Biokimia I By : Dian Herasari, M.Si.1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Pendahuluan Asam Amino dan Protein Protein Enzim Asam Nukleat Karbohidrat Lipida Vitamin Mineral

Pustaka: - Page, D. 1984. Prinsip-prinsip Biokimia. Erlangga. Jkt. - Wirahadikusumah, M. 1990. Biokimia. ITB Pers. Bandung. - Mathew & Van Holde. Biochemistry.

PendahuluanPengertianDefinisi biokimia : Cabang ilmu yang mempelajari proses kimia yang terjadi pada sel hidup, baik satu sel atau multi sel

Ciri-ciri Materi Hidup1. Terorganisasi dengan rapih sekali (tiap bagian mempunyai fungsi masing-masing) untuk terjadinya proses pada materi tersebut. Sel hidup mempunyai kemampuan mengambil energi dari sekelilingnya untuk mempertahankan hidupnya. Materi hidup dapat memproduksi diri sendiri, yang bila tidak ada pengaruh dari zat lain dihasilkan materi yang sama dengan materi sebelumnya, sedang bila ada pengaruh zat lain akan terjadi mutasi.

2.

3.

Kajian Biokimia

1. Struktur dan fungsi biomolekul 2. Metabolisme dan bioenergetika 3. Pewarisan sifat (genetika)

Fungsi Biomolekul dalam SelUnsur kimia dalam sel berjumlah 29 jenis, unsur-unsur yang paling dominan adalah C, H, O, dan N mencapai 99% mengisi materi, dengan komposisi: unsur C : 50 6% unsur H : 3 4% unsur O : 25% unsur N : 8 10% Biomolekul dalam sel hidup: 1. Air Fungsi : sebagai pelarut bagi ion-ion dan mineral. 2. Protein Fungsi : sebagai enzim, sebagai alat transport, sebagai antibodi, sebagai hormon. 3. Asam nukleat Fungsi : sebagai pembawa informasi genetika; turunannya (yaitu ATP) berfungsi sebagai penyimpan energi. 4. Polisakarida/karbohidrat Fungsi : sebagai sumber energi, sebagai energi cadangan, sebagai unsur pembentuk membra. 5. Lipid Fungsi : sebagai energi, pembentuk sebagai pelarut. membran,

6. Vitamin dan Mineral Fungsi : sebagai ko-enzim dan kofaktor dalam materi hidup.

Kebutuhan energiHal yang berhubungan erat dengan biokimia adalah proses metabolisme. energi pada

Metabolisme adalah : segala proses reaksi kimia yang terjadi dalam sel hidup mulai dari bersel satu sampai bersel banyak. Metabolisme terbagi 2: Anabolisme Ciri-ciri : Pembentukan molekul besar dari molekul kecil Membutuhkan energi Prosesnya adalah reduksi Katabolisme

Ciri-ciri: Penguraian molekul besar menjadi molekul kecil Menghasilkan energi Prosesnya adalah oksidasi

Asam NukleatMononukleotida Polinukleotida DNA dan RNA Sejarah Penelitian DNA Dogma Pusat: Replikasi Transkripsi Translasi

MononukleotidaO -O P OH O H OH Basa N O H H OH Basa N heterosiklik hidrolisis lengkap Gula 5 karbon Fosfat

Mononukleotida

Gugus fosfat: Memberi sifat asam Menyebabkan bermuatan negatif

Gula 5 atom karbon:CH2OH O H H OH OH H H OH CH2OH O H H OH OH H H H

D-ribosa (RNA)

2-deoksi-D-ribosa (DNA)

Basa N heterosiklik: Kelompok basa purin, terdiri dari:NH2 N N O

N

NH

N H

N Adenin

N H

N Guanin

NH2

Kelompok basa pirimidin, terdiri dari:NH2 N O O

NH

NH

N H Sitosin

O

N H Timin

O

N H Urasil

O

Ikatan HidrogenN NH2 O NH HN N O N HN HN N O H2N NH N N NH O NH

A=T

GC

PolinukleotidaO -O P OH OO P OH O-O P O O H H OH H H H O N3 H O H H N2 O H H O H N1 O H H

Ikatan Fosfodiester, yaitu: Ikatan antara gugus hidroksil 3 pada nukleotida satu dengan gugus fosfat 5 pada nukleotida yang lain.

