METABOLISMEMETABOLISME

PENDAHULUANPENDAHULUAN Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat

dimusnahkan.dimusnahkan. Akan tetapi energi hanya dapat diubah dari satu Akan tetapi energi hanya dapat diubah dari satu

bentuk ke bentuk lainnya (transformasi energi).bentuk ke bentuk lainnya (transformasi energi). Makhluk hidup melakukan transformasi energi Makhluk hidup melakukan transformasi energi

melalui proses metabolisme yang berlangsung di melalui proses metabolisme yang berlangsung di dalam sel tubuh.dalam sel tubuh.

faal_metabolisme/ikun/20063

conT’d (Pendahuluan)conT’d (Pendahuluan)1.1. Sel mengekstraksi energi dari lingkungan Sel mengekstraksi energi dari lingkungan

autotrofautotrof : mengambil energi dari sinar matahari : mengambil energi dari sinar matahari pada proses fotosintesis pada proses fotosintesis →→ tumbuh-tumbuhan tumbuh-tumbuhan dan mikroorganisme berkhlorofil.dan mikroorganisme berkhlorofil.heterotrof heterotrof : mengambil molekul : mengambil molekul berenergi/organik dari substrat/makanan berenergi/organik dari substrat/makanan diantaranya dari sel autotrof.diantaranya dari sel autotrof.

2.2. Sel mensintesis makromolekul untuk menunjang Sel mensintesis makromolekul untuk menunjang aktifitas hidupnya (gerak dinamik, pembelahan aktifitas hidupnya (gerak dinamik, pembelahan sel, reaksi-reaksi spesifik)sel, reaksi-reaksi spesifik)

Kedua proses tsb dilakukan melalui reaksi-reaksi Kedua proses tsb dilakukan melalui reaksi-reaksi yang terintgrasi & terorganisasi yang terintgrasi & terorganisasi →→ metabolismemetabolisme

Pengertian metabolismePengertian metabolisme Metabolisme (bahasa Yunani Metabolisme (bahasa Yunani metabolemetabole=berubah) =berubah)

secara harfiah berarti “perubahan”secara harfiah berarti “perubahan” MetabolismeMetabolisme:keseluruhan reaksi yang terjadi di dalam :keseluruhan reaksi yang terjadi di dalam

sel, meliputi proses penguraian & sintesis molekul sel, meliputi proses penguraian & sintesis molekul kimia yang menghasilkan & membutuhkan panas kimia yang menghasilkan & membutuhkan panas (enegi) serta dikatalisis oleh enzim(enegi) serta dikatalisis oleh enzim

Jalur metabolisme:Jalur metabolisme:1.1. KatabolismeKatabolisme (merombak molekul-molekul kompleks (merombak molekul-molekul kompleks

menjadi molekul yang sederhana)menjadi molekul yang sederhana)

2.2. AnabolismeAnabolisme (membangun molekul kompleks dari (membangun molekul kompleks dari molekul-molekul sederhana)molekul-molekul sederhana)

Reaksi-reaksi di dalam tubuh berlangsung secara Reaksi-reaksi di dalam tubuh berlangsung secara optimal pada suhuoptimal pada suhu 272700CC (suhu ruang), misalnya (suhu ruang), misalnya hewan hewan poikilotermpoikiloterm (hewan berdarah dingin) dan (hewan berdarah dingin) dan hewan hewan homoiotermhomoioterm (hewan berdarah panas) (hewan berdarah panas)

Agar reaksi-reaksi berjalan lebih cepat diperlukan Agar reaksi-reaksi berjalan lebih cepat diperlukan katalisator.katalisator.

KatalisatorKatalisator adalah zat yang mempercepat reaksi adalah zat yang mempercepat reaksi tetapi zat itu tidak ikut bereaksi, contoh: enzim tetapi zat itu tidak ikut bereaksi, contoh: enzim dan ribozim.dan ribozim.

