MAKALAHBIOTEKNOLOGI DASAR

BIOSISTENSIS METABOLIT

DISUSUN OLEH :

KELOMPOK 8

SHERLY (H311 09 273)NURUL WAHYUNINGSIH (H311 09 274)NURHAJRAH (H311 09 275)ISNANINGSIH (H311 09 276)WIRA YULIADHA (H311 09 278)

JURUSAN KIMIAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS HASANUDDINMAKASSAR

2012

KATA PENGANTAR

Puji syukur kita panjatkan kepada Tuhan YME sehingga penyusunan

makalah ini dapat tersusun dengan baik. Dimana penyusunan makalah ini disusun

berdasarkan kemampuan yang dimiliki oleh siswa itu sendiri. Penulis

menyampaikan materi sederhana yang mudah dikuasai dan di pahami oleh semua

pihak.

Selain itu, dalam penyajian makalah ini dapat membantu setiap mahasiswa

dalam memahami materi dan juga dapat memperluas wawasan serta melatih

mahasiswa untuk dapat mengenal lebih terperinci mengenai biosistesis metabolit.

Kondisi demikian, kami menyadari bahwa penyusunan malakah ini masih

belum sempurna, sehingga kritik dan koreksi dari semua pihak untuk

penyempurnaannya tetap kami harapkan dan senantiasa akan kami terima dengan

tangan terbuka. Akhir kata kami ucapkan banyak terima kasih.

Makassar, Mei 2012

Penyusun

METABOLISME

Metabolisme (bahasa Yunani: metabolismos, perubahan) adalah semua

reaksi kimia yang terjadi di dalam organisme, termasuk yang terjadi di tingkat

selular.

Secara umum, metabolisme memiliki dua arah lintasan reaksi kimia organik,

katabolisme, yaitu reaksi yang mengurai molekul senyawa organik untuk

mendapatkan energi

anabolisme, yaitu reaksi yang merangkai senyawa organik dari molekul-molekul

tertentu, untuk diserap oleh sel tubuh.

Kedua arah lintasan metabolisme diperlukan setiap organisme untuk dapat

bertahan hidup. Arah lintasan metabolisme ditentukan oleh suatu senyawa yang

disebut sebagai hormon, dan dipercepat (dikatalisis) oleh enzim. Pada senyawa

organik, penentu arah reaksi kimia disebut promoter dan penentu percepatan

reaksi kimia disebut katalis.

Pada setiap arah metabolisme, reaksi kimiawi melibatkan sejumlah

substrat yang bereaksi dengan dikatalisis enzim pada jenjang-jenjang reaksi guna

menghasilkan senyawa intermediat, yang merupakan substrat pada jenjang reaksi

berikutnya. Keseluruhan pereaksi kimia yang terlibat pada suatu jenjang reaksi

disebut metabolom. Semua ini dipelajari pada suatu cabang ilmu biologi yang

disebut metabolomika.

Jalur biosintesis merupakan urutan pembentukan suatu metabolit dari

molekul yang paling sederhana hingga molekul yang paling kompleks.

Pengetahuan akan jalur biosintesis ini memungkinkan untuk melakukan

modifikasi dari jalur tersebut sehingga dapat diproduksi metabolit dalam jumlah

yang lebih banyak dan dalam waktu yang lebih singkat, mengetahui struktur

metabolit yang dihasilkan, kemudian dapat dilakukan sintesis untuk menghasilkan

derivatnya.

Jalur yang biasanya dilalui dalam pembentukan metabolit sekunder ada

tiga jalur, yaitu:

1. Jalur asam asetat,

2. Jalur asam sikimat, dan

3. Jalur asam mevalonat

Waktu penggunaan jalur biosintesis saat:

1. Rendahnya ekspresi dari gen-gen yang mengontrol tahap-tahap penting dari

jalur biosintesis

2. Untuk mendapatkan senyawa tertentu yang sangat dibutuhkan dalam suatu

obat. Dengan demikian dalam jalur biosintesis tanaman tersebut ditambahkan

suatu prekursor seperti menggunakan jalur biosintesis triptofan untuk

menyediakan prekursor terhadap sintesis hormon auksin (Indole-3-acetic acid/

IAA), fitoaleksin, glukosinolat, dan indole- serta anthranilat yang keduanya

merupakan derivat alkaloid

3. Alasan penggunaan jalur biosintesis adalah :

1. Bisa mengubah senyawa awal menjadi senyawa baru yang lebih

bermanfaat dengan pertolongan suspensi sel.

