oksidasi biologi - diana

Upload: diana-fitri

Post on 18-Jul-2015

1.416 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

OKSIDASI BIOLOGI

YULIA RAMADIANA

LEARNING OBJECTIVE MENGETAHUI PRINSIP PROSES OKSIDASI MENGETAHUI PERANAN ENZYM, KOENZYM & LOGAM DALAM OKSIDASI BIOLOGI MENGETAHUI PROSES TRANSFER ELEKTRON DALAM SEL MENGETAHUI HUBUNGAN RANTAI PERNAFASAN DENGAN SENYAWA FOSFAT BERENERGI TINGGI MENGETAHUI PROSES OKSIDASI HYDRON (H) DALAM MITOKONDRIA MENGETAHUI STRUKTUR DAN FUNGSI MITOKONDRIA MENGETAHUI PROSES TRANSFER DI MIKROSOM MENGETAHUI PROSES OKSIDASI REDUKSI DI SEL DARAH MERAH

BIOENERGETIK / METABOLISME ENERGI

Adalah ilmu yang mempelajari energi yang bersangkut paut dengan kehidup an, diantaranya : * Memperoleh energi. * Penangkapan energi. * Pemanfaatan energi. * Perubahan selama metabolisme.

HEWAN MANUSIA TUMBUHANBUTUH ENERGI AKTIVITAS FISIOLOGIS : MENYUSUN JARINGAN PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANG BIAKAN TRANSPORT AKTIV

Hukum Termodinamika : Energi mempunyai sifat kekal. Manusia tidak mampu menciptakan energi , tetapi hanya mampu menangkap dan merubah jenis energi yang satu menjadi jenis yang lain.CO2 + H2O ( an Organik ) C6H12O6 ( Organik ) Makhluk berkhloroplas

Foton energi kimia

OKSIDASI BIOLOGI Seny. organik Energi Energi Kimia Kepentingan fisiologis

Makhluk tidak berkhloroplas

OKSIDASI BIOLOGI Seny. organik Energi Energi Kimia Kepentingan fisiologis

Makhluk tidak berkhloroplas

Transformasi energi dan kopel

Makhluk hidup IsotermisPenangkapan dan perubahan energi tidak langsung, tetapi bertahap dengan menggunakan mediator, tidak mempengaruhi suhu tubuh.

Transformasi energi dan kopel

Proses yang menghasilkan energi dihubungkan /kopel dengan proses yang membutuhkan

Konsep enersi bebas :Yang dimaksud energi bebas adalah G = Bagian perubahan energi yang dapat dimanfaatkan kepentingan fisiologis makhluk hidup. G (-) Membebaskan energi Eksergonik. G (+) Memerlukan energi Endergonik.

EKSERGONIK Glikolisis Oksidasi S.A.S/TCA cycle Oksidasi biologi Oksidasi respirasi

Kopel

ENDERGONIK Sintesis Transport aktiv Konduksi syaraf Kontraksi otot

E

Sumber energi mediator Pemakai energi Katabolisme Anabolisme Keluar enersi Perlu enersi G negatif G positif

PERANAN SENYAWA FOSFAT BERENERSI TINGGI

ENERGI BEBAS DALAM TUBUH, UMUMNYA SENYAWA OSFAT BERENERSI TINGGI.

PENYIMPAN, PENGEMBAN EKSERGONIK ENDERGONIK AKTIVITAS FISIOLOGI

CONTOH : SENYAWA FOSFAT BERENERGI TINGGI ( FOSFAGEN ) ANTARA LAIN : - ATP ( ADENOSIN TRIFOSFAT ) - GTP ( GUANOSIN TRIFOSFAT ) - CTP ( CITOSIN TRIFOSFAT ) - UTP ( URASIL TRIFOSFAT ) - TTP ( TIMIN TRIFOSFAT ) - ITP ( IRIDIN TRIFOSFAT )

SIKLUS ATPOksidasi fosforilasiFosfo Enol Piruvat 1.3 Difosfo Gliserat

Suksinil KoA

PKreatin ATP ADP

Kreatin P

P Kepentingan Fisiologis

Sintesa ATP ( terjadinya ATP ) : 1. Tingkat Substrat : Contoh : Suksinil KoA Suksinat 2. Tingkat Oks respirasi / Oks fosforilasi : Contoh : Keto glutarat Suksinil KoA 3. Tingkat Foto fosforilasi Contoh : CO2 + H2O C6H12O6 ( pada tumbuhan )

