Staff Site Universitas Negeri Yogyakarta metabolisme fungi A

METABOLISME

Oleh:

NUTRIEN Makromolokul

Ⱥ

mikromolokul

SEL

(METABOLIME)

METABOLISME (fungi)

merupakan seluruh reaksi khemis yang terjadi di dalam sel.

ƒ Meliputip  :

ƒ Anabolisme : pembentukan molokul komplek  yang membutuhkan  energi.

K t b li     k     d k i  l k l k l k     k  

ƒ Katabolisme : merupakan proses reduksi molokul kompleks yang akan  menghasilkan energi.

PRODUKSI ENERGI : PRODUKSI ENERGI :

Dimulai  dari pembongkaran glukosa yang diikuti oleh 2 jalur utama yaitu  : EMBDEN‐MEYERHOF (EM) DAN PHENTOSA PHOSPHAT (PP).

Kedua jalur tersebut memiliki kesamaan yaitu menghasilkan  GLISERALDEHID P

GLISERALDEHID‐3P.

Kedua jalur tersebut memilki perbedaan fungsi :

ƒ EM : merupakan jalur untuk menghasilkan energi dan untuk 

ƒ EM : merupakan jalur untuk menghasilkan energi dan untuk 

menyediakan prekursor untuk sintesis bahan‐bahan sel (anabolisme).

ƒ PP : untuk menghasilkan produk intermedier untukm sintesis asam  nukleat (Robose‐5P) dan  untuk sintesis asam amino aromatik 

Embden‐meyerhof  dan siklus Tri Karboksilat

y EMBDEN MEYERHOF (HEKSOSA  _{y SIKLUS TRI KARBOKSILAT/TCA} 

y EMBDEN MEYERHOF (HEKSOSA 

DI PHOSPHAT) :

ƒ Di mulai dengan pemecahan mol  gula (6 C) yang akan difosforilasi  menjadi fruktose  1 6 di Phosphat 

y SIKLUS TRI KARBOKSILAT/TCA :

ƒ Melalui siklus TCA molokul gula  seluruhnya dioksidasi secara  sempurna menjadi 6 mol CO_2. menjadi fruktose ‐1,6 di Phosphat 

yang memerlukan 2 molokul ATP.

ƒ Fruktose‐1,6 di Phosphat 

selanjutnya akan dikonversikan 

d l ( )

ƒ Komponen nukleotid : (NAD+_), 

(NADP+_{) dan (FAD+) akan} 

mengalami reduksi menjadi  (NADH), (NADPH) dan FADH₂ menjadi 2 mol asam piruvat (3 C). 

Pada reaksi ini dibentu 4 ATP.Reaksi  ini terjadi di dalam sitosol.

ƒ Oksidasi 2 mol asam piruvat (terjadi 

( ), ( ) ₂

akan dioksidasi secara kontinyu  melalui transpor elektron dan 

oksigen sebagai aseptor terakhirnya  (respirasi aerob).

p ( j

di dalam mitokhondria) menjadi 2  mol Asetil‐CoA .

ƒ Asetil‐CoA (2C)  bereaksi dengan  oxaloasetat (4 C) membentuk asam 

( esp as ae ob).

ƒ Pada proses ini juga akan dihasilkan  energi ATP.

ƒ Sehingga energi dapat berasal dari : 

b k   k l k l d  

oxaloasetat (4 C) membentuk asam  sitrat (6C) yang selanjutnya diubah  menjadi oxalasetat melalui reaksi  dalam siklus Tri Karboksilat (TCA  =Tri Caroxylic Acid)

pembongkran makromolokul,dan  dari rantai transport elektron.

SUBSTRAT

 

NON

 

GLUKOSA

y FUNGI DAPAT TUMBUH PADA SUBSTRAT NON GLUKOSA : xylosa  

y FUNGI DAPAT TUMBUH PADA SUBSTRAT NON GLUKOSA : xylosa,  asam asetat, asam amino dan asam lemak.

y PEMANFAATANPEMANFAATAN  SUMBERSUMBER  NONNON  GLUKOSAGLUKOSA  ::

1. XYLOSA : merupakan komponen utama hemiselulosa.  Melalui jalur Pentosa Phosphat dapat dikonversikan 

Melalui jalur Pentosa Phosphat dapat dikonversikan  menjadi energi.

2. ASAM ASETAT : melalui reaksi Oksal Asetat dengan Asetil  C A k   b k A  Si  d   l l i  ikl  TCA 

CoA kan terbentuk Asam Sitrat dan melalui siklus TCA  akan menghasilkan energi 12 ATP dan berbagai prekursor.

3. ASAM AMINO  (GLUTAMAT ) : melalui prosesp  deaminasi  menjadi  ‐ ketoglutarat masuk ke siklus TCA 

menghasilkan 9 ATP.

