BIOCHEMISTRY Aspek kimia dalam tubuh Enzim dan koenzim Oksidasi biologi dan senyawa berenergi tinggi Metabolisme karbohidrat Metabolisme Lipid Metabolisme asam amino/ protein Hormon Vitamin

Apa itu Biokimia? DefinisiWebsters dictionary: Bios = Yunani, artinya hidup Kimia mahluk hidup; Kimia yang terjadi dan menjadi ciri kehidupan.WebNet dictionary: Biokimia adalah kimia dari bahan-bahan dan proses-proses yang terjadi dalam tubuh mahluk hidup; sebagai upaya untuk memahami proses kehidupan dari sisi kimia.

Apa itu biokimia?Pemahaman bentuk dan fungsi biologis dari sudut pandang kimiaBertujuan untuk memahami interaksi molekul-molekul tak hidup yang menghasilkan fenomena kompleks dan efisien yang menjadi ciri-ciri kehidupan serta menjelaskan keseragaman kimia dari kehidupan yang beragam.

Sejarah BiokimiaPertama, identifikasi unsur kimia penyusun mahluk hidup.Enam unsur utama penyusun sel hidup adalah: C, H, N, O, P, dan S.Unsur kimia utama penyusun mahluk hidup adalah bahan minor penyusun kerak bumi (kandungan utama 47% O, 28% Si, 7.9% Al, 4.5% Fe, dan 3.5% Ca).

99% penyusun sel adalah H, O, N, dan CUnsurElektron bebasJumlah FraksiH12/3O21/4N31/70C41/10

Unsur dengan berat atom paling ringan membentuk ikatan paling kuat Sebagian besar unsur penyusun bahan hidup memiliki berat atom yang rendah; H, O, N dan C adalah unsur dengan berat atom relatif paling kecil yang masing-masing mampu membentuk ikatan tunggal, rangkap, rangkap 3 dan rangkap 4.

Sejarah BiokimiaKemudian, identifikasi tipe molekul yang ditemukan dalam mahluk hidup Asam Amino Nukleotida Karbohidrat Lipida

Sejarah BiokimiaSelanjutnya memahami mekanisme biomolekul membuat mahluk hidup menjadi hidup

BIOCHEMISTRY

CHEMISTRY ENERGY COMPOSITION

STRUCTURE

REACTION PROPERTIESMATTER

Hubungan antara Biokimia dan ilmu lainnyaKimia Organik yang mempelajari sifat-sifat biomolekul.Biofisika, yang memanfaatkan teknik-teknik fisika untuk mempelajari struktur biomolekul.Nutrisi, yang memanfaatkan pengetahuan tentang metabolisme untuk menjelaskan kebutuhan makanan bagi mahluk hidup mempertahankan kehidupan normalnya. Kesehatan, yang mencari pemahaman tentang keadaan sakit dari sudut pandang molekular.

Mikrobiologi, yang menunjukkan bahwa organisme sel tunggal dan virus cocok untuk digunakan sebagai sarana mempelajari jalur-jalur metabolisme dan mekanisme pengendaliannya.Fisiologi, yang mempelajari proses kehidupan pada tingkat jaringan dan organisme.Biologi sel, yang mempelajari pembagian kerja biokimia dalam sel.Genetika, yang mempelajari mekanisme penyusunan identitas biokimia sel.Hubungan antara Biokimia dan ilmu lainnya

ENERGI, hal yang perlu diketahui adalah cara:

Memperolehnya Mengubahnya MemanfaatkannyaTiga hal yang dibutuhkan sel

(2) MOLEKUL SEDERHANA , hal yang perlu diketahui adalah cara: Mengubahnya Mempolimerisasikannya Mendegradasinya

Tiga hal yang dibutuhkan sel

(3) MEKANISME KIMIA, untuk: Memperoleh energi Menjalankan reaksi kimia secara berurutan Mensintesis & mendegradasi makromolekul Mempertahankan suatu keadaan steady state yang dinamisMenggandakan diri secara akurat dan efisien Mempertahankan keteraturan proses biokimia

Strategi sel #1: mahluk hidup menggunakan sistem reaksi kimia berpasangan untuk mendorong reaksi yang sulit terjadi

Strategi sel #2: mahluk hidup menggunakan enzim untuk mempercepat reaksi yang semestinya lambat

Bagaimana enzim bisa mempercepat reaksi? Penjelasan termodinamis

Atom Karbon yang sangat lentur merupakan tulangpunggung kehidupan

Konversi isomer kimia membutuhkan pemutusan ikatan kovalen

Biomolekul StrukturSenyawa PembangunGula sederhanaAsam aminoNukleotidaAsam lemak Makromolekul Polisakarida Protein (peptida) RNA or DNA Lipid

Biosintesis Membutuhkan molekul sederhana untuk dirangkai secara kovalen melalui berbagai kombinasi

1. Keelektronegatifan kedua atom O3.5

Cl3.0

N3.0

C2.5 P2.1 H2.1 Na0.9 K0.8 Kekuatan ikatan kimia dipengaruhi olehKeelectronegatifan tinggi =Kebutuhan akan elektron

