Kuliah Biokimia Kedokteran dan Farmasi Dr (Cand). dr. Syazili Mustofa, M. Biomed. Lektor mata kuliah Ilmu Biomedik Departemen Biokimia, Biologi Molekuler dan Fisiologi Fakultas Kedokteran Universitas Lampung
Kuliah Biokimia Kedokteran dan Farmasi
Dr (Cand). dr. Syazili Mustofa, M. Biomed. Lektor mata kuliah Ilmu Biomedik
Departemen Biokimia, Biologi Molekuler dan Fisiologi Fakultas Kedokteran Universitas Lampung
• Biomolekul atau molekul biologis adalah istilah yang digunakan secara longgar untuk menyebut molekul di dalam tubuh organisme yang berperan penting dalam satu proses biologis tertentu, seperti pembelahan sel, morfogenesis, atau perkembangan.
• juga disebut molekul biologis, • memiliki berbagai ukuran dan struktur • menjalankan berbagai fungsi.
Biomolekul terdiri dari : • Molekul
anorgani (Air, dan mineral)
• Molekul organik
Biomikromolekul Molekul-molekul organik yang umum ditemui dalam mahluk hidup apapun, umumnya dikelompokkan dalam 4 kelompok besar, yaitu
• Glukosa
• asam amino
• Lipid
• bahan buangan hasil metabolisme ex: urea (pada mahluk bersel banyak, mamalia), asam urat, bilirubin, & bahan absorbsi dari makanan ex: glukosa, asam amino, vitamin
Biomikromolekul
Biomikromolekul
• asam urat, bahan buangan yang berasal dari asam nukleat (purin); purin tidak bisa diuraikan secara sempurna menjadi CO2, H2O, NH3, sehingga purin hanya dioksidasi dan dikeluarkan sebagai asam urat (uric acid).
• asam empedu, berasal dari kolesterol dan dibuang dalam jumlah kecil sehingga mungkin terdeposit,
• Bilirubin, hasil pemecahan heme pada hemoglobin • bahan yang dipakai, baik yang disentesis sendiri maupun yang
berasal dari luar, yaitu glukosa, asam amino (asam amino essensial berasal dari absorpsi), lipid (asam lemak) dan vitamin
• senyawa biomikromolekul lain yang jumlah nya kecil, misalnya mediator growth hormon, second messenger (intrasel),
Biomakromolekul
Molekul organik (polymer) yang
berukuran besar & berperan secara
biologis.
Molekul berukuran besar (banyak
jumlahnya) sintetis tidak termasuk
biomakromolekul, karena tidak
berperan secara biologis, seperti
polystyrene (plastik), polyester (kain)
Biomakromolekul
Ada 4, yaitu protein, asam nukleat,
polisakarida, dan lipid membran
Protein, melaksanakan hampir seluruh fungsi kehidupan, kecuali mempertahankan sandi genetik
polisakarida, sangat berperan sebagai cadangan makanan dalam sel, pembentuk strukur membran, berperan sebagai jaringan dasar (ground substance) tempat melekatnya sel-sel satu sama lain pada mahluk multiseluler (fungsi pendukung);
lipid membran, melapisi seluruh permukaan membran sel
Air & Elektrolit
Senyawa yang paling banyak pada mahluk
tingkat organisme utuh maupun sel
hidup, baik pada
± 60-70% dari berat mahluk hidup mulai dari tingkat sel
sampai organisme utuh
Bahan-bahan terlarut dalam air, berukuran kecil, elektrolit
(elektro=berhubungan dengan muatan, lit=cairan) adalah
senyawa yang jika dilarutkan akan pecah menjadi bagian yang
bermuatan + dan -. Contoh : asam, basa, garam
AIR
Untuk memahami air, harus memahami juga peranan
ikatan kimia (dalam membentuk berbagai senyawa)
Senyawa yang paling stabil, tidak dapat mengalami
dekomposisi (penguraian) secara spontan, cepat atau
lambat jika dibiarkan (begitu saja), sangat inert, tidak
mudah bereaksi
Air sangat stabil, karena merupakan senyawa yang tingkat
energi bebasnya paling rendah
Elektrolit yang larut dalam air memiliki peranan (di dalam
sel) : Mempertahankan jumlah air supaya tidak berubah
AIR
Garam-garam monovalen, ex: garam kalium, natrium; sifatnya sangat higroskopis, sehingga keberadaaannya dalam suatu ruang ikut mempertahankan air dan dalam jumlah tertentu dapat
dan mempertahankan ekstrasel.
pH intrasel
Air
di dalam sel terjadi metabolisme, yang hasil akhirnya CO2
dan H2O; dimana hasil antara sebelumnya berupa asam
organik, bahkan pada kondisi tertentu, misal pada keadaan
hipoksia maka akan terbentuk hasil akhir yang berupa asam-
asam organik, ex:
produksi asam laktat meningkat pada keadaan hipoksia,
glukosa dalam konsisi anaerob, hasil metabolit antara nya
etanol( cuka (asam asetat). Jika asam organik ini dibiarkan,
maka dapat mengganggu fungsi biomakromolekul.
