bioenergetika dan metabolisme

Helmin Elyani

ENTROPIderajat ketidak teraturan/keteracakan Adalah energi dalam keadaan acak atau tidak teratur. energi yang “ tidak berguna “.

ENERGI YANG BERMANFAAT ada dua, yaitu :- Energi bebas : Jenis energi yang dapat melakukan

kerja pada Suhu dan tekanan tetap.- Energi panas : Jenis energi yang dapat melakukan

kerja hanya melalui suatu perubahan suhu atau

tekanan.

G = G = H – T.H – T.SS

Jika tanda G negatif, reaksi berlangsung spontan dengan kehilangan energi bebas.Dengan kata lain reaksi ini bersifat

EKSERGONIK

Sebaliknya, jika G positif, reaksi berlangsung hanya

kalau dapat diperoleh energi bebas.Dengan kata lain reaksi ini bersifat

ENDERGONIK

Jika G adalah nol, sistem tersebut berada dalam

keseimbangan dan tidak ada perubahan netto yang terjadi.

Perubahan energi bebas ( G ) :Dalam setiap proses kimia atau fisik yang berjalan spontan, energi bebas dari sistem reaksi selalu menurun, artinya G bertanda negatif.

Energi bebas baku atau Go

adalah : Perbedaan diantara kandungan energi –bebas

pereaksi, dan energi bebas produk pada keadaan baku

(standar) yaitu pada suhu 25oC ( 298 K ); tekanan 1,0 atm; dan pereaksi serta produk berada pada konsentrasi baku 1,0 M.

ENERGETIKA DAN KELANGSUNGAN SUATU

PROSES

Suatu proses tertentu , apakah dapat

berlangsung secara spontan atau tidak,

tergantung pada perbedaan potensial keadaan

awal dan akhir, apakah positif atau negatif.

Di mana : ( ΔP = P2 – P1 )

Proses EKSERGONIKBila P2 lebih kecil P1, maka DP negatif, dan proses berlangsung spontan, serta menghasilkan kerja.

Proses ENDERGONIKΔP (P3 lebih besar dari P1)= lebih besar dari 0. Proses semacam ini berlangsung

tidak spontan

Proses KESEIMBANGANBila tidak terdapat perbedaan potensial, sistem berada dalam keadaan keseimbangan.

PROSES YANG TERANGKAI DAPAT BERLANGSUNG SPONTANPROSES ENDERGONIK BERLANGSUNG LEWAT PERANGKAIAN DENGAN PROSES

EKSERGONIK

1. Proses sangat penting / vital – misalnya, berbagai reaksi sintesis, kontraksi muskuler, hantaran impuls saraf dan transportasi aktif mendapatkan energi lewat perangkaian (coupling) atau pembentukan hubungan kimiawi dengan reaksi oksidatif.

Dalam bentuk yang paling sederhana, tipe perangkaian seperti disebut di atas dapat digambarkan seperti dalam gambar berikut

2. Sebagian reaksi eksergonik dan endergonik dalam sistem biologik dirangkaikan dengan cara sebagai berikut :

A + C I B + D Melalui zat antara ( I ) yang ikut mengambil

bagian dalam kedua reaksi Atau dalam reaksi dehidrogenasi (senyawa-antara pembawa dirangkaikan dengan reaksi hidrogenasi)

3. Metode alternatif lainnya untuk merangkaikan proses eksergonik dengan endergonik adalah mensintesis senyawa dengan potensial energi tinggi dalam reaksi eksergonik dan menyatukan senyawa baru ini ke dalam reaksi endergonik

Dalam sel hidup, senyawa pembawa atau senyawa antara energi tinggi yang utama ( diberi tanda ~E ) adalah adenosin trifosfat ( ATP )

P

P

kinase

kinase

Tidak semua sel punya kinase, ATP dapat perantara / memindahkan gugus fosfat kepada berbagai molekul penerima untuk menghasilkan senyawa fosfat berenergi rendah.

Pada tahun 1941, Fritz Lipmann mengajukan suatu konsep umum bahwa ATP adalah pembawa energi kimia utama dan universal di dalam sel. Hal tersebut dapat dilihat dalam gambaran siklus ATP sebagai berikut :

SIKLUS ATP : CO2 ATP Oksidasi molekul Biosintesis Transport Kontraksi Pemindahan informasi Bahan bakar ( kerja kimia ) aktif otot ( kerja genetik Penghasil energi ( kerja mekanik ) Osmotik ) O2 ADP + Pi

AMP dapat kembali ke siklus ATP melalui kerja enzim yang ada pada semua sel hewan yaitu adenilat kinase, yang mengkatalisis fosforilasi dapat balik AMP menghasilkan ADP :

ADP yang dibentuk sekarang dapat terfosforilasi kembali menjadi ATP.

Adenilat kinase memiliki fungsi penting lainnya. Jika enzim ini bekerja dengan arah sebaliknya

Pada otot yang berkontraksi, adenilat kinase membiarkan penggunaan kedua gugus fosfat g dan b pada ATP sebagai sumber energi. Sebagai akibatnya, adenilat kinase yang bekerja pada ADP dapat membantumenghasilkan fosfokreatin sebagai sumber ATP selama kontraksi otot.

Otot ATP Kreatin Dalam Keadaan Relaks Kreatin kinase Otot Berkontraksi ADP Fosfokreatin Pi

3 fase transformasi energi1. Pembentukan energi dari

oksidasi bahan bakar

2. Perubahan energi ini menjadi ikatan fosfat berenergi tinggi (ATP)

3. Penggunaan energi pada ikatan fosfat ATP untuk menjalankan proses yang memerlukan energi

ATP juga dapat terbentuk tanpa adanya O2 molekuler. Satu – satunya jalur metabolisme bahan bakar yang dapat menghasilkan ATP tanpa oksigen adalah : GLIKOLISIS ANAEROBIK.

Overview metabolisme lemak

Overview metabolisme protein