-
METABOLISME
Oleh:Siti Umniyatie
-
NUTRIENMakromolokul
mikromolokul
SEL(METABOLIME)
MASSASELENERGIENTROPIENTROPIGERAK
-
KONVERSIENERGIDALAMSEL
-
METABOLISME(fungi)merupakanseluruhreaksikhemisyangterjadididalamsel.
Meliputi:p Anabolisme:pembentukanmolokulkomplekyangmembutuhkan
energi.
K t b li k d k i l k lk l k k Katabolisme:merupakanprosesreduksimolokulkompleksyangakanmenghasilkanenergi.
PRODUKSIENERGI:PRODUKSIENERGI:Dimulaidaripembongkaranglukosayangdiikutioleh2jalurutamayaitu
:EMBDENMEYERHOF(EM)DANPHENTOSAPHOSPHAT(PP).Keduajalurtersebutmemiliki kesamaanyaitumenghasilkan
GLISERALDEHID PGLISERALDEHID3P.
Keduajalurtersebutmemilkiperbedaanfungsi: EM:merupakanjaluruntukmenghasilkanenergidanuntuk EM:merupakanjaluruntukmenghasilkanenergidanuntuk
menyediakanprekursoruntuksintesisbahanbahansel(anabolisme). PP:untukmenghasilkanprodukintermedieruntukmsintesisasam
nukleat(Robose5P)danuntuksintesisasamaminoaromatik(E it P)(Eritrose5P)
-
HUBUNGANANABOLISMEDENGANKATABOLISME
-
Jalurembdenmeyerhoff(HeksosaDiPospat/HDP
-
JALURPHENTOSAPHOSPHAT(HeksosaMnoPospat/HMP)
-
EmbdenmeyerhofdansiklusTriKarboksilaty EMBDENMEYERHOF(HEKSOSA y SIKLUSTRIKARBOKSILAT/TCAy EMBDENMEYERHOF(HEKSOSA
DIPHOSPHAT): Dimulaidenganpemecahanmol
gula(6C)yangakandifosforilasimenjadifruktose 1 6diPhosphat
y SIKLUSTRIKARBOKSILAT/TCA: MelaluisiklusTCAmolokulgula
seluruhnyadioksidasisecarasempurnamenjadi6molCO2.menjadifruktose1,6diPhosphat
yangmemerlukan2molokulATP. Fruktose1,6diPhosphat
selanjutnyaakandikonversikand l ( )
Komponennukleotid:(NAD+),(NADP+)dan(FAD+)akanmengalamireduksimenjadi(NADH),(NADPH)danFADH2menjadi2molasampiruvat(3C).
Padareaksiinidibentu4ATP.Reaksiiniterjadididalamsitosol.
Oksidasi2molasampiruvat(terjadi
( ), ( ) 2akandioksidasisecarakontinyumelaluitransporelektrondanoksigensebagaiaseptorterakhirnya(respirasiaerob).p ( j
didalammitokhondria)menjadi2molAsetilCoA.
AsetilCoA(2C)bereaksidenganoxaloasetat(4C)membentukasam
( esp as ae ob). Padaprosesinijugaakandihasilkan
energiATP. Sehinggaenergidapatberasaldari:
b k k l k l d oxaloasetat(4C)membentukasamsitrat(6C)yangselanjutnyadiubahmenjadioxalasetatmelaluireaksidalamsiklusTriKarboksilat(TCA=TriCaroxylicAcid)
pembongkranmakromolokul,dandarirantaitransportelektron.
=TriCaroxylicAcid).
-
SIKLUSTRIKARBOKSILAT(krebs)
-
JALURPHENTOSAPHOSPHAT(HeksosaMnoPospat/HMP)
-
SUBSTRATNONGLUKOSAy FUNGIDAPATTUMBUHPADASUBSTRATNONGLUKOSA:xylosa y FUNGIDAPATTUMBUHPADASUBSTRATNONGLUKOSA:xylosa,
asamasetat,asamaminodanasamlemak.
y PEMANFAATANSUMBERNONGLUKOSA:PEMANFAATANSUMBERNONGLUKOSA:
1. XYLOSA:merupakankomponenutamahemiselulosa.MelaluijalurPentosaPhosphatdapatdikonversikanMelaluijalurPentosaPhosphatdapatdikonversikanmenjadienergi.
2. ASAMASETAT:melaluireaksiOksalAsetatdenganAsetilC Ak b kA Si d l l i ikl TCACoAkanterbentukAsamSitratdanmelaluisiklusTCAakanmenghasilkanenergi12ATPdanberbagaiprekursor.