Gambar. Gambar. Enzim sebagai katalisatorEnzim sebagai katalisator

EnzimEnzim Enzim merupakan pengatur suatu reaksiEnzim merupakan pengatur suatu reaksi Bahan tempat enzim bekerja disebut substratBahan tempat enzim bekerja disebut substrat Contoh reaksi:Contoh reaksi:

Maltosa 2Glukosa(substrat) (produk)

Maltase

(enzim)

1.1. Struktur EnzimStruktur Enzim Enzim lengkap (Enzim lengkap (holoenzimholoenzim) tersusun atas 2 ) tersusun atas 2

bagian, yaitu:bagian, yaitu:a.a. Bagian protein (Bagian protein (apoenzimapoenzim):):

- tersusun atas asam-asam amino,tersusun atas asam-asam amino,- Bersifat labil, misalnya karena suhu dan keasaman.Bersifat labil, misalnya karena suhu dan keasaman.

b.b. Gugus prostetik (gugusan yang aktif):Gugus prostetik (gugusan yang aktif):- Berasal dari molekul anorganik (Berasal dari molekul anorganik (kofaktorkofaktor), misalnya ), misalnya

Fe, Cu dan Zn,Fe, Cu dan Zn,- Berasal dari senyawa organik kompleks (Berasal dari senyawa organik kompleks (koenzimkoenzim), ),

misalnya NADH, FADH dan tiamin.misalnya NADH, FADH dan tiamin.

Gambar. Gambar. EnzimEnzim

2. Ciri-ciri enzim2. Ciri-ciri enzima.a. BiokatalisatorBiokatalisator

b.b. ProteinProtein

c.c. Bekerja secara khususBekerja secara khusus

d.d. Dapat digunakan berulang kaliDapat digunakan berulang kali

e.e. Rusak oleh panasRusak oleh panas

f.f. Tidak ikut bereaksiTidak ikut bereaksi

g.g. Bekerja dapat balikBekerja dapat balik

h.h. Kerjanya dipengaruhi faktor lingkungan, misalnya Kerjanya dipengaruhi faktor lingkungan, misalnya suhu, pH, inhibitor dan aktivator.suhu, pH, inhibitor dan aktivator.

Gambar. Gambar. Enzim sebagai katalisatorEnzim sebagai katalisator

3. Penamaan Enzim3. Penamaan Enzim Enzim diberi nama sesuai dengan Enzim diberi nama sesuai dengan

substratnya dan diberi akhiran substratnya dan diberi akhiran –se–se, , contohnya:contohnya:

- Enzim Enzim selulaseselulase yang menguraikan selulosa, yang menguraikan selulosa,- Enzim Enzim lipaselipase yang menguraikan lipid atau yang menguraikan lipid atau

lemak, danlemak, dan- Enzim Enzim proteaseprotease yang menguraikan protein. yang menguraikan protein.

4. Cara Kerja Enzim4. Cara Kerja Enzima.a. Teori gembok-anak kunci (Teori gembok-anak kunci (lock and keylock and key))

- Sisi aktif enzim mempunyai bentuk tertentu Sisi aktif enzim mempunyai bentuk tertentu yang hanya sesuai untuk satu jenis substrat saja.yang hanya sesuai untuk satu jenis substrat saja.

(cara kerja yang paling umum ditemukan pada (cara kerja yang paling umum ditemukan pada sebagian besar enzim)sebagian besar enzim)

b.b. Teori Teori Induced FitInduced Fit-- Sisi aktif enzim bersifat fleksibel dalam Sisi aktif enzim bersifat fleksibel dalam

menyesuaikan strukutur sesuai dengan struktur menyesuaikan strukutur sesuai dengan struktur substrat.substrat.