4.ASAM LEMAK : dikonversi menjadi Asetyl‐CoA (  ‐

4.ASAM LEMAK : dikonversi menjadi Asetyl CoA ( 

ƒ GULA SELALU DIBUTUHKAN DALAM PROSES SINTESIS(ASAM NUKLEAT).

PROSES REGENERASI GULA DENGAN SUBSTRAT NON GULA DISEBUT DENGAN 

ƒ PROSES REGENERASI GULA DENGAN SUBSTRAT NON GULA DISEBUT DENGAN 

GLUKONEOGENESIS.

ƒ Apabilap  tumbuh ppd.substrat asetat : ASETAT akan dikonversi menjadij  asetil‐Co A.  Asetil‐CoA ȹ oksaloasetat (melalui lintasan pendek yang disebut siklus glioksilat)

ƒ Reaksi pertama yang terjadi adalah pemecahanisositrat (6 C) ȹ suksinat (4C) dan glioksilat (2C)

(2C).

ƒ Glioksilat bereaksi dengan asetil-CoA ȹ malat yang selanjutnya terbentuk oksalasetat.

ƒ Oksalaset mengalami dekarboksilasi membentuk Phospho Enol Pyruvat (PEP).

ƒ PEP secara reversibel akan membentuk gula (selama lintasan EM/HDP berhenti).

Respirasi

 

pada

 

fungi

y Respirasi   merupakan proses pembentukan energi yang 

y Respirasi : merupakan proses pembentukan energi yang  menggunakan zat anorganik sebagai aseptor elektron.

y RESPIRASI PADA FUNGI :

1. RESPIRASI AEROB: jika oksigen sebagai aseptor elektron  ,siklus TCA berjalan .

2 FERMENTASI : jika tidak tersedia oksigen sebagai aseptor 

2. FERMENTASI : jika tidak tersedia oksigen sebagai aseptor  elektron sehingga menggunakan ZAT ORGANIK sebagai  aseptor elektron . ENERGI BERSIH YANG DIHASILKAN  SANGAT KECIL HANYA 2 ATP DARI MASING‐MASING  MOLOKUL GULA.

3 RESPIRASI AN AEROB :menggunakan zat an organik 

KATABOLISME

CHITIN

y Merupakan  HOMOPOLIMER dari  ‐1,4 N‐acetyl‐D 

glukosamin  dan merupakan polimer kedua terbanyak di alam  setelah selulosa.

y Khitin berbentuk amorf, tidak berwarna, tidak larut dalam air,  asam encer, alkohol dan semua pelarut organik lainnya , 

namun dapat larut dalam fluoroalkohol. namun dapat larut dalam fluoroalkohol.

y Khitin pada jamur berbentuk fibril yang memiliki panjang  yang berbeda‐beda.S. Cerevisiae memilki panjang 60 nm dan  terdapat pada sekat primer

terdapat pada sekat primer.

y Khitin merupakan penyusun dinding sel jamur klas 

Basidiomycetes, Phycomycetes , Ascomycetes dan lichenes.

BIOSINTESIS

 

k l k l P l h  

Makromolokul Penyusun Jumlah,Macam 

monomer

As  Nukleat Nukleotida As. Nukleat

a. RNA b. B. DNA

Nukleotida Ribonukleat

Deoksiribonukleat

4 4

Protein As. amino 20

Polisakharida Monosakharida ~15

L k A  l k d   20

Lemak As. lemak dan  gliserol

SINTESIS

 

KHITIN

y

Fruktose,6P

 

akan

 

dikonversikan

 

menjadi

 

N

‐

Acetyl

 

Glukosamine

 

(Gl

 

Nac)

 

dengan

 

penambahan

 

amine

 

(

 

dari

 

as.

 

glutamat)

 

dan

 

Acetyl

 

(

 

dari

 

acetyl

 

CoA)

glutamat)

 

dan

 

Acetyl

 

(

 

dari

 

acetyl

 

CoA).

y

Selanjutnya

  

GlNAc

 

yang

 

akan

 

bereaksi

 

dengan

 

UTP

 

(Uridin

 

Tri

 

Pospat)

 

membentuk

 

UDP

‐

N

 

AcGlukosamin

 

+

 

P

_i (pospat 

Tri

 

Pospat)

 

membentuk

 

UDP N

 

AcGlukosamin

 

+

 

P

_i (pospat 

organik).

y

UTP

 

+

 

Gl

 

NAc

 

ȹ

UDP-

Gl

 

NAc

  

+P

_i

METABOLIT

 

PD.

