Metabolisme ada 2:
1. Anabolisme = proses pembentukan komponen sel dr nutrien sederhana yg diperoleh dr lingkungannya membutuhkan energi = biosintesa 2. Katabolisme = pemecahan bahan kimia (nutrien dr lingkungannya dpt
sbg sumber energi) menjadi bahan sisa (waste product) dan menghasilkan energi ( untuk pergerakan atau pertumbuhan)
Amphibolisme = metabolisme antara ; reakasi kimia yg menghasilkan ATP (ester fosfat) dan prekusar metabolit (asam organik)
Seri reaksi enzimatis yg digunakan untuk memindah nutrien ke dlm sel:
Jalur fruktosa 1, 6 bi fosfat
Jalur pentosa fosfat
Jalur 2 – keto-3-deoksi -6- fosfoglukonat
Siklus TCA
Siklus Respirasi
Dsb
Fungsi jalur metabolik:
1. Menghasilkan prekusor pd pembnetukan komponen sel
2. Menghasilkan energi yg dpt digunakan untuk sintesa atau proses lain yg memerlukan energi
Biokimia semua bentuk-bentuk kehidupan pada dasarnya ialah tetap sama (dogma) :
• Keseragaman “building block” (senyawa kimia penyususn dasar komponen sel, misalnya asam amino, gula dsb)
• Keberadaan ATP sbg quantum awal dr energi biologi yg universal
• Keberadaan kode genetik yg universal
• Keberadaan jalur degradasi gula dan rantai pernafasan yg universal JENIS MIKROBIA:
Sumber Energi: Mikrobia:
1. Sinar Fototrop
2. Bahan kimia anorganik Litotrop
3. Bahan kimia organik Heterotrop
Sumber karbon: Mikrobia:
1. Anorganik Autotrop
2. Organik Heterotrop
Gabungan:
Foto autotrof : sinar + karbon organik Fotohetrerotrop : sinar + karbon organik
FUNGSI ATP DLM METABOLISME
ATP (adenosin Tri Phosphat) berfungsi untuk menyediakan energi bebas untuk
„fueling” dan mengaktivasi beberapa senyawa metabolit antara untuk biosintesa.
ATP + Air ADP + P ( Go = -7,3 K cal) ADP + Air AMP + P ( Go = -7,3 K cal)
AMP + Air Adenosin + P ( Go = -3,4 K cal)
Gugus fosfat diberikan pd metabolit antara biosintesis
Sumber C
Produk reaksi
“fueling”
Building block
Makro molekul
Struktur seluler
Glukosa ATP Asam lemak Lemak Envelope
Prekusor Metabolit
Gula Lipo-
polisakarida
Flagela
Reducing Power Asam amino Glikogen Pili
nukleotida Peptidoglikan Poliribosoma
Protein Nukleoid
RNA Dinding sel
DNA dst
KOMPONEN AKTIVASI PD BIOSINTESA
GTP - Guanin Tri Phosphat Protein (fungsi ribosoma)
UTP – Uridin Tri Phosphat -Lapisan peptidoglikan pd dinding sel bakteri
- glikogen CTP – Cytosin Tri Phosphat Fosfolipid
dTTP – Deoxythymidin Tri Phosphat Liposakarida dr dinding sel bakteri
Acyl – SCoA Asam lemak
Acyl-C0enzim A Asam lemak
Protein spesifik yg fungsinya untuk mengkatalisa suatau reaksi Fungsi:
1. Biokatalisator (katalis = substansi yg bertugas untuk merndahkan energi aktivasi dari suatu reaksi)
2. Menurunkan energi aktivasi untuk suatu reaksi
Ciri-ciri Enzim:
1. Pengenalan metabolit (substrat) yg spesifik : hanya cocok untuk satu metabolit dan produk hasil konversinya.
2. Reaksi katalitik yg spesifik : mengkatalisa hanya satu dari beberapa kemungkinan reaksi dimana metabolit tsb dpt diubah
3. Kemampuan mengatur aktivitas : adanya pusat pengaturan (regulatory centre) dan efektor
V I TA M I N : K O E N Z I M
B 1 T I A M I N C O A R B O X Y L A S E
B 2 R I B O F L AV I N R I B O F L AV I N A D E N I N D I N U K L E AT
N I A S I N N I C O T I N A M I D E
A D E N I N D I N U K L E AT B 6 P I R I D O X I N P I R I D O X A L F O S FAT
ENZIM:
APOENZIM + KOENZIM HOLOENZIM
(Pasif) (Pasif) (Aktif)
- Protein - Senyawa organik
- BM tinggi - BM rendah
- Non dialisis - Terdialisis
Gugus Prostetis : senyawa yg terikat erat pada enzimnya (biasanya permanen : NAD(P), FMN, FAD, Ubiquinon, Cytochrome, Coenzim A;
Koenzim: senyawa yg terikat tidak begitu kuat pad enzim. Satu molekul koenzim dpt berikatan dalam beberapa macam enzim pd waktu yg bereda selama pertumbuhan: Vitamin B , jk berupa logam Kofaktor: Fe, Zn, Mn dst
SIFAT DAN MEKANISME KERJA ENZIM:
E + S ES E + P
E + P ES E + S
ES = KOMPLEKS ENZIM – SUBSTRAT AKTIVASI SUBSTRAT
MELALUI SISI AKTIF ENZIM
Hampir semua Enzim intraseluler mempunyai lebih dr 1 sisi aktif per molekul:
Enzim laktat dehidrogenase memiliki 4 sisi aktif Enzim α kimotripsin (intra) memeiliki 1 sisi aktif
Gambar Reaksi Enzim
Peran Utama Enzim : menurunkan energi aktivasi untuk mencapai status transisi sustu reaksi kimia
Reaksi eksergonik: reaksi yg menghasilkan produk yg mempuyai energi lebih rendah dr substratnya ( >< reaksiendergonik)
Penemaan enzim:
Substrat yg diikat atau reaksi yg dikatalisa dan diberi akhiran “ase” , misalnya : selulase – memecah selulosa
glukosa oksidase – mengatalisa reaksi oksidasi dr glukosa
1. Oksidoreduktase: reaksi transfer elektron : Transfer elektron /atom Hidrogen
2. Transferase : Transfer gugus fungsional : Gugus fosfat, amin, metil
3. Hidrolase : Reaksi hidrolisis : penembahan H2O unt. Memecah ikatan kimia
4. Liase : penembahan ikatan ganda pd suatu molekul, penghilangan ikatan non hidrolitik dari gugus kimia
5. Isomerase :reaksi isomerasi. BM sama beda strukturnya)
6. Ligase : Pembentukanikatan dg membutuhkan energi, pemecahan ATP
1. Konsentrasi enzim
2. Konsentrasi substrat
3. pH
4. Suhu
PENGHAMBATAN KERJA ENZIM:
1. Non-Reversibel: terjadi modifikasi atau menjadi tidak aktifnya 1 atau lebih gugus fungsional enzim
2. Reversibel:
a. Kompetitif: terjadi kompetisi penggunaan sisi aktif enzim oleh substrat.
