METABOLISME MIKROBA Febria Rosiana 077 Risza Risanty 078 Agnes Yulianti. S 079 Vironika Ervina.P 082 4c IKIP PGRI MADIUN April, 2013
METABOLISME MIKROBAFebria Rosiana077Risza Risanty078Agnes Yulianti. S079Vironika Ervina.P082
4c
IKIP PGRI MADIUNApril, 2013
METABOLISME
KATABOLISME ANABOLISME
Respirasi aerob
Respirasi Anaerob
Fotosintesis
Metabolisme
Berkaitan Dengan
Enzim
Meliputi
Struktur
Faktor yang Mempengaruhi Kerja
Enzim
Sifat
Mekanisme Kerja
PenamaanPengandalia
n
Metabolisme adalah semua reaksi kimia yang terjadi di dalam organisme, termasuk yang terjadi di tingkat selular. Metabolisme terdiri atas Anabolisme dan Katabolisme
Anabolisme
Metabolisme membentuk senyawa sederhana menjadi senyawa kompleks. Proses ini membutuhkan energi (Endergonik). Energi yang digunakan dalam reaksi ini dapat berupa energi cahaya ataupun energi kimia.
Katabolisme
Katabolisme metabolisme yang merombak suatu substrat kompleks molekul organik menjadi komponen kecil sambil melepaskan energi, pada umum nya berupa ATP.
Setelah mengetahui pengertian
metabolisme, kini saatnya mengetahui apa yang dimaksud
dengan enzim
Check this out…!!!
Enzim
Enzim merupakan senyawa organik yang berfungsi sebagai katalis. Artinya, enzim
dapat mempercepat berlangsungnya suatu reaksi kimia tetapi enzim itu sendiri
tidak ikut berubah.
Struktur Enzim
Non Protein (Gugus Prostetik)
Gugus Kofaktor
Gugus Koenzim
Protein(Apoenzim)
Sifat-sifat enzim yaitu:
1. Tersusun atas protein2. Mudah dipengaruhi oleh perubahan
lingkungan 3. Sebagai katalisator
mempercepat reaksi kimia, tetapi tidak ikut berubah setelah proses reaksi selesai.
4. Bekerja secara spesifik hanya berperan membantu satu macam substrat dan tidak dapat bekerja untuk bermacam-macam substrat. Hal ini dikenal dengan istilah satu enzim satu substrat.
5. Bekerja secara bolaik-balikenzim tidak menentukan arah reaksi, tetapi hanya bekerja mempercepat laju reaksi sampai mencapai kesetimbangan. Enzim dapat berfungsi dalam reaksi penyusunan zat maupun penguraian zat.
6. Dibutuhkan dalam jumlah sedikitsedikit enzim dapat mengkatalis suatu reaksi kimia.
7. rusak oleh panas
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kerja Enzim
Suhu
pH
Inhibitor
Konsentrasi Substrat
SuhuPeningkatan suhu menyebabkan molekul bergerak cepat. Pada kondisi yang demikian suatu reaksi dapat berlangsung cepat atau tidak berjalan sama sekali (berhenti). Hal demikian dimungkinkan karena setiap enzim mempunyai suhu optimum tertentu sehingga dapat melangsungkan reaksi secara maksimal. Suhu yang terlalu tinggi atau melampaui batas optimum akan menyebabkan enzim mengalami denaturasi.
Gambar
Pengaruh suhu terhadap reaksi enzimatis
pH
Pada umumnya, pH optimum enzim berkisar antara 6-8. Namun, beberapa pengecualian dapat terjadi. Contohnya, pada lambung manusia, pepsin akan bekerja optimum pada pH 2. Perubahan pH yang cukup tajam juga dapat menyebabkan enzim mengalami denaturasi.
Gambar
Pengaruh pH terhadap reaksi enzimatis
inhibitor adalah zat penghambat kerja enzim
1. inhibitor reversibel
zat penghambat yang tidak berkaitan secara kuat dengan enzim
a. inhibitor kompetitif
zat penghambat ini menghambat kerja enzim dengan cara menempati sisi aktif enzim sehingga substrat tidak dapat masuk
b. inhibitor nonkompetitif
senyawa kimia yang tidak mirip dengan substar yang berkaitan dengan sisi selain sisi aktif enzim sehingga mengakibatkan perubahan bentuk enzim dan tidak sesuai lagi dengan substratnya
2. inhibitor irreversibel
penghambat yang berkaitan dengan sisi aktif enzim secara kuat sehingga tidak dapat terlepas
Gambar
Inhibitor
Apakah yang membedakan penghambatan kompetitif dengan penghambatan bukan kompetitif?