Untuk itu pH harus dipertahankan, baik intra sel maupun ekstra sel, dengan bantuan elektrolit. Dengan bantuan
asam-asam organik tadi (umumnya asam larutan buffer
Bekerja membantu fungsi biomikromolekul,
elektrolit (natrium, kalium), lemah) akan membentuk
yaitu oleh elektrolit tertentu terutama Ion-ion yang jumlahnya sangat kecil (mikronutrient). Ex: (1)
Ca, (2) Mg, (3) Zn, (4) Fe & Pb. (valensi > 1)
Kalsium
Sangat diperlukan dalam berbagai proses
biologis yang dilaksanakan oleh protein
tertentu. Contohnya Enzym, yang dalam
menjalankan fungsi biologisnya
memerlukan Ca, ex:
serangkaian eznym yang berperan pada
proses penggumpalan darah
(pembentukan fibrin, oleh rangkaian reaksi
yang dikatalisis oleh 11 enzym yang
bekerja berurutan & 2 faktor non enzym
yaitu ion kalsium).
proses kontraksi otot
impuls saraf, ke neuron
lain/efektor dengan bantuan
kalsium
sekresi sel kelenjar
& eksokrin dengan
kalsium
endokrin
bantuan
Magnesium Magnesium
Fungsi magnesium, berperan sebagai
kation yang akan berikatan dengan
nukleotida, ex ATP. Nukleotida yang
ada dalam sel tidak berada dalam
keadaan asam, tetapi berada dalam
bentuk garam magnesium.
Zinc Zinc
Sangat penting dalam menstabilkan protein-protein tertentu sehingga protein tersebut dapat
mengambil struktur 3 dimensi yang tepat untuk kemudian menjalankan
protein yang mengatur ekspresi gen, faktor transkripsi, yang jumlahnya
ekspresi gen-gen yang berbeda; berbagai faktor transkripsi ini memiliki
fungsi biologisnya. Ex:
banyak & mengatur
struktur 3D yang
sangat mirip, yaitu berbentuk 3 jari (3 fingers), yang dimungkinkan karena peptida yang
panjang td diikat
protein yang ada
dengan senyaw a
oleh Zn.
di permukaan sel (reseptor olfactorius & gustatorius), yang berinteraksi
yang bisa dipersepsi pada proses pengecapan dan penghiduan, memilki
bentuk yang rumit/kompleks yang distabilkan oleh Zn
ferum & cuprum
Ferum & cuprum
Mempunyai peranan yang penting pada
proses yang melibatkan transfer elektron,
proses oksidasi & reduksi
Zat-zat anorganik di atas, elektrolit & ion-ion yang ada
dalam jumlah kecil, memegang peranan yang sangat
penting dalam fungsi biologis, dapat diidentifikasi dan
diukur dan diliat peranannya dalam bentuk interaksi
secara kimia.
Atom
dari suatu materi
elektron The Rutherford-Bohr Model of an Atom
satuan terkecil dari suatu materi yang terdiri atas inti, yang biasanya mengandung proton (muatan+) dan neutron (netral), dan kulit yang berisi muatan negatif yaitu elektron (kecuali pd Hidrogen-1, yg tidak memiliki neutron) punya karekteristik tertentu, yaitu punya jumlah proton dan elektron yang sama (jika tdk sama disebut ion) Unsur adalah nama untuk kumpulan atom yang punya karakter yang sama Sekelompok atom yang memiliki jumlah proton yang sama pada intinya. Jumlah ini disebut sebagai nomor atom unsur.
Ex: semua atom yang memiliki 6 proton pada intinya adalah atom dari unsur kimia karbon, semua atom yang memiliki 92 proton pada intinya adalah atom unsur uranium.
Molekul Molekul adalah gabungan dari beberapa atom unsur, bisa dua atau lebih. Jika gabungan dari atom unsur yang sama jenisnya maka disebut Molekul Unsur, Contohnya: O2, H2, O3, S8 Jika gabungan dari atom unsur yang berbeda jenisnya maka disebut Molekul Senyawa, Contohnya: H2O, CO2, C2H5
Ion
Ion adalah atom yang bermuatan listrik, ion yang bermuatan listrik disebut kation ion yang bermuatan negatif disebut anion.
Sifat kimia senyawa ditentukan oleh elektron terluar dari senyawa Jumlah unsur 118 di tabel periodik, sebagian besar berada dalam bentuk senyawa kecuali atom murni, gas mulia Gas mulia adalah unsur-unsur golongan VIIIA (18) dalam tabel periodik. Disebut mulia karena unsur-unsur ini sangat stabil (sangat sukar bereaksi). Tidak ditemukan satupun senyawa alami dari gas mulia.
Menurut Lewis, kestabilan gas mulia tersebut disebabkan konfigurasi elektronnya yang terisi penuh, yaitu konfigurasi oktet (duplet untuk Helium). Helium, Neon, Argon, Kripton, Xenon, Radon Untuk memenuhi prinsip oktet tesebut, atom-atom harus bekerja sama, baik dengan sesama maupun dengan atom lain, kecuali gas mulia Prinsip oktet harus dipenuhi karena ketika terpenuhi, atom tersebut berada pada tingkat energi bebas yang paling rendah
Ikatan kovalen = ikatan yang terbentuk dari pemakaian elektron kulit terluar, yang dipakai bersama-sama oleh 2 atom yang berikatan, demi mencapai sistem dengan energi bebas terendah Karakteristik interaksi 2 atom yang sama & berbeda H2, O2, N2 (karena karakteristik atom-atom konstituennya sama, maka penggunaan elektron kulit terluar nya secara adil (ikatan kovalen
A l h a m d u l i l l a h