DNA dan RNAPerbedaan: Gula 5 C Basa Struktur DNA 2-deoksi-D-ribosa A, T, G, C Double helix RNA D-ribosa A, U, G, C Serat tunggal

Macam RNA: 1. mRNA (RNA penyampai) sebagai cetakan untuk sintesis protein 2. rRNA (RNA ribosomal) sebagai tempat berlangsungnya sintesis protein 3. tRNA (RNA pemindah) sebagai pembawa asam amino pada sintesis protein

Sejarah Penemuan DNA1. Frederick Meisher (1868)DNA (diisolasi dari darah putih) mengandung asam (pospat), basa N, dan gula; namun belum diketahui bentuk molekulnya

2. Oswold dan Avery (1948)DNA diekstrak dari S.pneumonia (virulen), dimasukkan ke E.coli, akibatnya E.coli bersifat virulen. So, ada sifat yang berpindah (=> DNA)

3. Erwin Chargaf DNA spesies berbeda mempunyai komposisi yang berbeda Komponen basa DNA dari 1 spesies tidak tergantung pada lingkungan atau nutrien Jumlah pasangan AT dan GC adalah sama (A+T = G+C)

4. Watson dan Crick (1953) Struktur sekunder DNA berbentuk double helix, memutar kekanan, dari arah 5 (ujung fosfat) ke 3 (ujung hidroksil)

Struktur ini terbentuk dari dua utas DNA yang berpasangan pada kedudukan antiparalel

Basa-basa pada dua utas DNA yang membentuk double helix saling berikatan hidrogen, yaitu basa A dengan T (A=T) dan basa G dengan C (G C)

Pada struktur double helix ini, basa N heterosiklik terletak dibagian dalam struktur sedangkan

ribosa fosfo diester terdapat disebelah luar

Dogma Pusat

DNA

Transkripsi

RNA

Translasi

PROTEIN

Replikasi 2 DNA

Replikasi adalah proses pembentukan/pembelahan dari 1 (satu) DNA menjadi 2, dengan rumus 2n Transkripsi adalah komplemen cetakan) sintesis dengan molekul RNA yang DNA (DNA sebagai

Translasi adalah sintesis protein dengan mRNA sebagai cetakan, berlangsung di rRNA, dan tRNA sebagai molekul pembawa asam amino (urutan mRNA ditranslate menjadi urutan asam amino).

Asam Amino & Protein Ciri Molekul Protein Asam Amino Klasifikasi Sifat asam basa Stereokimia Reaksi kimia Protein Klasifikasi Organisasi Struktur Protein Penentuan Struktur Protein Isolasi dan Penurnian Protein

Daftar Pustaka: - Page, D. 1984. Prinsip-prinsip Biokimia. Erlangga. Jkt. - Wirahadikusumah, M. Biokimia. ITB Pers. - Mathew & Van Holde. Biochemistry.

Ciri Molekul Protein1. 2. Makromolekul dengan BM besar Umumnya terdiri dari 20 macam AA yang

dihubungkan oleh ikatan peptidaO H 2N CH C R1 H N O CH C R2 H N O CH C R3 H N O CH C R4 OH

IKATAN PEPTIDA

3.

Terdapat ikatan kimia yang lain, yaitu ikatan hidrogen, ikatan van der walls, interaksi hidrofob, jembatan garam (interaksi ionik), ikatan disulfida dan lain-lain

4.