Mekanime Kerja EnzimHipotesis gembok dan anak kunci (lock and
Key)
Hipotesis kecocokan yang terinduksi (induced
fit)
Menurut hipotesis ini, bagian sisi aktif enzim mempunyai bentuk spesifik dan tidak
fleksibel. Suatu enzim hanya dapat ditempati oleh substrat tertentu saja. Hipotesis ini
dikemukakan oleh Emil Fischer.
Menurut hipotesis ini, bagian sisi aktif enzim bersifat fleksibel terhadap substrat yang
masuk. Apabila ada substrat yng masuk ke bagian sisi aktif, maka bagian ini akan
mengalami perubahan bentuk mengikuti bentuk substrat.
Gambar
Gambar
Lock and Key Model
Induced Fit Model
tempat kerjanya1. endoenzim (enzim yang bekerja
di dalam sel/ enzim intraseluler) dan
2. eksoenzim (enzim yang bekerja di luar sel/ enzim ekstraseluler).
Enzim dikelompokkan berdasarkan tempat kerjanya
Peranan & Penamaan Enzim
Oksidoreduktase : enzim yang berperan dalam reaksi transfer elektron (pemindahan elektron atau atom hidrogen)
Transterase : enzim yang berperan dalam pemindahan gugus fungsionil (gugusan fungsional mencakup fosfat, amino, metil, dsb).
Hidrolase : merupakan sekumpulan enzim yang menguraikan suatu zat dengan pertolongan air. Enzim hidrolase dibagi menjadi enzim karbohidrase, esterase dan proteinase.
Liase : enzim yang berperan dalam penambahan ikatan ganda pada molekul dan juga pengusiran gugusan-gugusan kimiawi.
Isomerase : enzim yang berperan dalam reaksi isomerasi (pengubahan suatu senyawa menjadi isomer).
Ligase : enzim yang membantu dalam reaksi pembentukan ikatan C-C, C-S, C-O, dan C-N disertai pemecahan atau penambahan ATP.
pengendalian metolisme selular yang tepat yang pada akhirnya menyangkut pengendalian kegiatan enzim. Aktivitas enzim dapat diatur melalui 2 cara :
pengendalian katalis secara langsung:
Pengendalian langsung mekanisme katalitik itu sendiriTerjadi dengan mengubah konsentrasi substrat atau reaktan.
Pengendalian genetis:
Melibatkan induksi dan represi enzim. Untuk terjadinya sintesis enzim dibutuhkan suatu induser, yaitu substansi molekul rendah dan bisa berupa substrat atau senyawa dari reaksi yang dikatalis oleh enzim yang bersangkuatan, prosesnya disebut induksi.Bila substansi molekul rendah baik produk ataupun senyawa yang sekerabat bagi reaksi yang bersangkutan, berlaku sebagai kopressor dengan cara mencegah sintesis enzim tersebut,disebut represi.
Pengendalian enzim:
Dari penjelasan mengenai fungsi enzim dalam proses metabolisme, maka dapat disimpulkan bahwa metabolisme itu merupakan peristiwa reaksi-reaksi kimia yang berlangsung dalam sel makhluk hidup dan enzim yang merupakan senyawa organik yang berfungsi sebagai katalis, sehingga dapat mempercepat berlangsungnya suatu reaksi kimia.
KATABOLISME
katabolisme adalah reaksi penguraian senyawa yang kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana dengan bantuan enzim
a. Respirasi aerobikRespirasi aerobik adalah respirasi yang
menggunakan oksigen bebas untuk mendapatkan energi.b. Respirasi anaerobik
Respirasi aerobik adalah respirasi yang tidak menggunakan oksigen bebas untuk
mendapatkan energi.