2. Berdasarkan biosintesis, metabolit sekunder dapat diumpankan dengan

prazat untuk menjadi produk yang lebih cepat dengan kultur suspensi sel.

Prazat dapat merangsang aktivitas enzim tertentu yang terlibat dalam jalur

biosintesis, sehingga dapat meningkatkan produksi metabolit sekunder.

Selain itu juga senyawa yang dikehendaki dapat ditingkatkan jumlahnya

dengan cara memanipulasi media maupun dengan penambahan senyawa

prekursor/prazat ,merangsang aktivitas enzim tertentu yang terlibat dalam

jalur biosintesis, sehingga dapat meningkatkan produksi metabolit

sekunder, contohnya penambahan skualen yang memberi pengaruh nyata

dalam meningkatkan kandungan azadirahtin di dalam sel sesuai dengan

penelitian yang dilakukan oleh Zakiah(2003). Mendapatkan metabolisme

sekunder yang merupakan bentuk diferensiasi dari sel-sel tanaman. Untuk

memperoleh kandungan metabolit sekunder yang lebih tinggi dari

induknya

METABOLIT PRIMER

Metabolit primer adalah satu grup reaksi yang saling berhubungan dalam

mikroorganisme yang berhubungan dengan pertumbuhan dan mempertahankan

hidup. Metabolit primer secara mendasar sama pada seluruh mahluk hidup yang

berhubungan dengan pelepasan energi dan sintesis makromolekul penting seperti

protein, asam nukleat, dan material sel lainnya. Ketika metabolisme primer

berhenti, maka organisme tersebut mati. Produk dari metabolisme primer

berhubungan dengan pertumbuhan dan produksi maksimal yang terjadi pada fase

logaritmik pada pertumbuhan dalam sistem kultur batch. Produk-produk katabolik

meliputi alkohol, asam laktat, butanol sedangkan produk anabolik seperti asam

amino, enzim dan asam nukleat. Protein sel tunggal dan khamir juga termasuk

dalam kategori tersebut.

Senyawa metabolisme primer merupakan senyawa yang dihasilkan oleh

makhluk hidup dan bersifat essensial bagi proses metabolisme sel tersebut.

Senyawa ini dikelompokkan menjadi 4 kelompok makromolekul yaitu

karbohidrat, protein, lipid,dan asam nukleat.

1. Karbohidrat

Karbohidrat merupakan kelompok makromolekul yang tersusun atas atom

C, H, dan O. kelompok ini sering disebut juga gula-gula hidrokarbon.

Berdasarkan jumlah monomer penusunnya, karbohidrat terbagi atas:

1. Monosakarida yang tersusun atas 1 monomer,

2. Disakarida yang tersusun atas 2 monomer,

3. Oligosakarida yang tersusun atas 3-10, dan

4. Polisakarida yang tersusun atas lebih dari 10 monomer.

2. Protein

Protein merupakan suatu senyawa makromolekul yang tersusun atas atom

C, H, O, N, dan S. Berdasarkan fungsinya protein dikelompokkan menjadi dua

kelompok besar, yaitu:

1. Protein fungsional yaitu kelompok Enzim, dan

2. Protein Struktural yaitu protein yang menyusun bagian struktural dari

dalam sel seperti protein integral dan protein perifer yang menyusun

bagian membran sel.

3. Lipid

Lemak merupakan golongan senyawa metabolit primer yang bersifat

hidrofobik. Senyawa ini dapat dibagi menjadi beberapa kelompok yaitu:

1. Lemak yang tersusun atas asam lemak dan gliserol,

2. Sterol yang merupakan penyusun membran sel makhluk hidup, dan

3. Kolesterol.

4. Asam Nukleat

Asam nukleat merupakan komponen yang terdiri atas atom C, H, O, dan P.