3. ASAMAMINO(GLUTAMAT):melaluiprosesdeaminasipmenjadi ketoglutaratmasukkesiklusTCAmenghasilkan9ATP.
4.ASAMLEMAK:dikonversimenjadiAsetylCoA(4.ASAMLEMAK:dikonversimenjadiAsetyl CoA(oksidase)masukkesiklusTCAakanmenghasilkanenergidanbeberapaprekursor.
-
GULASELALUDIBUTUHKANDALAMPROSESSINTESIS(ASAMNUKLEAT).
PROSESREGENERASIGULADENGANSUBSTRATNONGULADISEBUTDENGAN PROSESREGENERASIGULADENGANSUBSTRATNONGULADISEBUTDENGANGLUKONEOGENESIS.
Apabilatumbuhpd.substratasetat:ASETATakandikonversimenjadiasetilCoA.p p jAsetilCoA oksaloasetat(melaluilintasanpendekyangdisebutsiklusglioksilat)
Reaksipertamayangterjadiadalahpemecahan isositrat(6C) suksinat (4C) dan glioksilat(2C)(2C).
Glioksilat bereaksi dengan asetil-CoA malat yang selanjutnya terbentuk oksalasetat.
Oksalaset mengalami dekarboksilasi membentuk Phospho Enol Pyruvat (PEP).
PEP secara reversibel akan membentuk gula (selama lintasan EM/HDP berhenti).
Pembentukan gula terjadi dengan cara yang sama ,jika menggunakan substrat seperti : asam lemak, asam organik,asam amino, ethanol dsb.
-
Respirasipadafungi
y Respirasi merupakanprosespembentukanenergiyangy Respirasi:merupakanprosespembentukanenergiyangmenggunakanzatanorganiksebagaiaseptorelektron.
y RESPIRASIPADAFUNGI:
1. RESPIRASIAEROB:jikaoksigensebagaiaseptorelektron,siklusTCAberjalan.
2 FERMENTASI:jikatidaktersediaoksigensebagaiaseptor2. FERMENTASI:jikatidaktersediaoksigensebagaiaseptorelektronsehinggamenggunakanZATORGANIKsebagaiaseptorelektron.ENERGIBERSIHYANGDIHASILKANSANGATKECILHANYA2ATPDARIMASINGMASINGMOLOKULGULA.
3 RESPIRASIANAEROB:menggunakanzatanorganik3. RESPIRASIANAEROB:menggunakanzatanorganikselainoksigensebagaiaseptorelektron.
-
KATABOLISMEmerupakanprosespembongkaranMAKROMOLOKUL
-
CHITIN
y MerupakanHOMOPOLIMERdari1,4NacetylDglukosamindanmerupakanpolimerkeduaterbanyakdialamsetelahselulosa.y Khitinberbentukamorf,tidakberwarna,tidaklarutdalamair,asamencer,alkoholdansemuapelarutorganiklainnya,namundapatlarutdalamfluoroalkohol.namundapatlarutdalamfluoroalkohol.y Khitinpadajamurberbentukfibrilyangmemilikipanjangyangberbedabeda.S.Cerevisiaememilkipanjang60nmdanterdapatpadasekatprimerterdapatpadasekatprimer.y KhitinmerupakanpenyusundindingseljamurklasBasidiomycetes,Phycomycetes,Ascomycetesdanlichenes.y Biosintesiskhitin:terjadikarenapertumbuhanhifayangmerupakanpemanjangandindingprimerdankemudiandilanjutkandg.Sintesiskomponenkomponensel.
-
SINTESISDINDINGSEL
-
BIOSINTESISk l k l P l h Makromolokul Penyusun Jumlah,Macam
monomerAs Nukleat NukleotidaAs.Nukleata. RNAb. B.DNA
NukleotidaRibonukleatDeoksiribonukleat
44
Protein As.amino 20Polisakharida Monosakharida ~15L k A l kd 20Lemak As.lemakdan
gliserol~ 20
-
SINTESISBERBAGAIMACAMBAHANSEL
-
SINTESISKARBOHIDRAT
-
SINTESISKHITINy Fruktose,6PakandikonversikanmenjadiNAcetylGlukosamine(GlNac)denganpenambahanamine(darias.glutamat)danAcetyl(dariacetylCoA)glutamat)danAcetyl(dariacetylCoA).y SelanjutnyaGlNAcyangakanbereaksidenganUTP(UridinTriPospat)membentukUDPNAcGlukosamin+Pi(pospatTriPospat)membentukUDP NAcGlukosamin+Pi(pospatorganik).
y UTP+GlNAc UDP- GlNAc+Piy UDP- GlNAc+n{GlNAc}UDP + n +1 {GlNAc}
-
Chitin
-
METABOLITPD.MIKROBAy MetabolitPrimer:Senyawahasilmetabolismeyangmemilikiberatmolokulrendahdansebhagaibahanpembangunsel.
b l k d d k b l d ky MetabolitSekunder:Produkmetabolismeyangtidaky Digunakan untuk pertumbuhan.