Strukturnya

tidak

stabil

terhadap

beberapa

perubahan yaitu: pH, temperatur, pelarut organik, radiasi, dan deterjen 5. Umumnya reaktif dan spesifik, karena gugus

samping yang reaktif dan susunan khas struktur makromolekulnya

Asam AminoStruktur umum:O H2N CH C OH R

Struktur

dasar

sama,

R

(rantai

samping)

menentukan sifat fisika dan kimia dalam rantai protein Sifat fisik rantai samping (gugus R) digunakan dalam penggolongan/klasifikasi asam amino

T u g a s !!!1. Tuliskan 20 asam amino, lengkap dengan kode singkatan 3 huruf dan 1 huruf serta struktur asam amino tersebut! 2. Klasifikasikan 20 AA berdasarkan kebutuhan pada organisme manusia!

Tugas 2Jelaskan penggunaan/kegunaan raksi kimia asam amino, berikut mekanisme reaksi yang mungkin terjadi!!!

Klasifikasi Asam AminoA. Berdasarkan Kebutuhan1. Asam Amino Essensial tidak dapat disintesis, tapi harus ada 2. Asam Amino Non Essensial dapat disintesis

B. Berdasarkan Muatan/polaritas1. Asam Amino dengan R yang non polar alifatik, aromatik, atom 5 kurang larut dalam air umumnya membentuk bagian dalam molekul protein globular 2. Asam Amino dengan R yang polar tak bermuatan hidroksil, amida, sulfhidril Mudah larut dalam air dapat membentuk ikatan hydrogen umumnya terletak pada permukaan molekul protein yang terkena pengaruh medium air 3. Asam Amino dengan R bermuatan negatif (AA asam) bermuatan negatif pada pH 6,0 7,0 dapat mengadakan interaksi ionic dengan gugus yang berlawanan atau dengan molekul/gugus polar 4. Asam Amino dengan R bermuatan posistif (AA basa) bermuatan (+) pada pH 7,0 Interaksi ion dengan gugus berlawanan

Sifat Asam-Basa Asam AminoMendasari kuantitatif protein pemisahan, identifikasi, penentuan dan komposisi asam amino dalam

Dalam larutan air, asam amino berada dalam bentuk ion berdwikutub (zwitterions)O H2N CH R C OH+

O H3N CH R C O-

bentuk tak berdisosiasi

bentuk zwitterion

Contoh: alanin, asam monoamino monokarboksilat, asam berbasa 2 yang terprotonasi sempurna. Titrasi sempurna dengan basa 2 protonOHNH3+ CHR COOH OHNH3+ CHR COONH2 CHR COO+ H+ NH3+ CHR COO+ H+

Kurva titrasi:13 12 11 10 9 8 pH 7 6 5 4 3 2 1 0NH2CHRCOOpK2 = 9,69

pHI = 6,02 H3 NCHRCOOpKi = 2,39+

pHI = (pK1+pK2)

NH3CHRCOONH2CHRCOOH3+NCHRCOO+

H3+NCHRCOOH H3+NCHRCOO-

0,5

1,0 Ekivalen basa

1,5

2,0

Nilai pK ditentukan dengan rumus HendersonHasselbach

pH = pK '+ log

[ akseptorproton ] [ donorproton]

pHI (pI) merupakan pH isoelektrik, yaitu pH dimana jumlah muatan (+) sama dengan jumlah muatan (-); tidak bergerak dalam medan listrik

pH I =

1 ( pK1 + pK 2 ) 2

pK1 pK2 masing-masing AA berbeda, pHI juga berbeda pHI sebagai indikator asam amino apa yang terdapat pada protein (suatu bahan makanan)

Streokimia Asam AminoAA hasil hidrolisis protein (kecuali glisin) bersifat optis aktif, yaitu dapat memutar bidang polarisasi cahaya bila diperiksa dengan polarimeter Senyawa optis aktif adalah senyawa asimetris, yaitu jika ke-4 gugus yang terikat pada atom C berbeda (C kiral; C* pada gambar) Dapat membentuk stereoisomer yang jumlahnya 2n, dengan n adalah jumlah C kiral