 

MIKROBA

y

Metabolit

 

Primer

 

:

 

Senyawa

 

hasil

 

metabolisme

 

yang

 

memiliki

 

berat

 

molokul

 

rendah

 

dan

 

sebhagai

 

bahan

 

pembangun

 

sel.

b l

k

d

d k

b l

d k

y

Metabolit

 

Sekunder

 

:

 

Produk

 

metabolisme

 

yang

 

tidak

 

y

Digunakan untuk pertumbuhan.

Ex.

 

Antibiotik

 

,deteksi

 

:

 

adanya

 

daerah

 

hambatan

 

yang

 

jernih

 

disekitar

 

koloni

METABOLISME

 

SEKUNDER

ƒ MERPAKAN SEJUMLAH REAKSI YANG HASIL‐HASILNYA TIDAK 

TERLIBAT LANGSUNG DALAM PERTUMBUHAN NORMAL

TERLIBAT LANGSUNG DALAM PERTUMBUHAN NORMAL.

ƒ METABOLISME  SEKUNDER ≠ METBOLISME INTERMEDIER.

ƒ METABOLIT SEKUNDER : ANTIBIOTIK,HORMON TUMBUH, 

MIKOTOKSIN MIKOTOKSIN.

METABOLIT SEKUNDER :

y Dihasilkan pada fase  pertumbuhan akhir.

y Dihasilkan dari metabolit intermedier

y Dihasilkan dari metabolit intermedier.

y Tidak esensial bagi pertumbuhan/metabolisme normal.

y Spesifik pada maupun strain.

y Antibiotik : untuk mempertahankan teritori

y Antibiotik : untuk mempertahankan teritori.

y Mikotoksin : anti feedant bagi insekta.

y Melanin : proteksi terhadap ultraviolet.

B /     t k  ik    b i f i di l

y Bau/rasa : untuk menarik serangga sebagi fungsi dispersal.

y Metabolit sekunder : produksinya terkontrol secara ketat (pada akhir 

fase eksponensial= dlm bacth culture, ketika nutrien sangat 

terbatas/ gen yang mengekspresi akan ditekan dengan tersedianya 

terbatas/ gen yang mengekspresi akan ditekan dengan tersedianya 

CONTOH

 

METABOLIT

 

SEKUNDER

 

PREKURSOR LINTASAN CONTOH

Gula ‐ Asam kojik (Aspergillus. Spp)

As.amino  aliphatik

Bervariasi, sintesis  peptida

Penicillin (P.notatum)

aliphatik peptida

Organic acid TCA Itaconic acid ( Aspergillus.spp)

Rubratocsin ( Penicillium rubrum)

F tt   id F tt   id P l t l  (hif  b idi t d   Fatty acid Fatty acid Polyacetylene (hifa bacidiomycota dan 

badan buah)

Acetyl Co‐A Polyketide Patulin (P patulum)

Acetyl Co A Polyketide Patulin (P. patulum)

Grisefulvin (P. Grisofulvum)

Afaltoxsin (A. Falvus,A. Parasiticus)

MIKOTOKSIN

y Merupakan zat yang bersifat racun terhadap hewan maupun  manusia.

y Terdapat berbagai macam dan dihasilkan dari berbagai macam 

k d l b l

prekursor dan jalur metabolisme. 

y Toksin fungi endofit : yang berasosiasi dengan tanaman sangat 

FUNGI

 

PENGHASIL

 

MIKOTOKSIN

 

dan

 

efeknya

Toksin Fungi Sumber Efek

Aflatoksin A. Flavus, 

A.parasiticus

Kacang, minyak Kanker hati

Sterigmatocystin A. Vesicolor

B. A. nidulans

Rumput‐rumputan

serealia

Racun dan  kankerhati

Ochratoksin A. ochraceus Rumput‐rumputan hati

Ochratoksin A. ochraceus Rumput rumputan hati

Citrinin P.citrinum Biji‐bijian, kacang ginjal

P t li A   l t Biji biji N t k i

ANTIBIOTIK

y

Disintesis melalui jalur yang spesifik.

y

Merupakan substansi yang tidak essensial bagi

pertumbuhan.

y

Biasanya berkurang selama perkembangan.

y

Deteksi ; adanya daerah hambatan yang jernih

dis kit k l i

disekitar koloni.

Contoh : Pinisilin (

P notatum P chrysogenum)

Prekursor metabolit sekunder

y

Sintesis metabolit sekunder merupakan canang dari

metabolisme primer.

y

Acetyl

‐

CoA merupakan salah satu prekursor dari

b b

t

t

l i

 

TERPEN

 

STEROID

 

beberapa zat antara lain

 

TERPEN,

 

STEROID,

 

POLKETIDA.

y

Komponen AROMATIK

 

dapat disintesis dari

y

Komponen AROMATIK

 

dapat disintesis dari

ERYTROSE

‐

4P

 

dan PHOSPHOENOL

 

PYRUVAT.

y

Metabolit sekunbder lain

 

disintesis dari :

 

AMIDE.