KARBOHIDRAT

PROTEIN Asetil-KoA

LEMAK

Oksalo asetat

sitrat

S.A.SMalatFumarat NAD 2H 2H 2H

Sis Akonitat Iso sitrat Ketoglutarat

Suksinat2H

Suksinil-KoA

P

Fp Q Sit.b Sit.c

PP P

O2

Sit.aa3 H2O

Oksidasi Biologi = Oksidasi Respirasi :Oksidasi Pelepasan elektron Reduksi Penangkapan elektron RedoksOksidasi biologi : Oksidasi yang terjadi didalam tubuh makhluk hidup. Dengan tujuan membebaskan energi yang nantinya dibutuhkan untuk kepentingan fisiologis makhluk hidup

OKSIDASI BIOLOGI :

1. Suasana Aerob : - Disebut juga Oksidasi Respirasi - Didalam mitokondria. - Enersi yang dihasilkan banyak - Contoh : keto glutarat Suksinil KoA 2. Suasana Anaerob : - Terjadi diluar mitokondria - Enersi yang dihasilkan sedikit - Contoh : Suksinil KoA Suksinat 1,3 Difosfo gliserat 3 Posfogliserat

PRINSIP OKSIDASI RESPIRASI :Senyawa H+ + e- + O2 OO- + H+ H2O e-

Selama e- bergerak estafet pada rantai respirasi menuju O2, akan terlepas energi listrik /energi bebas yang pada tempat-tempat tertentu energi potensialnya mampu membang kitkan generator ATP dari rangkaian oksidasi fosforilasi.

RANTAI RESPIRASI :Definisi RP : Rangkaian katalisator yang mengumpulkan, mengangkut ekivalen pereduksi dan mengarahkannya pada reaksi akhir dengan O2 membentuk air

Terjadi di Mitokondria (membran dalam)

STRUKTUR DAN FUNGSI MITOCHONDRIA

BENTUK ELIPS dengan diameter 0,5 m dan panjang 0,5 1,0 m.sebagai pabrik energi sel yang menghasilkan energi dalam bentuk ATP

METABOLISME KARBOHIDRAT MENGHASILKAN 30 ATP SETIAP MOLEKUL GLUKOSA YANG DIOKSIDASI DAN 2 ATP PROSES GLIKOLISIS

TEMPAT -TEMPAT YANG MENGHASILKAN ENERGI DALAM RANGKAIAN OKSIDASI RESPIRASI ELEKTRON MENGALIR DARI AWAL SAMPAI KE OKSIGEN PADA RANGKAIAN OKSIDASI RESPIRASI, TIDAK SEMUA TEMPAT MAMPU MENGGERAK KAN GENERATOR ATP PADA OKSIDASI FOSFORILASI . ADA 3 TEMPAT YANG MAMPU MENGGERAKKAN GENERATOR ATP YAITU : 1. ANTARA 2 FLAVOPROTEIN 2. ANTARA SIT.b DAN SIT. c1 3. ANTARA SIT.a DAN SIT. a3NAD FP CoQ Sit.b Sit.c1 Sit.c Sit.a Sit.a3 O2

KOMPONEN RANTAI PERNAPASANPROLIN GLUTAMAT MALAT PIRUVAT ISOSITRAT FAD ATP Q FAD ASIL-KoA SARKOSIN DIMETIL GLISIN ATP Sit b c1 KOLIN SUKSINAT

LIPOAT

NAD

FMNFAD

c

ATP a aa3

O2

-KETOGLUTARAT

GLISEROL 3-P

KOMPONEN RANTAI PERNAPASANPEMBENTUKAN ENERGI: 1. KOENZIM NAD 3 ATP 2. KOENZIM FAD 2 ATP 3. KOENZIM GDP 1 ATP

Enzim yang bekerja pada oksidasi biologi termasuk dalam kelas oksido-reduktase yang terbagi dalam 5 subkelas diantaranya : 1. Oksidase : enz.melepaskan hidrogen Akseptornya oksigen Produk akhir H2OContoh : - Sitokrom oksidase - Phenolase - Laccase - Asam askorbat oksidase - Urikase - Monoamin Oksidase ( M.A.O ) AH2 A O2OKSIDASE AH2 A O2