H H2N C* R COOH

O H 2N CH C H OH H 2N

O CH C CH3 OH H 2N

O CH C CH CH3 CH2 CH3 OH

Glisin

Alanin

Isoleusin

Reaksi Kimia Asam AminoDisebabkan oleh adanya gugus -karboksil, amino, gugus pada R Antara lain: 1. Reaksi NinhidrinO O H2N CH R (AA/Peptida) O (Ninhidrin) C OH + 2 OH C OH O O C NC O O

(senyawa kompleks berwarna biru) + H+ + 3 H2O + CO2 + RCOH

2.

Reaksi SangerNO2 COOH CH NH2 F FDNB R H + NO2 basa lemah HF + NO2 NH CH COOH NO2

AA/peptida

2,4 dinitrofenil (kuning merah)

3.

Reaksi Dansil KloridaCH3 COOH N CH3 O O S Cl dansyl klorida NH2 NH AA/peptida R CH COOH turunan dansyl AA (berfluoresensi) + CH R CH3 S CH3 N O O

4.

Reaksi EdmanCOOH + CH NH2 N AA/peptida C S fenilisotiosianat HOOC CH R derivat Asam Amino feniltiokarbamil C NH S CH R feniltiohidantain NH O C N C NH R siklisasi S H+

ProteinMerupakan gabungan dari 2 atau lebih asam amino yang berikatan peptida Contoh:O H2N CH C OH + H2N CH CH2 OH CH2 CH2 CH2 CH2 NH2 SERIN + LISIN O C OH H2N CH CH2 OH O O OH + H2O

H C N CH C CH2 CH2 CH2 CH2 NH2 SERILISIN

+

H2O

Klasifikasi ProteinA. Berdasarkan hasil hidrolisis 1. Protein sederhana hanya asam amino 2. Protein terkonyugasi asam amino + gugus protetik non protein Berdasarkan kelarutannya 1. Protein berserat Tidak larut dalam larutan garam dalam air Contoh: kalogen, keratin Menyusun jaringan penghubung organisme TT 2. Protein berbentuk bola Larut dalam larutan garam dalam air Contoh: enzim, antibodi, hormon

B.

C.

Berdasarkan fungsi Biologis 1. Protein sebagai enzim Merupakan kel. Protein terbesar. Setiap reaksi biologis selalu dikatalisis oleh enzim 2. Protein sebagai penyimpan Hb, penyimpan O2 dalam darah 3. Protein sebagai pengatur gerak Gerakan otot terjadi karena geseran protein miosin dan aktin 4. Protein sebagai penunjang (kolagen) Menahan daya robek kulit sewaktu pergeseran tulang 5. Protein sebagai pertahanan tubuh Protein sebagai antibodiAg Ig

AgAgIg

6. Protein sebagai hormon Adrenalin : hormon pertumbuhan Insulin : metabolisme glukosa 7. Protein sebagai racun Bila makanan tercemar oleh Closteredium akan terjadi keracunan 8. Protein Cadangan Ovalbumin : protein cadangan pada putih telur Ze-in : protein cadangan pada jagung

Organisasi Struktur Protein1. Struktur Primer ditentukan oleh ikatan kovalen antara residu asam amino yang berurutan yang membentuk ikatan peptida meliputi urutan, macam, jumlah asam amino yang membentuk rantai polipeptida

2. Struktur Sekunder ditentukan oleh ikatan hidrogen antara atom O dari (C=O) dengan atom H dari (NH) ikatan hidrogen paling kurang melewati 1 asam amino dapat berbentuk: helix (konformasi spiral) sheet (berlipat-lipat)