Kekuatan beberapa ikatan kimia:Approx. Avg.Triple: 820 kJ/mole

Double: 610 kJ/mole

Single: 350 kJ/mole

CHEMICAL COMPOSITION OF BIOLOGICAL MATERIALWATERMINERALPROTEINFATCARBOHYDRATE

Komposisi air dalam tubuh

Chemical compisition of the adul human body

Appoximate ionoc composition of Body Fluid

Komposisi kasar Organisme

UNSUR-UNSUR DASAR TUBUH MANUSIA

MINERALFUNGSI DAN SUMER BEBERAPA GARAM MINERAL

Biochemical EnergeticsCatabolic biochemical reactionProduce energyAnabolic biosyntetic reaction

Arus energi dalam biosfer

E = hv

Pangan untuk heterotrof

Usaha mekanik usaha osmotik Usaha biosintetik( otot) (transpor) (kimiawi)Matahari4H+ 2He + energi Energi + CO2 karbohidrat + O2Karbohidrat + O2 CO2 + H2O + energiUsaha seluler

Transformasi pemakaian energiENERGI MATAHARI

CO2 H2O ADP sel fotosintetikO2 Glukosa ATP

Aktifitas dalam sel

Glukosa ADP Sel heterosiklik

CO2 H2O ATP

Proses metabolisme

Proses metabolisme MAKANAN YANG DITERIMAlipidpolisakaridaproteinAsam lemakDan gliserolHeksosaDan pentosaAsam aminopiruvatAseti CoASiklus krebAsam trikarboksilatpernapasan

Energy expenditurefor various activities

ActivityE.E (kkal/hr)SittingPlaying cardDriving a carWalking 2 miles/ hrWalking 4 miles/ hrPlaying tennisVigorous swimmingHard manual labor96144168180336426660654

Bioenergetika

A Panas Eksergonik DEnergi bebas

Energi kimia EndergonikC B

Pengolahan makanan dalam tubuh

Makanan Produk cerna Energi (metabolit)Faktor-faktor pencernaanKomposisi serta nilai giziKelengkapan susunan GigiKesempurnaan Saluran pencernaan beserta kelenjer/ enzim

Pencernaan di mulut

Kelenjer di rongga mulut : Kelenjer L. sublingualis Kelenjer L. submaksimalis Kelenjer L. parotis Kelenjer L. bukalisKomposisi saliva : Cairan kental tidak bewarnaKandungan air 99,42 %Senyawa organik : ptialin, musinSenyawa anorganik : Ca2+, Mg2+, Na+, K+, PO43-, Cl-, HCO3-, SO42-pH : 6,35 6,85

Fungsi saliva:Agar ruang mulut tetap basahPelumasPelarutEnzim ptialinPenghasil ion

Pencernaan di lambungGetah lambung :

Lapisan sel chief- Terdiri dari selapis mukosa lambung- Mensekresi pepsinogen - Memecah protein menjadi proteosa dan pepton

Lapisan sel parietal- Beberapa lapis sel mukosa- Mensekresi HCl Peningkatan kadar HCO3 dalam darah

3. Sel epitel kulumnar mukosa lambung - Mensekresi musin - Sebagai pelumas makanan - Melapisi lambung dan proteksi pengaruh HClKomposisi Getah lambungAir getah lambung 99,4%Senyawa organik : musin, pepsin, lipase (glukoprotein)Senyawa anorganik : Hidrogen, Natrium, Kalium, Klor, fosfat

Fungsi HCL lambungSebagai aktifator pepsinogen menjadi pepsinSebagai antiseptikHCl Pemecahan bahan makanan di lambung

Pembentukan HCl lambungSirkulasi darahSel parietalLumen lambung

CO2 CO2 + H2O

H2ONaHCO3H2CO3

H+H+

HCO3-HCO3HClNa+

Cl-Cl-Cl-

NaCl

Kelenjer pankreas

- K. endokrin- K. Eksokrin

Getah Pankreas :Cairan jernihMengandung zat padat :- Organik 1/3 bgn : protein dan enzim pencernaan- Anorganik 2/3 bgn : natrium, Kalium, Kalsium- pH 7-8- Enzim-enzim ; Tripsin, kimotripsin, lipase, RNA-ase, DNA-ase, Kolagenase

Getah intestinpH 7-8Dtempati zat padat : Musin, enzim aminopeptidase, disakarida spesifik (S, M, L ) Fosfatase, polinukleotida

EMPEDU(produk Hati)Funsi empedu :

Menetralkan chyme dari lambung (pH empedu alkalis)Jalur utama eksresi kolesterol dari dalam tubuhJalur eksresi pigmen empeduPengemulsi lemak garam empedu

Asam empedu

As. Kolat dan kenodesoksikolat ( disentesis dari kolesterol dalam hati)pH alkalis ion Na+ dan K+Berperan dalam pencernaan lemak

SELSifat fisik sel ;

Jari-jari : 2x 10-9 cmVolume : 3x 10-8 cm3Komposisi: 80% air, 14% protein, 2% lipid, 1% karbohidrat dan 35 as.nukleatIon: Na+ dan K+

Komponen membran sel:Protein: Muncul dipermukaan membran Menembus membran selLipid: Permukaan luar membran selKarbohidrat: Menempel dipermukaan membran

Fungsi membranMengontrol atau mengendalikan pertukaran zatTempat reaksiSebagai reseptor atau penerima rangsanganSebagai pelindungMengontrol zat yang akan masuk/ keluar

Tranportasi melalui membran selTransportasi aktif : Membutuhkan energiTransportasi pasif : Tidak butuh energiFagositosis dan pinositosis