Asam suksinat + Metilen biru As. Fumarat + H2MB Asam malonat berkompetisi asam suksinat ! Gambar
b. Non –Kompetitif : tidak terjadi kompetisi penggunaan sisi aktif enzim oleh substrat.
b. Non –Kompetitif : tidak terjadi kompetisi penggunaan sisi aktif enzim oleh substrat.
Sianida : penghambatan enzim yg mengandung Fe Fe sianida Floride : penghambatan enzim yg mengandung Ca/ Mg
Ca Fl, Mg Fl
Contoh Gambar pH Vs jenis enzim yg terbentuk : Gambar!
Bardasarkan Ada Tidaknya Substrat Dan Pembentukan Enzim 2:
1. Enzim konstitutif: Enzim selalu dihasilkan sel
2. Enzim adatif (terinduksi)_ terbentuk jkada substrat tertentu.
laktosa β galaktosidase
1. Sifat reaksi enzim yg dikatalisis
2. Kofaktor, koenzim
3. [substrat]
4. pH optimal
5. Suhu optimal
6. Metode
REAKSI DISIMILASI DAN PEMBEBASAN ENERGI
Metabolisme:
1. Disimilasi = katabolisme membebaskan energi
2. Asimilasi = anabolisme menggunakan energi
Selama reaksi kimia akan yjd : pembebasan energi atau penggunaan energi
Δ = perubahan pada G = Energi bebas
Δ G = satuan kalori :
- (negatif)= membebaskan energi – eksergonik + (positif) = membutuhkan energi – endergonik Contoh:
A B Δ G = - 10.000 Kal (ekser--) C D Δ G = + 5.000 Kal (ender--)
A + Y 1 B + Y2 = - 2.000 Kal ( Y2 menangkap energi) C + Y2 D + Y1 = - 3. 000 Kal (Y2 melepas energi)
Y1 Y2 ~ 8.000 Kal (disimpan Y2)
SENYAWA (BILA TERHIDROLISIS) Δ G , K. kal
ATP - 7,3
ADP - 7,3
GTP - 7,3
GDP - 7,3
UTP - 7,3
STP - 7,3
ASETIL FOSFAT - 10,1
ASAM 1,3 DIFOSFOGLISERAT - 11,8
ASAM FOSFOENOL PIRUVAT - 14,8
ATP ADP + H3PO4 - 7,3 K. kal
Asam 1,3 difosfogliserat asam 3-fosfogliserat + ATP - 11, 8 K. kal
OKSIDASI DAN PRODUKSI ENERGI
Oksidasi : pelepasan elektron pada senyawa peningkatan bilangan oksidasi
dehidrogenasi = hilangnya atom H (1 proton, 1 elektron) Reduksi : penembahan elektron pada senyawa
penurunan bilangan oksidasi
Oksidasi dan reduksi berperan dlm penggunaan energi kimia di dlm organisme hidup
Tidak hanya elektron tetapai semua atom H (elektron + proton)
Reduksi : Fe +3 + e- Fe +2 Oksidator= Oksidan : Fe+3
Oksidasi : Fe +2 Fe +3 + e- Reduktan = Reduktor: Fe +2
Asam fumarat + 2 H+ + 2 e- asam suksinat Aam suksinat Asam fumarat + 2 H+ + 2 e-
Setiap reaksi oksidasi – reduksi akan terjadi sepasang substansi : Feri dan fero
Fumarat dan suksinat
Maka muncul sistem oksidasi reduksi (O/R) kecenderungan menerima elektron dlam sistem O/R disebut sebagai “potensi Elektromotif” ( Eo suatu sistemO/R)
Makin tinggi Eo makin besar kecenderungannya menerima elektron atau makin besar mengalami oksidasi
Senyawa O/R Eo (Volt)
NAD+ / NADH + H+ - 0,32
Flavo protein /Flavoprotein- H2 + 0,05
Sit b - Fe +3 + e- Sit b - Fe +2 + 0,1
Co Q / C0 Q – H2 + 0,21
Sit C1 - Fe +3 Sit C1 - Fe +2 + 0,23
Sit a/a3 - Fe +3 - Sit a/a3 - Fe +2 + 0,54
O2 / H2O + 0,82