3. Struktur Tersier terbentuk karena pelipatan (folding) rantai helix dan Sheet, yang membentuk struktur yang lebih kompleks struktur kompleks disebabkan oleh ikatan kimia yang lain: interaksi ionik, interaksi hidrofob, interaksiikatan hidrogen, ikatan disulfida

denaturasi protein karena rusaknya struktur ini

4. Struktur Kuarterner Melibatkan gabungan dari beberapa tersier yang melibatkan beberapa protein

struktur

Enzim

Pendahuluan Sejarah perkembangan Sifat katalitik enzim

Klasifikasi dan Penamaan Trivial CEIUB

Mekanisme Reaksi Enzim Lock and Key Induced Fit

Aktivitas Enzim Kinetika Rekasi Enzim Michaelis Menten Lineweaver Burk

Inhibisi Rekasi Enzim Kompetitif Non Kompetitif Unkompetitif

Sejarah Perkembangan: Pasteur (1860) Proses fermentasi dikatalisis oleh en-zyme yang secara strukturil terikal dalam sel ragi Buchner (1897) Ekstraksi pertama enzim, yaitu enzim yang berfungsi dalam fermentasi alkohol Summer (1926) Isolasi enzim urease dari kacang-kacangan

menjadi kristal Nortrop (1930-1936) Kristalisasi kimotripsin enzim tripsin, pepsin dan

Sifat katalitik enzim:1. Enzim meningkatkan laju rekasi pada kondisi biasa (fisiologik) dari P, T, pH. 2. Mengkatalisis substrat dengan selektivitas dan

spesifisitas yang tinggi

3. Peningkatan laju raksi enzim sangat besarl

Klasifikasi dan Penamaan EnzimTrivialNon sistematik, nama lazim, nama dagang Contoh : pepsin, tripsin, kimotripsin

Menurut CEIUBDidasarkan pada macam raksi yang dikatalisis1. Oksidoreduktase, mengkatalisis reaksi oksidasi-reduksi bekerja pada: -CH-OH -CH=CH-CH-NH2 -C=O -CH=CH2 2. Trasferase, mengkatalisis reaksi pemindahan gugus tertentu bekerja pada: O O R-C-R R-CH Asil 3. Hidrolase, mengkatalisis reaksi hidrolisis bekerja pada: ikatan ester, glikosidik, peptida 4. Liase, mengkatalisis reaksi adisi (pemecahan ikatan rangkap) bekerja pada: -C=O-CN5. Isomerase, mengkatasisis reaksi isomerisasi L D Cis trans 6. Ligase, mengkatalisis reaksi pembentukan ikatan dengan bantuan energi dari ATP; bekerja pada: -C=O-C=S-C=N-C-C-

Contoh:O H2O + C H2N NH2 enzim 2 NH3 + CO2

Substrat : Urea Nama Trivial : urea + ase = urease Nama sistematik : urea amidohidrolase

Mekanisme Reaksi Enzim1. Teori Lock and Key

2. Teori Induced fit

Aktivitas EnzimSatuan aktivitas enzim: 1. Unit Aktivitas Jumlah enzim yang mampu mengkatalisis

perubahan satu nikromol substrat per menit pada kondisi tertentu

2. Aktivitas spesifik Unit aktivitas enzim pe mg kadar protein

Hal-hal yang mempengaruhi reaksi enzim:1. Konsentrasi Enzim A 2. Konsentrasi Substrat A

[E]

[S]

3. pH A

4. Temperatur A

pH pHopt 5. Waktu Inkubasi A Topt

T

6. Aktivator & Inhibitor Aktivator Inhibitor t

Kinetika Reaksi EnzimReaksi Enzim: E S ES P : : : : enzim substrat keadaan transisi komp. ES produk

1. Asas Kesetimbangan Michaelis-MentenKm(kons.disosiasi ) =

[E ][S ] [ES ]

Jika konsentrasi enzim awal = E0, maka konsentrasi enzim bebas =

[E ] = [EO ] [ES ] = [E 0 ] [P]SehinggaKm =

([E0 ] [P ]) [S ] ATAU [P]

Km =

([EO ][ES ]) [S ] [ES ]