Ex.Antibiotik,deteksi:adanyadaerahhambatanyangjernihdisekitarkolonijernihdisekitarkoloni
-
METABOLISMESEKUNDER MERPAKANSEJUMLAHREAKSIYANGHASILHASILNYATIDAK
TERLIBATLANGSUNGDALAMPERTUMBUHANNORMALTERLIBATLANGSUNGDALAMPERTUMBUHANNORMAL. METABOLISMESEKUNDERMETBOLISMEINTERMEDIER. METABOLITSEKUNDER:ANTIBIOTIK,HORMONTUMBUH,
MIKOTOKSINMIKOTOKSIN.METABOLITSEKUNDER:y Dihasilkanpadafasepertumbuhanakhir.y Dihasilkandarimetabolitintermediery Dihasilkandarimetabolitintermedier.y Tidakesensialbagipertumbuhan/metabolismenormal.y Spesifikpadamaupunstrain.y Antibiotik:untukmempertahankanteritoriy Antibiotik:untukmempertahankanteritori.y Mikotoksin:antifeedantbagiinsekta.y Melanin:proteksiterhadapultraviolet.
B / t k ik b if idi ly Bau/rasa:untukmenarikseranggasebagifungsidispersal.y Metabolitsekunder:produksinyaterkontrolsecaraketat(padaakhir
faseeksponensial=dlmbacthculture,ketikanutriensangatterbatas/genyangmengekspresiakanditekandengantersedianyaterbatas/genyangmengekspresiakanditekandengantersedianyanutriendenganlevelygtinggi).
-
CONTOHMETABOLITSEKUNDERPREKURSOR LINTASAN CONTOH
Gula Asamkojik(Aspergillus.Spp)As.aminoaliphatik
Bervariasi,sintesispeptida
Penicillin(P.notatum)aliphatik peptida
Organic acid TCA Itaconicacid(Aspergillus.spp)Rubratocsin(Penicilliumrubrum)
F tt id F tt id P l t l (hif b idi t d Fattyacid Fattyacid Polyacetylene(hifabacidiomycota danbadanbuah)
AcetylCoA Polyketide Patulin(P patulum)AcetylCo A Polyketide Patulin(P.patulum)Grisefulvin (P.Grisofulvum)Afaltoxsin(A.Falvus,A.Parasiticus)
AcetylC0A Isoprenoid Viridin(Trichoderma virens)
-
MIKOTOKSIN
y Merupakanzatyangbersifatracunterhadaphewanmaupunmanusia.
y Terdapatberbagaimacamdandihasilkandariberbagaimacamk d l b lprekursordanjalurmetabolisme.
y Toksinfungiendofit:yangberasosiasidengantanamansangaty Toksinfungiendofit:yangberasosiasidengantanamansangatberbahayabagihewan(Acremonium,Clavicepspupurea).
-
FUNGIPENGHASILMIKOTOKSINdanefeknyaToksin Fungi Sumber Efek
Aflatoksin A.Flavus,A.parasiticus
Kacang,minyak Kankerhati
Sterigmatocystin A. VesicolorB. A.nidulans
Rumputrumputanserealia
Racundankankerhati
Ochratoksin A.ochraceus Rumputrumputan hatiOchratoksin A.ochraceus Rumput rumputan hati
Citrinin P.citrinum Bijibijian,kacang ginjal
P t li A l t Biji biji N t k iPatulin A.clavatus Bijibijian Neurotoksin
-
ANTIBIOTIKy Disintesis melalui jalur yang spesifik.
y Merupakan substansi yang tidak essensial bagi pertumbuhan.
y Biasanya berkurang selama perkembangan.
y Deteksi ; adanya daerah hambatan yang jernih dis kit k l idisekitar koloni.
