Metabolisme
Burhanudin Sundu
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”
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
Aerobik Vs Anaerobik
• Struktur Molekul suatu ATP•
Molekul ATP terdiri dari basa purin, gula pentosa dan gugus fosfat. Basis purin, adenin melekat pada atom karbon 1 'dari ribosa, yang merupakan gula pentosa. Ketiga gugus fosfat yang melekat pada gula pentosa pada posisi atom karbon 5 '. Berikut ini adalah struktur molekul ATP dengan konstituennya.
• Struktur Molekul suatu ATP•
Energi disimpan dalam PPP atau ikatan fosfat yang dilepaskan ketika ikatan rusak dan ATP mengkonversi menjadi ADP melalui proses hidrolisis yang juga dikenal sebagai defosforilasi.
• ATP + H2O → ADP + Pi + energi (30,6 KJ / mol)•
Pengertian dan definisi. NADH = Nikotinamida Adenosin Dinukleotida Hidrogen. NADH adalah sebutan bagi molekul NAD+ yang tereduksi dengan penambahan 1 atom hidrogen. NADH ditemukan di alam dan di semua sel hidup baik tanaman, hewan ataupun manusia. NADH adalah sumber energi setara 3 ATP (Adenosin Trifosfat).
Flavin adenin dinukleotida (FADH2) = 2 ATP
Pengertian dan definisi.
Flavin adenin dinukleotida (FADH2) = 2 ATP
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