METABOLISME MIKROORGANISME ... PRINSIP METABOLISME Metabolisme dapat dibagi 2 komponen, yaitu: Anabolisme

  • View
    21

  • Download
    5

Embed Size (px)

Text of METABOLISME MIKROORGANISME ... PRINSIP METABOLISME Metabolisme dapat dibagi 2 komponen, yaitu:...

  • METABOLISME MIKROORGANISME

    Kuliah ke-8 Mikrobiologi 1203 P

  • METABOLISME

     Sel harus menyelesaikan 2 tugas dasar untuk

    tumbuh, yaitu:

     Mensintesa komponen baru

     biosintesis

     Mengumpulkan energi

     Jumlah total reaksi kimia biosintesis dan

    pengumpulan energi disebut ―metabolisme‖

  • PRINSIP METABOLISME

     Metabolisme dapat dibagi 2 komponen, yaitu:  Anabolisme

     Katabolisme

     Katabolisme  Reaksi degradatif

     Reaksi yang menghasilkan energi dari pecahan molekul-molekul yang lebih besar

     Anabolisme  Reaksi yang melibatkan sintesis

    komponen sel

     Reaksi anabolis membutuhkan energi

     Reaksi anabolis menggunakan energi yang dihasilkan dari reaksi katabolis

  • PRINSIP METABOLISME

     Mengumpulkan energi

     Energi didefinisikan sebagai kapasitas untuk melakukan pekerjaan

     Hadir sebagai:

     Energi potensial

     Energi yang disimpan

     Energi kinetik

     Energi yang bergerak

    o Melakukan pekerjaan

     Energi dapat dikonversikan dari satu bentuk ke bentuk yang lain

     Potensial kinetik

     Kinetik potensial

  • PRINSIP METABOLISME

     Mengumpulkan energi

     Jumlah energi yang dilepas dari ikatannya disebut “energi

    bebas”

     Energi tersedia untuk melakukan pekerjaan

     Jika perekasi (reactants) memiliki energi bebas lebih dari produk,

    maka energi dilepaskan.

    o Reaksi Eksergonis

     Jika produk memiliki energi lebih dari pereaksi, maka energi

    dikonsumsi.

    o Reaksi Endergonis

  • PRINSIP METABOLISME

     Komponen Jalur metabolik  Proses terjadi sejalan dengan reaksi kimia

     Komponen awal dikonversikan menjadi molekul pertengahan (intermediate) dan produk akhir.

     Produk Intermediates dan produk akhir dapat digunakan sebagai metabolit prekursor

     Jalur metabolik memiliki komponen penting untuk menyelesaikan proses

     Enzim

     ATP

     Sumber energi kimia

     Pembawa elektron

     Metabolit prekursor

  • PRINSIP METABOLISME

     Peran enzim

     Enzim memfasilitasi setiap langkah jalur metabolik

     Mereka adalah protein yang berperan sebagai katalis

     Meningkatkan konversi substrat menjadi produk

     Reaksi katalisa dengan menurunkan energi aktivasi

     Energi dibutuhkan untuk memulai reaksi kimia.

  • ENZIM

     Berperan sebagai katalisator biologi

     Sangat spesifik

     Jenis enzim tertentu hanya beraksi dengan 1 substrat

    substrat dalam jumlah terbatas

     Enzim tidak dapat mengganti pereaksi atau produk reaksi

    kimia

     Enzim tidak dapat digantikan dengan reaksi kimia yang

    dikatalisisnya

     Enzim biasanya dinamai untuk substrat yang dilakukannya

    dan berakhir dengan akhiran–ase

     protease

  • ENZIM

     Cara kerja Enzim

     Enzim bekerja dengan 2 tahap, yaitu:  Substrat yang mengikat sisi

    aktif enzim untuk membentuk suatu enzim kompleks

     Substrat adalah bahan khusus pada enzim yang bekerja.

     Produknya terbentuk.

     E + S  E-S  E + P

     Enzim dilepas untuk mengikat

    substrat baru

     Enzim diregulasikan untuk

    mencegah produksi hasil yang

    berlebihan.

  • ENZIM

     Kofaktor dan Koenzim

     Kofaktor

     Komponen non-protein yang bereaksi

    dengan enzim.

     Koenzim

     Kofaktor Organik

     Bekerja sebagai pembawa (carriers)

    bagi molekul atau elektron

    o NAD+, FAD and NADP+ adalah

    koenzim

     Tidak spesifik seperti enzim

     Bisa bekerja dengan beberapa enzim.