Contoh : Pinisilin (P notatum P chrysogenum)Contoh : Pinisilin (P.notatum, P.chrysogenum)
-
Prekursor metabolit sekundery Sintesis metabolit sekunder merupakan canang darimetabolisme primer.
y AcetylCoA merupakan salah satu prekursor darib b t t l i TERPEN STEROID beberapa zat antara lainTERPEN,STEROID,POLKETIDA.y Komponen AROMATIKdapat disintesis dariy Komponen AROMATIKdapat disintesis dariERYTROSE4Pdan PHOSPHOENOLPYRUVAT.y Metabolit sekunbder laindisintesis dari :AMIDE.
y Enzimenzim yangmengklatalisis metabolismesekunder relatif tdk.spesifik
-
JALURMEVALONAT,Sintesis :mikotoksin,sterol,karotenoid
y Karotenoid,sterol,dan toksin tertentu merupakanmetabolit sekunder yangmengandung terpen.metabolit sekunder yangmengandung terpen.y TERPENOIDdisintesis melalui jaur MEVALONAT(karena dr.jalur ini terbentuk as.Mevalonat)
y Jalur MEVALONAT:AsetilKoA merupakan zat kimiakunci pd.Jalur ini.y 2molAsetilKoA (mengalami kondensasi)
A t til K A ( k b k i d 2 l A tilAsetoasetil-KoA (akan bereaksi dengan 2 mol Asetil-KoA) Hydroksi Metil Glutaril KoA (HMG-KoA) As. MEVALONAT
-
Lanjutan.
y Sebagai alternatif lainHMGKoA disintresis dari LEUSINyangmengalami proses,deaminasi,karoiksilasi.
y As.MEVALONAT(mengalami fosforilasi,dekarboksilasi) Isopentiy PiyoPhosphat (IPP)y IPP merupakan molokul pertama yang mengandung gugus
ISOPRENE (HEMITERPENE) yang merupakan karbonskeleton yang merupakan prekursor sintesis TERPENOID UKURAN BESAR (dengan sejumlah atom C)y MONOTERPEN (GENTARL-PP),10 At. C FARNESIL-PP
(15 C) : merupakan prekursor 30 atom C ( TRITERPEN)( ) p p ( ) tetrasiklik triterpen (STEROL)TREITERPEN pentasiklik terpenoid
-
Lanjutan..
y FARNESILPP(15C) GERANILGERAIL-PP (20 C) DITERPEN TETRATERPEN KAROTENOID 40C ( ),40C (zat warna)
y GERANILGERANIL PP (20 C) +IPP GERAILy GERANILGERANIL-PP (20 C) +IPP GERAIL FARMESIL-PP 50 C UBIQUINON (berperan dlm. Transpor elektron)( p p )y FARMESIL-PP : sebagai prekursor berbagai metabolit
sekunder mis: As. MARASMIK (Marasmius congenus), HELICOBACIDIn ( Helicopasidium mompa),FUMAGILIN (Aspergillus fumigatus) dll. y GERANILGERANIL PP (20 C) GIBERELATy GERANILGERANIL-PP (20 C) as. GIBERELAT
(HORMON TUMBUH)(dihasilkan oleh Giberella fujicuroi)
-
Derivat POLIKETIDA
y AsetylKoA (mengalami kondensasi) 3 mol MALONIL-KoA.
y MALONIL-KoA. (mengalami dekarboksilasi dan Asetyl-KoA berikatan dg Protein) TRI KETOMETILENKoA berikatan dg. Protein) TRI- KETOMETILEN (TRIKETIDA) (yang akan mengalami SIKLIKASI) molokul AROMATIK ( As. ORSELLINIK, As. DIHIDROKSIMETILBENZOIK, 6-METILSALISILAT)yang merupakan prekursormetabolit sekunder ANTIBIOTIKmetabolit sekunder ANTIBIOTIK
y As. Orselinat GRISOFULIN y As Salisilat PATULINy As. Salisilat PATULIN
-
Derivat SIKIMATKHORISMATy Rute ini dimulai dengan kondensasi PEPdan Erytrose4P(dari
jalur glikolisis)AS. DIHIDROKSIKUINAT (Siklik)
y AS.DIHIDROKSIKUINAT as. SIKIMAT As. KHORISMAT. asam AMINO AROMATIK (tryptophan, Phebylalani Tyrosin)Phebylalani, Tyrosin).
y TRYPTOPHAN( KONDENSASI) ALKALOIDy PHENYLALANIN As. SINAMAT y As. Sinamat : sebagai stimulator ataupun inhibitor.y As. SINAMAT KOMARIN (stimulator perkecambahan
uredospore)uredospore)
y TYROSIN prekursor dlm sintesis LIGNINy Antibiotik PENISILIN dan CEPHALOSPORIN : penisilinp
dan sepalosporin, disintesis dari as. Amoni alifatik(valin,cystein/cystine