H2O

OKSIDASE H 2 O2

2. Aerobik dehidrogenase : produk H2O2 Contoh : - D-asam amino dehidrogenase - L-asam amino dehidrogenase - Xantin dehidrogenase - Aldehid dehidrogenase 3. Anaerobik dehidrogenase : 3.1. Mentransfer hidrogen dari substrat menuju reaksi redoks ( bukan rantai respirasi. Contoh : - Gliseraldehid-3P dehidro genase - Laktat dehidrogenase

3.2. Menjadi komponen utama dari rantai respirasi ( sebagai pengemban elektron) Berdasarkan Koenzimnya dibagi menjadi 3.2.1. Dependent terhadap NAD/NADP Contoh : Enzim-enzim pada jalur glikolisis, SAS, HMP, sinte sa asam lemak ekstramito kondria. 3.2.2. Dependent terhadap FMN/FAD Contoh : Enzim-enzim pada jalur SAS, oksidasi

3.2.3. Dependent terhadap sitokrom Contoh : - Enzim pada rangkaian oksidasi respirasi.4. Hidroperoksidase Contoh : - Peroksidase, Katalase 5. Oksigenase Contoh :- Dioksigenase/Oksigen transferase /True oksigenase. - Monooksigenase/Hidroksilase /Mixed function oksidase

OKSIDASI FOSFORILASIPrinsip teori kemoosmotik1. RP tersusun menjadi tiga kompleks yang terentang melintasi membran dalam mitokondria & memiliki susunan vektorial dalam membran 2. Membran dalam mitokondria bersifat impermeabel terhadap proton 3. Potensial elektrokimia sintesis ATP

OLIGOMISIN

2H+

ATP sintetase

F0

F1

OKSIDASI RESPIRASIADP + Pi ATP + H2O

LUAR

e e

2H+

E

2H+

DALAM

MEMBRAN KOPLING

MITOKONDRIAELEKTRO-KEMO GRADIEN: DILUAR MUATAN > POSITIPDAN pH > RENDAH/ASAM.

PENGENDALIAN OKSIDASI RESPIRASI :

Tergantung pada : 1. Perbandingan antara NADH/NAD+ NADPH/NADP+, FADH/FAD+ 2. Tersedianya oksigen sebagai penerima elektron terakhir. 3. Tersedianya ADP dan Pi atau perbandingan antara ATP/ADP ( dan Pi )

INHIBITOR PADA OKSIDASI RESPIRASI DAN OKS.FOSOFORILASI1.INHIBITOR PADA RANGKAIAN OKS.RESPIRASI :

LIPOAT

NAD

FMN (-) I

Q

Sit b (-) II

c1

c

a (-) III

aa3

O2

A.BEKERJA ANTARA FMN DAN SIT.Q,YAITU: @ Pierecidin A @ Gol.Barbiturat @ Rotenon ( racun ikan ) @ Steroids dan MercuriB.BEKERJA ANTARA SIT.b DAN SIT.c,YAITU: @ Dimercaprol , Antimycin A

FAD

C. BEKERJA ANTARA SIT.A DAN SIT.A3,YAITU : H2S , Co dan CN-

2. INHIBITOR RANGK.OKSIDASI FOSFORILASI YAITU : Oligomycin, Dinitrophenol, Atractyloside 3. INHIBITOR KOPEL ANTARA OKS.RESPIRASI DGN OKSIDASI FOSFORILASI YAITU : 2,4 dinitrophenol, m-chlorocarbonyl cyanide, phenylhydrazon.

Malonat

SuksinatPierisidin A Amobarbital Rotenon Steroid Merkuri

FpKarboksin

Dimerkaprol Antimisin A

H 2S CO CN-

Sub

NAD

Fp

Q

Sit.b

Sit.c1

Sit.c

Sit.a.a3

O2

2,4 Dinitrofenol Hormon tiroksinOksidasi fosforilasi Oksidasi fosforilasi Oksidasi fosforilasi

Oligomisin, Dinitrofenol, Atraktilosid

TERIMA KASIH