Top Banner
METABOLISME MIKROBA Febria Rosiana 077 Risza Risanty 078 Agnes Yulianti. S 079 Vironika Ervina.P 082 4c IKIP PGRI MADIUN April, 2013
36

Metabolisme mikroba

Jun 22, 2015

Download

Documents

Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Metabolisme mikroba

METABOLISME MIKROBAFebria Rosiana077Risza Risanty078Agnes Yulianti. S079Vironika Ervina.P082

4c

IKIP PGRI MADIUNApril, 2013

Page 2: Metabolisme mikroba

METABOLISME

KATABOLISME ANABOLISME

Respirasi aerob

Respirasi Anaerob

Fotosintesis

Page 3: Metabolisme mikroba

Metabolisme

Berkaitan Dengan

Enzim

Meliputi

Struktur

Faktor yang Mempengaruhi Kerja

Enzim

Sifat

Mekanisme Kerja

PenamaanPengandalia

n

Page 4: Metabolisme mikroba

Metabolisme adalah semua reaksi kimia yang terjadi di dalam organisme, termasuk yang terjadi di tingkat selular. Metabolisme terdiri atas Anabolisme dan Katabolisme

Page 5: Metabolisme mikroba

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.

Page 6: Metabolisme mikroba

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.

Page 7: Metabolisme mikroba

Struktur Enzim

Non Protein (Gugus Prostetik)

Gugus Kofaktor

Gugus Koenzim

Protein(Apoenzim)

Page 8: Metabolisme mikroba

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.

Page 9: Metabolisme mikroba

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

Page 10: Metabolisme mikroba

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kerja Enzim

Suhu

pH

Inhibitor

Konsentrasi Substrat

Page 11: Metabolisme mikroba

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

Page 12: Metabolisme mikroba

Pengaruh suhu terhadap reaksi enzimatis

Page 13: Metabolisme mikroba

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

Page 14: Metabolisme mikroba

Pengaruh pH terhadap reaksi enzimatis

Page 15: Metabolisme mikroba

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

Page 16: Metabolisme mikroba

Apakah yang membedakan penghambatan kompetitif dengan penghambatan bukan kompetitif?

Page 17: Metabolisme mikroba

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

Page 18: Metabolisme mikroba

Lock and Key Model

Page 19: Metabolisme mikroba

Induced Fit Model

Page 20: Metabolisme mikroba

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

Page 21: Metabolisme mikroba

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.

Page 22: Metabolisme mikroba

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:

Page 23: Metabolisme mikroba

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.

Page 24: Metabolisme mikroba

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

Page 25: Metabolisme mikroba

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

Page 26: Metabolisme mikroba

2 asam piruvat

2 NADH

CO2

2 NAD+

Koenzim A

Asetil Koenzim A (asetil KoA)

a.2 Skema Reaksi dekarboksilasi oksidatif

Page 27: Metabolisme mikroba

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

Page 28: Metabolisme mikroba

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

Page 29: Metabolisme mikroba

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

Page 30: Metabolisme mikroba

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

Page 31: Metabolisme mikroba

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

Page 32: Metabolisme mikroba

Organisme dan produk fermentasi

Page 33: Metabolisme mikroba

• Terjadi pada algae, tumbuhan dan beberapa procaryotes

• terdiri atas 2 reaksi utama:

photophosphorylation (reaksi terang) dan

fiksasi Carbon dioksida (reaksi gelap)

Page 34: Metabolisme mikroba

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

Page 35: Metabolisme mikroba

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

Page 36: Metabolisme mikroba

Perbedaan Fotosintesis tumbuhan dan bakteri