadi glukosa dan g
dalam sel diuraikan menjadi glukosa dan galaktose-6-P melaiu
alaktose-6-P melaiuii
kerja enzim
•
•
Pemanfaatan maltosa di lingkungan oleh
Pemanfaatan maltosa di lingkungan oleh
mikroorganisme diawali dengan sekresi
mikroorganisme diawali dengan sekresi
enzim maltose permease yang bertanggung
enzim maltose permease yang bertanggung
jawab un
jawab untuk mentr
tuk mentransportasik
ansportasikan maltos
an maltosa ke
a ke
dalam sel.
dalam sel.
•
•
Di dalam sel, maltosa diubah men
Di dalam sel, maltosa diubah menjadi
jadi
glukosa dan maltodextrin oleh enzim
glukosa dan maltodextrin oleh enzim
amylomaltase.
amylomaltase.
•
•
Glukosa diubah menjadi glukosa-6-P oleh
Glukosa diubah menjadi glukosa-6-P oleh
enzim hexokinase, kemudian masuk ke jalur
enzim hexokinase, kemudian masuk ke jalur
glikolisis.
glikolisis.
•
•
Maltodextrin, oleh enzim maltodextrin
Maltodextrin, oleh enzim maltodextrin
phosphorilase, diubah menjadi glucose-1-P.
phosphorilase, diubah menjadi glucose-1-P.
•
•
Glukosa-1-P diubah menjadi glucose-6-P
Glukosa-1-P diubah menjadi glucose-6-P
untuk kemudian masuk ke dalam jalur
untuk kemudian masuk ke dalam jalur
M LTOS
•
•
Pektin merupakan salah satu komponen utama dinding sel
Pektin merupakan salah satu komponen utama dinding sel
tumbuhan.
tumbuhan.
•
•
Kemampuan untuk menguraik
Kemampuan untuk
menguraikan pektin umumnya dimiliki oleh
an pektin umumnya dimiliki oleh
bakteri dan fungi patogen pada tumbuhan, seperti
bakteri dan fungi patogen pada tumbuhan, seperti
Erwinia
Erwinia
chrysanthemi
chrysanthemi
,,
Moloninia fructigena
Moloninia fructigena
,,
Cladosporium cucumerinum
Cladosporium cucumerinum
dan
dan
Botrytis cinerea
Botrytis cinerea
..
•
•
Bakteri pada rumen hewan ternak, seperti
Bakteri pada rumen hewan ternak, seperti
Butyrivibrio fibrisolvens
Butyrivibrio fibrisolvens
dan
dan
Lachnospira multiparus
Lachnospira multiparus
juga memiliki kemampuan untuk
juga memiliki kemampuan untuk
menguraikan pektin dan selulosa.
menguraikan pektin dan selulosa.
•
•
Bacteroides thetaiotao
Bacteroides thetaiotaomicron
micron
, bakteri Gram negatif pada usus
, bakteri Gram negatif pada usus
manusia juga dapat menguraikan pektin.
manusia juga dapat menguraikan pektin.
P KTIN
P KTIN
•
• Penguraian pectin diawali dengan Penguraian pectin diawali dengan kerja enzim pectinkerja enzim pectin
methylesterase (PEM) yang melepaskan gugus methylesterase (PEM) yang melepaskan gugus methoxyl dan mengubah pectin
methoxyl dan mengubah pectin menjadimenjadi polygalacturonate (PGA).
polygalacturonate (PGA).
•
• PG lyase PG lyase kemudian mengubah PGA kemudian mengubah PGA menjadimenjadi
digalacturonate. digalacturonate.
•
• Enzim PME dan PGA lyase Enzim PME dan PGA lyase merupakan enzimmerupakan enzim
ekstraseluler. ekstraseluler. Keterangan gambar: Keterangan gambar:
•
• Ogl: oligogalacturonate Ogl: oligogalacturonate lyaselyase •
• Ogh: oligogalacturonate Ogh: oligogalacturonate hydrolasehydrolase •
• KduI: KduI: 4-deoxy-L-t4-deoxy-L-threo-5-hexoseuloshreo-5-hexoseulose e uronateuronate
isomerase isomerase
•
• KduD: kKduD: keto-deoxyuronate dehydrogenaseeto-deoxyuronate dehydrogenase •
• KdgK: KdgK: 2-keto-3-deoxygluconate kinase2-keto-3-deoxygluconate kinase •
• KdgA: KdgA: 2-keto-3-deoxy-6-p2-keto-3-deoxy-6-phosphogluconhosphogluconate ate aldolasealdolase •
• UxaA: UxaA: altronate hyaltronate hydrolasedrolase •
• UxaB: UxaB: altronate oaltronate oxidoreductasexidoreductase
UxaC: uronate
•
• Selulosa merupakan polimer glukosa yang Selulosa merupakan polimer glukosa yang dapatdapat
ditemuk
ditemukan pada dinding sel an pada dinding sel tumbuhan dan fungi.tumbuhan dan fungi.
•
• PengurPenguraian selulosa melibatkaian selulosa melibatkan kerja dari selulase, yangan kerja dari selulase, yang
merupakan enzim kompleks dengan tiga komponen merupakan enzim kompleks dengan tiga komponen utama, yaitu: Endoglukanase, Eksoglukanase, dan utama, yaitu: Endoglukanase, Eksoglukanase, dan Β Β --glukosidase
glukosidase
•
• Enzim Enzimendoglukanaendoglukanasese memutus ikatan bagian dalam memutus ikatan bagian dalam
rantai selulosa dan menghasilkan selulosa dengan rantai rantai selulosa dan menghasilkan selulosa dengan rantai yang lebih pendek (oligoselulosa dan
yang lebih pendek (oligoselulosa dan selobiosa).selobiosa).
•
• Hasil degradasi endoglukanHasil degradasi endoglukanase menyediakase menyediakan lebih banyakan lebih banyak
ujung rantai selulosa yang dapat didegradasi oleh ujung rantai selulosa yang dapat didegradasi oleh eksoglukanase.
eksoglukanase.
•
• Enzim eksoglukanase Enzim eksoglukanase memutus selulosa pada bagian memutus selulosa pada bagian
ujung rantai selulosa. ujung rantai selulosa.
•
• Enzim Enzimββ-glukosidase-glukosidase menguraikan selobiosa menjadi menguraikan selobiosa menjadi
glukosa. glukosa.
•
• Selulase yang dihasilSelulase yang dihasilkan mikroorkan mikroorganisme dapat berupaganisme dapat berupa
enzim ekstraseluler dan adapula
enzim ekstraseluler dan adapula yang berikatan denganyang berikatan dengan sel.
sel.
S LULOS
•
•
Bakteri yang hidup pada rumen, seperti
Bakteri yang hidup pada rumen, seperti
Clostridium
Clostridium
cellulovorans
cellulovorans
, menghasilkan kompleks multienzim selulase
, menghasilkan kompleks multienzim selulase
yang disebut sebagai
yang disebut sebagai cellulosome
cellulosome
..
••
Cellulosome tampak seperti benjolan-benjolan pada
Cellulosome tampak seperti benjolan-benjolan pada
permukaan sel.
permukaan sel.
••