Km.[S ] = [E O ][S ] [ES ][S ]

[ES ] =

[E0 ] S Km + [S ]

Jika laju reaksi = K3 . [ES]; maka:V = K3

[EO ][S ] Km + [S ]

ATAU

V =

K 3 [E O ] Km +1 [S ]

Jika [S] besar, di dapat laju reaksi maksimumVmax = K 3 .[EO ]

V = Vmax

K3

[EO ][S ] Km + [S ] K 3 .[E O ]

Vmax .[S ] Km + [S ] (Persamaan Michaelis Menten) V =

V

Vmax

V = Vmax

Km

[S]

2. Persamaan Lineweaver-Burk didapat dari transfomasi persamaan MichaelisMenten1 Km + [S ] = V Vmax .[S ] 1 1 Km 1 = + . V Vmax Vmax [S ]

1/V Kemiringan: Km/Vmax 1/Vmax -1/Km [1/S]

Inhibisi Reaksi Enzim 1. Inhibisi Kompetitif1/V +I -I

1/Vmax -1/Km 1/[S]

2. Inhibisi Non-kompetitif1/V +I -I

1/Vmax 1/Km 1/[S]

3. Inhibisi Un-kompetitif1/V +I -I

1/Vmax -1/Km

slope tetap 1/[S]

Karbohidrat(disebut juga sakarida)

Definisi Derivat aldehid atau keton dari alkohol polihidrik Senyawa biologik yang mampu menghasilkan derivat ini bila dihidrolisis

Rumus molekul(CH2O)n atau CnH2nOn

Fungsi Sebagai sumber energi Pembentuk struktur/kerangka Media spesifik dalam organ sel mahluk hidup

Klasifikasi1. Monosakarida Paling sederhana, merupakan monomer Contoh: glukosa 2. Oligosakarida Terdiri dari beberapa unit monomer Contoh: maltosa 3. Polisakarida Polimer monosakarida Contoh: amilosa

MonosakaridaTata nama, ditentukan oleh: Jumlah atom C Gugus aldehid atau keton + osa

Aldosa dan KetosaMerupakan dua kelompok utama monosakarida

Stereokimia Monosakarida Bentuk D & L dari monosakarida merupakan bayangan cermin, disebut enansiomer Enansiomer D paling banyak ditemukan pada senyawa sakarida Proyeksi Fisher D : gugus OH di kanan C kiral L : gugus OH di kiri C kiral Konfigurasi untuk monosakarida dengan lebih dari 1 kiral didasarkan pada konfigurasi relatif dari pusat asimetrik terjauh dari gugus karbonil Isomer yang berbeda pada orientasi tersebut dari karbon kiral yang lain disebut diastereoisomer

Struktur Cincin Monosakarida Monosakarida dengan 5 atau 6 karbon potensial membentuk struktur cincin Terjadi karena adanya gugus aldehid atau keton dan alkohol sehingga membentuk hemiasetal atau hemiketal Adanya tegangan sudut ikatan antar atom, menunjukkan struktur cincin beranggota 5 atau 6 lebih mudah/disukai terbenuk Cincin 6, dari hemiasetal disebut piranosa Cincin 5, dari hemiketal disebut furanosa Bentuk & -D-glukosa merupakan bentuk anomer dari D-glukosa rantai terbuka Bentuk anomer berada dalam kesetimbangan dengan rantai terbuka -D-glukosa rantai -D-glukosa 33% terbuka 67% Perubahan bentuk & disebut mutarotasi Gambaran perspektif bentuk lingkaran disebut rumus proyeksi Haworth planar, real tidak planar Contoh: glukosa, cincin piranosa dapat berbentuk kursi atau perahu tergantung sifat steriknya

Derivat Monosakarida Ester pospat intermediet penting dalam merupakan metabolisme berfungsi sebagai senyawa aktif dalam reaksireaksi metabolik senyawa gula ester pospat bersifat asam pada keadaan fisiologis berada sebagai campuran monoanion dan dianion

Contoh

Larutan dan Asam Lakton Merupakan produk oksidasi monosakarida

Alditiol merupakan hasil reduksi gugus karbonil contoh

Gula Amino 2 derivat Terdapat sederhanal, yaitu:

asam

amino

dari

gula

Modifikasi lebih lanjut menghasilkan turunana dari ke-2 senyawa tersebut

Glikosida Terbentuk dari eliminasi molekul air antara gugus hidroksil paa sakarida dan gugus hidroksil dari senya lain.