5. Inhibitor5. Inhibitor Adalah zat yang dapat menghambat kerja Adalah zat yang dapat menghambat kerja

enzim.enzim. Dibedakan berdasarkan sifatnya, a.l:Dibedakan berdasarkan sifatnya, a.l:

a.a. Inhibitor Inhibitor reversibelreversibel, yaitu tidak berikatan , yaitu tidak berikatan kuat dengan enzim. Macamnya:kuat dengan enzim. Macamnya:1)1) Inhibitor kompetitifInhibitor kompetitif

- Menempati sisi aktif enzim sehingga Menempati sisi aktif enzim sehingga substrat tidak dapat masuk.substrat tidak dapat masuk.

2).2). Inhibitor non kompetitifInhibitor non kompetitif

- - TTidak mirip dengan substrat dan berikatan idak mirip dengan substrat dan berikatan pada sisi selain sisi aktif.pada sisi selain sisi aktif.

Gambar. Gambar. Inhibitor kompetitif & non kompetitifInhibitor kompetitif & non kompetitif

b. Inhibitor b. Inhibitor IrreversibelIrreversibel Berikatan dengan sifat aktif enzim secara kuat Berikatan dengan sifat aktif enzim secara kuat

sehingga tidak dapat terlepas.sehingga tidak dapat terlepas. Enzim menjadi tidak aktif dan tidak dapat Enzim menjadi tidak aktif dan tidak dapat

kembali seperti semula (irreversibel)kembali seperti semula (irreversibel)

KatabolismeKatabolisme Yaitu reaksi penguraian senyawa yang Yaitu reaksi penguraian senyawa yang

kompleks menjadi senyawa yang lebih kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana dengan bantuan enzim.sederhana dengan bantuan enzim.

Menghasilkan energi.Menghasilkan energi. Contoh: respirasi ( yaitu proses Contoh: respirasi ( yaitu proses

penguraian bahan makanan yang penguraian bahan makanan yang menghasilkan energi)menghasilkan energi)

- Berdasarkan kebutuhan akan OBerdasarkan kebutuhan akan O22, respirasi , respirasi dibedakan menjadi:dibedakan menjadi:

1.1. Respirasi Respirasi aerobikaerobik,,- Menggunakan OMenggunakan O22 bebas untuk mendapatkan bebas untuk mendapatkan

energi.energi.

2.2. Respirasi Respirasi anaerobikanaerobik,,-- Tidak menggunakan OTidak menggunakan O22 bebas untuk bebas untuk

mendapatkan energi.mendapatkan energi.

1.1. Katabolisme karbohidratKatabolisme karbohidrat

- - Contohnya respirasi dengan glukosa Contohnya respirasi dengan glukosa sebagai bahan baku, yang diuraikan sebagai bahan baku, yang diuraikan menjadi COmenjadi CO22 dan H dan H22O serta O serta

menghasilkan energi.menghasilkan energi.a.a. Respirasi aerobikRespirasi aerobik

- Secara sederhana dituliskan:Secara sederhana dituliskan:

CC66HH1212OO66 + 6O + 6O22 6H 6H22O + 6COO + 6CO22 + 675 kkal + 675 kkal

1)1) GlikolisisGlikolisis- Yaitu peristiwa penguraian satu molekul glukosa Yaitu peristiwa penguraian satu molekul glukosa

menjadi asam piruvat, NADH dan ATP.menjadi asam piruvat, NADH dan ATP.- NADH (nikotinamida adenin dinukleotida NADH (nikotinamida adenin dinukleotida

hidrogen).hidrogen).- Berlangsung di dalam sitoplasma.Berlangsung di dalam sitoplasma.- Hasil akhir:Hasil akhir:

a.a. Atom molekul 6C (glukosa) berubah menjadi Atom molekul 6C (glukosa) berubah menjadi 3C (piruvat) sebanyak 2 mol,3C (piruvat) sebanyak 2 mol,

b.b. Energi total yang dihasilkan 4 ATP,Energi total yang dihasilkan 4 ATP,

c.c. Dua molekul NADH akan ditrasnfer ke rantai Dua molekul NADH akan ditrasnfer ke rantai transpor elektron.transpor elektron.