JALUR

 

MEVALONAT,Sintesis :

 

mikotoksin,

 

sterol,karotenoid

y

Karotenoid,

 

sterol,

 

dan toksin tertentu merupakan

metabolit sekunder yang

 

mengandung terpen.

metabolit sekunder yang

 

mengandung terpen.

y

TERPENOID

 

disintesis melalui jaur MEVALONAT

 

(karena dr.

 

jalur ini terbentuk as.

 

Mevalonat)

y

Jalur MEVALONAT

 

:

 

Asetil

‐

KoA merupakan zat kimia

kunci pd.

 

Jalur ini.

y

2

 

mol

 

Asetil

‐

KoA (mengalami kondensasi)

→

A t

til K A ( k

b

k i d

2

l A til

Asetoasetil-KoA (akan bereaksi dengan 2 mol

Asetil-KoA)

→

Hydroksi Metil Glutaril –KoA (HMG-KoA)

→

As.

Lanjutan…….

y Sebagai alternatif lain HMG‐KoA disintresis dari LEUSIN  yang mengalami proses, deaminasi,karoiksilasi.

y As. MEVALONAT (mengalami fosforilasi, dekarboksilasi) 

→ Isopentiy PiyoPhosphat (IPP)

y IPP merupakan molokul pertama yang mengandung gugus

ISOPRENE (HEMITERPENE) yang merupakan karbon skeleton yang merupakan prekursor sintesis TERPENOID UKURAN BESAR (dengan sejumlah atom C)

y _{MONOTERPEN (GENTARL-PP),10 At. C} → _FARNESIL-PP

(15 C) : merupakan prekursor 30 atom C ( TRITERPEN)

( ) p p ( )

→ tetrasiklik triterpen (STEROL)

Lanjutan…..

y

FARNESIL

‐

PP

 

(15

 

C)

 

→

GERANILGERAIL-PP (20 C)

→

DITERPEN

→

TETRATERPEN

→

KAROTENOID

40C (

)

,40C (zat warna)

y

GERANILGERANIL PP (20 C) +IPP

GERAIL

y

GERANILGERANIL-PP (20 C) +IPP

→

GERAIL

FARMESIL-PP

→

→

→

50 C

→

→

→

UBIQUINON

(berperan dlm. Transpor elektron)

(

p

p

)

y

FARMESIL-PP : sebagai prekursor berbagai metabolit

sekunder mis: As. MARASMIK (

Marasmius congenus

),

HELICOBACIDIn (

Helicopasidium mompa

),FUMAGILIN

(

Aspergillus fumigatus)

dll.

y

GERANILGERANIL PP (20 C)

GIBERELAT

y

GERANILGERANIL-PP (20 C)

→

as. GIBERELAT

Derivat POLIKETIDA

y

Asetyl

‐

KoA (mengalami kondensasi)

→

3 mol

MALONIL-KoA.

y

MALONIL-KoA. (mengalami dekarboksilasi dan

Asetyl-KoA berikatan dg Protein)

→

TRI

β

KETOMETILEN

KoA berikatan dg. Protein)

→

TRI-

β

KETOMETILEN

(TRIKETIDA) (yang akan mengalami SIKLIKASI)

→

molokul AROMATIK ( As. ORSELLINIK, As.

DIHIDROKSIMETILBENZOIK,

6-METILSALISILAT)yang merupakan prekursor

metabolit sekunder ANTIBIOTIK

metabolit sekunder ANTIBIOTIK

y

As. Orselinat

→

GRISOFULIN

y

As Salisilat

→

PATULIN

Derivat SIKIMAT

‐

KHORISMAT

y Rute ini dimulai dengan kondensasi PEP dan Erytrose‐4P (dari

jalur glikolisis)→AS. DIHIDROKSIKUINAT (Siklik)

y AS.DIHIDROKSIKUINAT→ as. SIKIMAT → As.

KHORISMAT.→ asam AMINO AROMATIK (tryptophan, Phebylalani Tyrosin)

Phebylalani, Tyrosin).

y TRYPTOPHAN( KONDENSASI) → ALKALOID

y PHENYLALANIN→ As. SINAMAT

y As. Sinamat : sebagai stimulator ataupun inhibitor.

y As. SINAMAT → KOMARIN (stimulator perkecambahan uredospore)

uredospore)

y TYROSIN → prekursor dlm sintesis LIGNIN

y Antibiotik PENISILIN dan CEPHALOSPORIN : penisilinp dan sepalosporin, disintesis dari as. Amoni alifatik