Beberapa

glikosida ditemuan pada jaringan tanaman dan hewan Bersifat racun, karena menginhibisi enzim-enzim yang terlibat dalam penggunaan ATP

OligosakaridaMonosakarida Ik. Glikosida Monosakarida oligosakarida/polisakarida

Struktur OligosakaridaBeberapa hal yang membedakan disakarida: 1. Melibatkan 2 monomer gula yang spesifik berikut stereoconfigurasinya 2. Melibatkan atom C dalam pengikatan Ikatan yang umum terjadi adalah: 1 1 : pada trehalosa 1 2 : pada sukrosa 1 4 : pada laktosa 1 6 : pada gentiobiosa 3. Konfigurasi anomer gugus hidroksil pada atom C hanya satu pada masing-masing residu 4. Urutan dari 2 unit monomer berbeda

Penulisan Struktur Disakarida1. Urutan dimulai dengan ujung non-reduksi disebelah kiri menggunakan singkatan yang telah tertentu. 2. Bentuk anomer dan enansiomer disebutkan sebagai suatu awalan ( contoh -D). 3. Konfigurasi cincin ditunjukkan oleh akhiran (p : piranosa ; f : furanosa). 4. Atom-atom yang membentuk ikatan glikosida ditunjukkan oleh angka dalam kurung (contoh (1 4)).

Stabilitas dan Pembentukan Ikatan Glikosida pembentukan eleminasi molekul air

ikatan glikosida bersifat metastabil hidrolisisnya dikatalisis oleh enim/asam sintesis, tidak terjadi seperti rekasi di atas sintesis, tidak perlu molekul template, tapi perlu enzim pada penambahan unit monomer

Pencernaan KarbohidratPolisakarida Monosakarida Mulut, lambung, pankreas, (glukosa)usus halus

hati, jaringan otot yang memerlukan

disimpan dalam bentuk glikogen

Hormon insulin (dihasilkan oleh pankreas) merangsang glikogenesis, sehingga glu gli. Jika pankreas rusak, insulin tidak dapat diproduksi, kadar glukosa meningkat, disebut diabetes.

170 140 kadar glukosa 90 70 mg/100

keadaan koma diabetik hiperglisemia keadaan normal hipoglisemia ml

darah

Glikolisis- adalah jalur penguraian glukosa - disebut juga jalur Embden-Meyerhoff - dapat berlangsung secara aerob dan anaerob

Jalur glikolisisGlukosaATP ADP

Glukosa-6-fosfat

Fruktosa-6-fosfatATP ADP

Fruktosa-1,6-difosfat

Gliseraldehid-3-fosfatNAD + PiH+ + NADH

Dihidroksiaseton-fosfat

1,3-difosfo gliseratADP + Pi ATP

3-fosfo gliserat

2-fosfo gliserat2H2O

fosfoenol piruvat Piruvat

ADP + Pi ATP

Reaksi total:Glukosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ 2 Piruvat + 2 ATP + + 2H+ + 2H2O 2 NADH

GlukoneogenesisAdalah pembentukan kembali glukosa dari piruvat Merupakan reaksi kebalikan dari glikolisis 3 tahap yang irreversibel adalah:

Glukosa ATP Hexokinase ADP Glukosa-6-fosfat (1) Pi Glukosa-6-fosfatase

Fruktosa-6-fosfat ATP PhosphofruktoKinase (PFK) ADP Fruktosa-1,6-bisfosfat (2) Pi Fruktosa-1,6-bisfosfatase