2) Siklus Krebs2) Siklus Krebs- Diambil dari nama Hans KrebsDiambil dari nama Hans Krebs- Berlangsung didalam mitokondriaBerlangsung didalam mitokondria- Mengubah asetil KoA menjadi asam sitrat.Mengubah asetil KoA menjadi asam sitrat.- Hasil akhir:Hasil akhir:

a.a. Piruvat berubah menjadi asetil KoA, Piruvat berubah menjadi asetil KoA, menghasilkan 2 mol NADH karena yang terlibat menghasilkan 2 mol NADH karena yang terlibat adalah 2 atom piruvat,adalah 2 atom piruvat,

b.b. Dihasilkan 1 FADHDihasilkan 1 FADH22 dan 4 NADH, dan 4 NADH,

c.c. Dihasilkan 1 ATP dan 3 gas CODihasilkan 1 ATP dan 3 gas CO22..

3) Transport Elektron3) Transport Elektron- Elektron dan HElektron dan H++ dari NADH dan FADH dari NADH dan FADH22

dibawa dari substrat satu ke substrat yang dibawa dari substrat satu ke substrat yang lain.lain.

- Hasil akhir:Hasil akhir:

a.a. Dihasilkan 30 ATP dari 10 NADH + 50Dihasilkan 30 ATP dari 10 NADH + 50

b.b. Dihasilkan 4 ATP dari 2 FAD + ODihasilkan 4 ATP dari 2 FAD + O22

Gambar. Gambar. Proses respirasi aerobikProses respirasi aerobik

b. Respirasi Anaerobikb. Respirasi Anaerobik- Adalah reaksi pemecahan karbohidrat untuk Adalah reaksi pemecahan karbohidrat untuk

mendapatkan energi tanpa menggunakan Omendapatkan energi tanpa menggunakan O22..

- Terjadi pada:Terjadi pada:1)1) Jaringan yang kekurangan OJaringan yang kekurangan O22,,

2)2) Akar tumbuhan yang terendam air,Akar tumbuhan yang terendam air,3)3) Biji tebal yang sulit ditembus OBiji tebal yang sulit ditembus O22,,

4)4) Sel ragi dan bakteri anaerobik.Sel ragi dan bakteri anaerobik.

- Persamaan sederhananya:Persamaan sederhananya:

CC66HH1212OO66 2C 2C22HH55OH + 2COOH + 2CO22 + 21 kkal + 21 kkal

- Repirasi anaerobikRepirasi anaerobik itu: itu:a)a) Tidak memerlukan OTidak memerlukan O22,,

b)b) Menggunakan asam piruvat atau Menggunakan asam piruvat atau asetaldehida sebagai pengikat H,asetaldehida sebagai pengikat H,

c)c) Menghasilkan asam laktat atau alkohol,Menghasilkan asam laktat atau alkohol,

d)d) Hanya menghasilkan 2 molekul ATP atau Hanya menghasilkan 2 molekul ATP atau energi sebesar 21 kakl,energi sebesar 21 kakl,

e)e) Tahapan reaksi lebih sederhana.Tahapan reaksi lebih sederhana.

c. Fermentasic. Fermentasi- Termasuk respirasi anaerobikTermasuk respirasi anaerobik- Sering kali diistilahkan proses penguraian zat Sering kali diistilahkan proses penguraian zat

oleh mikroorganisme pengurai menggunakan oleh mikroorganisme pengurai menggunakan enzim-enzim yang ada di dalam sel.enzim-enzim yang ada di dalam sel.

- Fermentasi sebagai perubahan enzimatik dari Fermentasi sebagai perubahan enzimatik dari substansi organik oleh mikroorganisme untuk substansi organik oleh mikroorganisme untuk menghasilkan produk-produk organik yang menghasilkan produk-produk organik yang lebih sederhana.lebih sederhana.