  • ENZIM

     Faktor Lingkungan dari aktifitas Enzim

     Faktor-faktor yang mempengaruhi aktifitas enzim adalah:

     Suhu

     Suhu yang meningkat akan meningkatkan kecepatan reaksi

    o Suhu yang sangat tinggi membuat enzim menjadi tidak berfungsi

     pH

     Fungsi enzim terbaik pada pH di atas 7

     Konsentrasi garam

     Konsentrasi garam yang rendah sangat disukai enzim

  • ENZIM

     Regulasi Allosteric

     Meregulasikan produksi hasil

     Molekul peregulasi mengikat nagian enzim allosteric  Mengubah kemiripan enzim terhadap

    substrat

     Enzim Allosteric memulai aktifitas jalur (pathway) yang diberi  Regulasi mengendalikan aktifitas

    metabolik

     Feedback inhibition

     Produk akhir jalur (pathway) bekerja pada bagian allotter enzim  Menutup jalur masuk

  • ENZIM

     Penghambatan Enzim

     Penghambatan Tidak kompetitif (Non-competitive inhibition)

     Penghambat dan substrat bekerja pada bagian enzim yang berbeda

     Allosteric inhibition

     Feedback inhibition

     Penghambatan kompetitif (Competitive inhibition)

     Penghambat berkompetisi untuk bagian aktif dengan substrat

     Penghambat secara struktural sama dengan substrat

     Obat Sulfa berkompetisi dengan PABA untuk bagian aktif enzim yang menghasilkan asam folat.

  • ENZIM

  • PRINSIP METABOLISME

     Peran ATP

     Adenosine triphosphate (ATP)

     Sumber energi bagi sel

     Berhubungan secara negatif pada kelompok fosfat yang

    menempel pada molekul adenosin

     Berhubungan negatif terhadap fosfat

     Menciptakan ikatan tidak stabil yang mudah pecah menghasilkan energi

     ATP diciptakan dari 3 mekanisme:

     Substrate phosphorylation

     Oxidative phosphorylation

     Photophosphorylation

  • PRINSIP METABOLISME

     Substrate phosphorylation

     Menggunakan energi kimia untuk menambahkan ion fosfat ke molekul ADP

     Oxidative phosphorylation

     Menggunakan energi dari proton untuk menambah ion fosfat ke ADP

     Photophosphorylation

     Menggunakan energi radiasi dari matahari untuk diubah menjadi phosphorylate ADP ke ATP

  • PRINSIP METABOLISME

     Peran sumber energi kimia

     Sumber energi

     Bahan compound pecah untuk menghasilkan energi

     Jenis-jenis bahan compound yang tersedia :

     Glukosa, merupakan molekul organisyang paling umum

     Mengumpulkan energi membutuhkan sejumlah reaksi

    yang berpasangan

     Reaksi Oksidasi-reduksi

  • PRINSIP METABOLISME

     Reaksi Oksidasi-reduksi  Reaksi di mana 1 atau lebih elektron dipindahkan dari 1

    substrat ke substrat lainnya.

     Bahan compound yang kehilangan elektron dioksidasi

     Disebut Donor Elektron

     Bahan compound yang mendapat elektron direduksi

     Disebut Pembawa Elektron

     Di dalam reaksi, elaktron dihilangkan

     Proton sering mengikuti bentuk ion H+

     Ion H+ memiliki 1 proton dan tidak ada elektron

  • PRINSIP METABOLISME

     Peran pembawa elektron (electron carriers)  Ada 3 jenis pembawa elektron (electron carriers)  Nicotinamide adenine dinucleotide

     NAD+

     Flavin adenine dinucleotide

     FAD

     Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate

     NADP+

     Bentuk yang direduksi mewakili kekuatan yang direduksi

     Disebabkan energi yang dapat digunakan di dalam ikatan

     Bentuk yang direduksi :

     NADH + H+

     FADH2  NADPH

  • PRINSIP METABOLISME

     Metabolit Precursor

     Produk Intermediate dihasilkan di dalam jalur katabolis

     Digunakan pada jalur anabolis

     Tampil sebagai bahan mentah untk kontruksi makromolekul

  • KATABOLISME GLUKOSA

    Tahapan pada katabolisme glukosa:

     Glikolisis

     Transisi (konversi)

     Siklus Kreb (Tricarboxylic Cycle, TCA)

     Electron Transport Chain (ETC, Respiration)

  • KATABOLISM GLUKOSA

     Skema metabolisme

     Tiga jalur utama:

     Jalur metabolik utama:

     Glikolisis

     Transisi

     Siklus Kreb

     Electron Transport Chain

     Jalur utama adalah katabolis dan

    menyediakan :

     Energi

     Koenzime yang direduksi

     Metabolit Precursor

  • GLIKOLISIS

     Glikolisis  Jalur utama untuk mengubah 1 glukosa  2 piruvat

     10 tahapan

     Jalur tersebut terdiri dari:

     Dua 3 C-molekul piruvat

     Menghasilkan 2 ATP

     2 ATP selanjutnya pecah menjadi glukosa

     4 ATP dikumpulkan

     Dua molekul mengurangi tenaga

     NADH + H+

     6 jenis metabolit precursor

     5 intermediate and 1 piruvat

  • GLIKOLISIS

  • TRANSISI

     Tahap Transisi

     Menghubungkan glikolisis menjadi Tricarboxylic Acid Cycle

     Memodifikasi 3-C piruvat dari glikolisis menjadi 2-C acetyl CoA

     CO2 dihilangkan melalui dekarboksilasi

     Sisa kelompok 2-C acetyl bergabung menjadi koenzim A

    o