Metabolisme“segala proses reaksi yang terjadi di

dalam makhluk hidup mulai dari makhluk hidup bersel satu sampai yang

paling kompleks (manusia) untuk mendapat, mengubah , dan memakai

senyawa kimia di sekitar untuk mempertahankan kelangsungan hidup”

Metabolisme Dalam organisme terjadi banyak reaksi kimia

yang teratur dan terkontrol Metabolisme dibagi menjadi anabolisme dan

katabolisme Metabolisme perantara:

Menggabungkan semua reaksi pembentukan dan penyimpanan dan penggunaan energi untuk pembentukan molekul kecil dan molekul penyimpang energi

Metabolisme energi: Bagian metabolisme perantara yang berisi jalur

pembentukan dan penyipanan energi Jalur pusat:

Jalur utama yang sama untuk hampir semua organisme (oksidasi)

Polimer : Protein, Asam Nukleat,

Polisakarida, Lipid

Monomer : Asam amino, Nukleotida, Monosakarida,

Asam lemak, Gliserol

Metabolit intermediet : Piruvat, Asetil CoA,

Intermediat suklus TCA

EnergiEnergi

Molekul sederhana : H2O,

CO2, NH3

KATABOLISMEANABOLISME

Metabolisme Hampir semua organisme menggunakan molekul

organik sebagi sumber energi dan biosintesis Autotrof

Mampu membuat molekul organik dari anorganik

Heterotrof “Feeding on others”

Aerobik: organisme tergantung pada respirasi Anaerob: mampu melakukan metabolisme energi

tanpa adnaya oksigen

Metabolisme Perantara

Perbedaan jalur biosintesis & degradasi Merupakan kebalikan satu sama lain Menggunakan intermediet atau reaksi

yang sama Terjadi ditempat berbeda:

Oksidasi asam lemak di mitokondria Sintesis asam lemak di sitoplasma

Pengendalian: mis level ATP

Aspek bioenergetik Oksidasi biologis melibatkan tranfer

elektron dengan oksigen sebagai akseptor terakhir (proses koupling)

Melibatkan penangkapan energi bebas menjadi energi kimia (ATP)

Agen pembawa elektron (NAD+) membawan elektron ke respirasi untuk ditangkap oksigen

Aspek bioenergetika Semakin tereduksi suatu metabolit semakin

banyak energi yang diberikan dalam oksidasi

RQ:jumlah mol CO2 yang dihasilkan tiap konsumsi per mol O2 (respiratory quotient)

Semakin tinggi RQ maka semakin teoksidasi suatu metabolit

NADPH pembawa elektron yang digunakan untuk proses biosintesis

C6H12O6 + 6O2

C16H32O2 + 23O2

6CO2 + 6H2O + Go' = -3,74 kcal/g

16CO2 + 16H2O +Go' = -9,74 kcal/g

Review this ATP molecule Berikan alasan

mengapa molekul ATP digunakan sebagai molekul penyimpan energi kimia dalam proses metabolisme1. Kestabilan resonansi 2. Tolakan elektron3. Pengaruh hidrasi4. Tautomeri

Daur ATPHidrolisis ATPATP+ HOH ======== ADP + PiGo = (GoADP +GoPi) – (GoATP + GoHOH)

[ADP] [Pi]G = Go + RT ln

[ATP] [HOH]Setimbang :

[ADP] [Pi] Go = - RT ln = RT ln Keq

[ATP] [HOH]Penentuan Go heksokinase(1) ATP + Glukosa =======ADP + Glukosa-6-fosfat

glukosa-6-fosfokinase(2) Glukosa-6-fosfat + H2O ================ Glukosa + P

Keq 1 = 661 (Go = - 4,0 kkal/mol), Keq 2 = 171 (Go = - 3,3 kkal/mol), GoATP = -4,0 + (-3,3) = - 7,3 kkal/mol.ADP + H2O ===== AMP + Pi Go = -7,3 kkal/molAMP + H2O =====Adenosin + Pi Go = -3,4 kkal/mol

Energi bebas baku (Go ) berbagai senyawa fosfat

Nama senyawa Go (kkal/mol)

Fosfoenolpiruvat 3-Fosfogliseroilfosfat Fosfokreatin Asetil fosfat Fosfoargini ATP Glukosa-1-fosfat Fruktosa-1-fosfat Glukosa-6-fosfat Gliserol-1-fosfat

- 14,8 - 11,8 - 10,3 - 10,1 - 7,7 - 7,3 - 5

- 3,8 - 3,3 - 2,2

Sistem ATP-ADP-AMP [ADP] + 2[ATP]

Muatan energi = 1/2 [AMP] + [ADP] + [ATP]

keadaan penuh muatan energi sama dengan 1

Sistem NAD(P)+

Daur NAD/NADH atau NADP/NADPH.

Zat (bentuk reduksi)

katabolisme

NAD, atau NADP(bentuk oksidasi)

NADH, atau NADPH(bentuk reduksi)

Anabolisme (reaksi biosintesis reduksi)

Hasil akhir (bentuk reduksi)

Zat pemula (bentuk reduksi)

Zat (bentuk oksidasi)

Jalur utama metabolisme energi Glikolisis, oksidasi asam lemak Siklus asam sitrat Transport elektron dan fosforilasi oksidatif Glukoneogenesis Fotosintesis

Mekanisme kontrol metabolisme Kontrol pada level enzim

Level enzim berubah tergantung kebutuhan metabolit Ada induksi ada represi

Kontrol pada aktivitas enzim Modifikasi sisi aktif (mis fosforilasi)

Kompartementasi Pada eukariot terdapat pembagian tugas sel sehingga

lebih efisien

Regulasi hormonal Pesan dari luar sel diteruskan dengan perubahan

metabolisme dalam sel (transduksi sinyal)

Level Enzim

Modifikasi sisi aktif enzim

Kompartementasi

Kompartementasi

Hormonal

Transduksi sinyal

How to study metabolism? Tujuan studi metabolisme:

Identifikasi substrat, produk, stoikiometri semua reaksi Pengendalian laju reaksi tertentu di jaringan/organ Fungsi fisiologis suatu reaksi

Level studi Organisme utuh

Feeding substrat berlabel-analisis metabolit di liver (NMR) Glucose tolerance test

Organ terisolasi Sel utuh: tissue culture technology Sistem sel bebas: untuk metabolit yang susah melewati

membran Komponen murni: organel, uji aktivitas enzim