Respirasi aerobic terjadi didalam sitoplasmaberlangsung dalam empat tahap:
a. Glikolisisb. Dekarboksilasi Oksidatif Asam Piruvatc. Siklus Krebs (Daur Asam Sitrat)d. Transpor Elektron
Glukosa
ATPADP
Heksokinase
Glikosa 6-fospat
Fosfoglukoisomerase
Fruktosa 1,6-difosfat
Aldolase
Dihidroksiaseton fospatGliseraldehid fospat
Isomerease
Triosafospatdehidrogenase
2 Pi2NADH
2NAD+
+2NH+
1,3-disfosfogliserat
2ADP
2ATP fosfogliserokinase
3-fosfogliserat
2-fosfogliserat
fosfogliseromutase
fosfoenolpiruvat
2H2O Enolase
Asam piruvat
2ADP
2ATP
Energi yg dibutuhkan=2ATP
Energi yg dihasilkan =4ATP+2NADH +
Energi akhir bersih = 2 ATP+2NADH
a.1 Reaksi glikolisisperistiwa penguraian satu molekul glukosa menjadi dua molekul asam piruvat
2 asam piruvat
2 NADH
CO2
2 NAD+
Koenzim A
Asetil Koenzim A (asetil KoA)
a.2 Skema Reaksi dekarboksilasi oksidatif
a.3 Siklus Krebsproses siklus krebs adalah asetil KoA yang direaksikan
dengan asam oksaloasetat dan menghasilkan asam sitrat yang kemudian masuk ke dalam siklus sehingga menghsailkan asam
oksaloasetat kembali
a.4 Sistem transport elektronproses transport elektron peristiwa pemindahkan elektron dan H
+ yang berasal dari NADH dan FADH sehingga terbentuk ATP dan air sebagai hasil akhir
Jadi dari keseluruhan proses katabolosme 1 glukosa melalui respirasi aerobik di hasilkan 38 ATP dengan perincian sebagai berikut :
Glikolisis : 2 NADH + 2ATP = 8ATP
6 ATP
Oksidasi dari piruvat : 2 NADH (atau 6 ATP) = 6 ATP
Siklus krebs : 6 NADH + 2 FADH + 2 ATP = 24 ATP
18 ATP
4 ATP
38 ATP
Respirasi Anaerob(Fermentasi)
Fermentasi adalah proses pembebasan energy tanpa oksigen. Ciri-ciri dari fermentasi adalah:
• Terjadi pada organisme yang tidak membutuhkan oksigen bebas
• Tidak terjadi penyaluran elektron ke Siklus Krebs dan Transpor Elektron
• Energi (ATP) yang terbentuk lebih sedikit jika dibandingkan dengan respirasi aerob yaitu 2 molekul ATP setiap mol glukosa
• Jalur yang ditempuh ialah glikolisis dan pembentukan alkohol (fermentasi alkohol) dan pembentukan asam laktat
• menghasilkan produk berupa asam-asam organik, alkohol dan gas
Fermentasi Asam homolaktat Dilakukan oleh beberapa bakteri Streptococcus dan laktobacillus
Fermentasi Alkohol Dilakukan oleh Yeast
Fermentasi Asam Campuran Escherichia coli dan beberapa bacteri anterik lainnya
Fermentasi butylen-glikolEnterobacter, Pseudomonas, dan Bacillus
Fermentasi Asam propionat Dilakukan oleh Propioniacterium dan Veillonela
Fermentasi Asam Butirat, butanol, dan aseton
Bakteri yang melakukan fermentasi tersebut adalah Clostridium
Organisme dan produk fermentasi
• Terjadi pada algae, tumbuhan dan beberapa procaryotes
• terdiri atas 2 reaksi utama:
photophosphorylation (reaksi terang) dan
fiksasi Carbon dioksida (reaksi gelap)
Anoxygenic photosynthesis : proses fotosintesis yang tidak menghasilkan O2 dan H2S berperan sebagai donor elektron.
• Green sulfur bacteria (e.g. Chlorobium)• Green nonsulfur bacteria (e.g. Chloroflexus)• Purple sulfur bacteria (e.g. Chromatium)
• Purple nonsulfur bacteria (e.g. Rhodobacter• Fungsi utama adalah menghasilkan ATP melalui cyclic photophosphorylation
Oxygenic photosynthesis: proses fotosintesis yang menghasilkan O2 dan H2S berperan sebagai donor elektron.
• Cyanobacteria (blue-green algae) dan organisme eukaryotic yang memiliki chloroplast• Donor electron adalah H2O: teroksidasi membentuk O2
• Melalui 2 photosystems: PSI dan PSII• Fungsi umum menghasilkan NADPH dan ATP untuk fiksasi karbon
Fotosintesis pada Bakteri
Fotosintesis bakteri ungu non belerang
CO2 + 2CH3CHOHCH3 → (CH2O) + H2O + 2CH3COCH3
Fotosintesis bakteri hijau belerang
CO2 + 2H2S → (CH2O) + H2O + 2S
Fotosintesis Anoksigenik: Tidak Menghasilkan O2
Fotosintesis Oksigenik: Menghasilkan O2Fotosintesis Sianobakteri
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2
Perbedaan Fotosintesis tumbuhan dan bakteri