Repirasi selulerRepirasi seluler FermentasiFermentasi

AlkoholAlkohol Asam laktatAsam laktat

GlukosaGlukosa

Asam piruvatAsam piruvat

OO22

COCO22

Air + 36 ATPAir + 36 ATP

GlukosaGlukosa

Asam piruvatAsam piruvat

COCO22

Alkohol + 2 ATPAlkohol + 2 ATP

GlukosaGlukosa

Asam piruvatAsam piruvat

Asam laktat + Asam laktat + 2ATP2ATP

2. Katabolisme Lemak2. Katabolisme Lemak- Rekasi sederhananya:Rekasi sederhananya:

Trigliserida + 3HTrigliserida + 3H22O ---O --- gliserol + 3 asam lemak gliserol + 3 asam lemaklipase

3. Katabolisme Protein3. Katabolisme Protein- Protein diuraikan menjadi asam amino.Protein diuraikan menjadi asam amino.- Asam amino diubah menjadi asam Asam amino diubah menjadi asam

piruvat dan asetil KoA.piruvat dan asetil KoA.- Gugus amino yang dilepas dari asam Gugus amino yang dilepas dari asam

amino dibawa ke hati untuk diubah amino dibawa ke hati untuk diubah menjadi amonia (NHmenjadi amonia (NH33) dan dibuang lewat ) dan dibuang lewat

urin.urin.

AnabolismeAnabolisme- Adalah reaksi penyusunan zat yang berlangsung Adalah reaksi penyusunan zat yang berlangsung

di dalam sel.di dalam sel.- Macamnya:Macamnya:

1. Anabolisme karbohidrat1. Anabolisme karbohidrat- Dibedakan menjadi:Dibedakan menjadi:

a.a. FotosintesisFotosintesis- Yaitu peristiwa penyusunan zat organik Yaitu peristiwa penyusunan zat organik

dari zat anorganik dengan pertolongan dari zat anorganik dengan pertolongan energi cahaya.energi cahaya.

- Asimilasi karbon karena bahan baku yang Asimilasi karbon karena bahan baku yang digunakan COdigunakan CO22

Proses fotosintesisProses fotosintesis- Bertujuan memecah gula menjadi COBertujuan memecah gula menjadi CO22, H, H22O, dan O, dan

energi.energi.- Terjadi di dalam kloroplas.Terjadi di dalam kloroplas.- Reaksi sederhananya:Reaksi sederhananya:

6CO6CO22 + 12H + 12H22O O C C66HH1212OO66 + 6O + 6O22 + 6H + 6H22OO

Cahaya matahari

Klorofil

2. Anabolisme Lemak2. Anabolisme Lemak Disebut juga lipogenesis, yang terjadi di dalam Disebut juga lipogenesis, yang terjadi di dalam

sitoplasma yang memiliki enzim kompleks, yaitu sitoplasma yang memiliki enzim kompleks, yaitu asam lemak sitetase.asam lemak sitetase.

Lemak dapat disintesis dari protein dan karbohidrat.Lemak dapat disintesis dari protein dan karbohidrat. Lemak tersusun dari asam lemak dan gliserol.Lemak tersusun dari asam lemak dan gliserol. Asam lemak terbentuk dari Asetil KoA.Asam lemak terbentuk dari Asetil KoA. Sintesis lemak berlangsung di retikulum endoplasma.Sintesis lemak berlangsung di retikulum endoplasma.

3. Anabolisme Protein3. Anabolisme Protein Protein tersusun atas senyawa asam amino.Protein tersusun atas senyawa asam amino. Penyusunan gugus amino (-NHPenyusunan gugus amino (-NH22) pada suatu ) pada suatu

substrat disebut aminasi.substrat disebut aminasi. Ada 2 cara sintesis protein, yaitu:Ada 2 cara sintesis protein, yaitu:

a.a. Reaksi aminasi reduksi,Reaksi aminasi reduksi,

b.b. Reaksi transaminasi.Reaksi transaminasi.

TERIMA KASIHTERIMA KASIH