Biasanya asam nukleat terdiri atas 3 bagian yaitu gula ribosa, basa nitrogen, dan

fosfat. Berdasarkan fungsinya, asam nukleat dibagi menjadi 4 kelompok yaitu:

1. Sebagai komponen materi genetik, contohnya : DNA, RNA

2. Sebagai energi kimia, contohnya: ATP, GTP, UTP

3. Sebagai kofaktor, contohnya : NAD, FAD, Koenzim A

4. Sebagai komponen regulator, contohnya : cAMP, cGMP

Contoh metabolit primer yang dihasilkan oleh industri mikrobiologi:

Kelas Contoh

Alkohol Etanol

Asam AminoAsam glutamat, asam

aspartat

Nukleotida 5 'guanylic asam

Antioksidan Isoasorbic asam

Asam

OrganikAsam asetat, Asam laktat

Poliol Gliserin

Vitamin B 2

Salah satu proses di mana produknya dihasilkan selama fase pertumbuhan

primer mikroorganisme adalah fermentasi alkohol (etanol). Etanol merupakan

suatu produk metabolisme anaerobik dari ragi dan bakteri tertentu, dan dibentuk

sebagai bagian dari metabolisme energi. Karena pertumbuhan hanya terjadi jika

terjadi produksi energi, pembentukan etanol terjadi secara paralel dengan

pertumbuhan.

METABOLIT SEKUNDER

Metabolit sekunder adalah senyawa metabolit yang tidak esensial bagi

pertumbuhan organisme dan ditemukan dalam bentuk yang unik atau berbeda-

beda antara spesies yang satu dan lainnya.[1] Setiap organisme biasanya

menghasilkan senyawa metabolit sekunder yang berbeda-beda, bahkan mungkin

satu jenis senyawa metabolit sekunder hanya ditemukan pada satu spesies dalam

suatu kingdom.

1. Klasifikasi

Senyawa metabolit sekunder diklasifikasikan menjadi 3 kelompok utama, yaitu:

Terpenoid (Sebagian besar senyawa terpenoid mengandung karbon dan

hidrogen serta disintesis melalui jalur metabolisme asam mevalonat.)

Contohnya monoterpena, seskuiterepena, diterpena, triterpena, dan polimer

terpena.

Fenolik (Senyawa ini terbuat dari gula sederhana dan memiliki cincin

benzena, hidrogen, dan oksigen dalam struktur kimianya.) Contohnya asam

fenolat, kumarina, lignin, flavonoid, dan tanin.

Senyawa yang mengandung nitrogen. Contohnya alkaloid dan glukosinolat

2. Manfaat

Sebagian besar tanaman penghasil senyawa metabolit sekunder memanfaatkan

senyawa tersebut untuk mempertahankan diri dan berkompetisi dengan makhluk

hidup lain di sekitarnya. Tanaman dapat menghasilkan metabolit sekunder

(seperti: quinon, flavonoid, tanin, dll.) yang membuat tanaman lain tidak dapat

tumbuh di sekitarnya. Hal ini disebut sebagai alelopati. Berbagai senyawa

metabolit sekunder telah digunakan sebagai obat atau model untuk membuat obat

baru, contohnya adalah aspirin yang dibuat berdasarkan asam salisilat yang secara

alami terdapat pada tumbuhan tertentu. Manfaat lain dari metabolit sekunder

adalah sebagai pestisida dan insektisida, contohnya adalah rotenon dan rotenoid.

Beberapa metabolit sekunder lainnya yang telah digunakan dalam memproduksi

sabun, parfum, minyak herbal, pewarna, permen karet, dan plastik alami adalah

resin, antosianin, tanin, saponin, dan minyak volatile.

Beberapa contoh dari metabolit sekunder adalah:

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2011, Metabolit Primer, http://id.wikipedia.org/wiki/Metabolit_Primer,

diakses pada tanggal 16 April 2012 pukul 19.27 wita.

Anonim, 2012, Mikrobiologi Industri,

file.upi.edu/.../JUR.../BAB_XIII_MIKRO_INDUSTRI.pdf, diakses pada

tanggal 16 April 2012 pukul 19.55 wita.

Anonim, 2012, Siklus Metabolisma,

images.emise.multiply.multiplycontent.com/.../mikrobiologi%202.pdf,

diakses pada tanggal 16 April 2012 pukul 20.12 wita.

Riata, R., 2010, Jalur Biosintesis, ritariata.blogspot.com/2010/01/jalur-

biosintesis.html, diakses pada tanggal 16 April 2012 pukul 19.26 wita.

Dapus: http://id.wikipedia.org/wiki/Metabolit_sekunder

Dapus : http://id.wikipedia.org/wiki/Metabolisme