Fosfo enol piruvat GDP+CO2 ADP GTP Piruvat kinase ATP ATP + CO2 Piruvat (3) Oksaloasetat ADP + Pi Piruvat karboksilase Fosfoenolpiruvat karboksikinase

Jalur Pentosa Fosfatmenghasilkan energi lain (selain NADH) yaitu NADPH yang berguna untuk biosintesis protein menghasilkan senyawa antara pentosa (terutama ribosa-5-fosfat) untuk biosintesis asam nukleat jalur metabolisme masuknya pentosa ke glikolisisNADP+ NADPH + H+

Glukosa-6-P 6-fosfoglukonolakton Glukosa-6-P-dehidrogenase H2O Laktonase H+ 6-fosfoglukonat NADP+ 6-fosfoglukonat dehidrogenase ribosa fosfat isomerase ribosa5-fosfat NADPH

ribulosa-5-fosfat

Reaksi total:Glukosa-6-P + 2NADP+ + H2O Ribosa-5-P + 2 NADPH + 2H+

Glikogenesis dan GlikogenolisisGlikogenesis : pembentukan glikogen Glikogenolisis : perombakan/peruairan gglikogenUDP E6 UDP-Glukosa Ppi 2Pi ADP ATP Keterangan: UTP : ATP : ADP : Pi : UDP : uridin tripospat adenosin tripospat adenosin dipospat pospat anorganik glukosa: uridin dipospatglukosa Ppi : pyropospat E1 E2 E3 E4 E5 E6 : : : : : fosforilase fosfoglukomutase fosfatase heksokinase UTP-uridin transferase : glikogen sintetase E4 Glukosa E3 Pi E5 UTP E2 Glukosa-6-fosfat Glikogen Pi E1 Glukosa-1-fosfat

GlikogenolisisGlikogen + Pi (n residu) glikogen (n-1 residu) + glukosa-1-fosfat

glukosa-6-fosfat glukosa + Pi

GlikoproteinKomponen utama : amono sugar Dikelompokkan menjadi 2 golongan: 1. N-linked

Mengandung teminal N-asetil glukosamin yang terikat pada gugus amina residu asparagin 2. O-linked Mengandung terminal N-asetil glukosamin yang terikat pada gugus hidroksil residu threosin atau serine

LipidaDefinisi:Zat-zat yang dapat diekstraksi dari materi hidup dengan menggunakan pelarut hidrokarbon Kelompok senyawa heterogen yang berhubungan dengan asam lemak, baik secara aktual maupun potensial

Fungsi:1. 2. 3. 4. Penyimpan energi dan trasport Struktur membran Kulit pelindung dan komponen dinding sel Penyampai kimia

Klasifikasi:A. Lipid Sederhana (Simple Lipid)Ester asam lemak dari berbagai alkohol 1. Lemak, ester asam lemak dengan gliserol 2. Lilin, ester asam lemak dengan alkohol monohidrat lebih tinggi dari gliserol

B. Lipid Campuran (Compound Lipid)Ester asam lemak yang mengandung gugus tambahan selain alkohol dan asam lemak 2. Fosfolipid, mengandung asam lemak, alkohol, asam fosfat, unsur lain (N) 3. Glikolipid, mengandung as. lemak, karbohidrat, N C. Derived Lipid, zat-zat yang berasal dari hidrolisis A dan B

D. Lipid golongan netral- gliserida - kolestreol - esterkolesteril

Mempunyai sifat fisik Amfipatik, satu bagian polar (hidrofil) satu bagian hidrokarbon (hidrofob) Struktur yang timbul dari molekul-molekul amfipatik pada suasana berair (polar)

AnalisisBilangan Reichert Meisel (BRM) Jumlah 0,1 N basa yang diperlukan setiap 5 gr lemak untuk menetralkan asam-asam lemak yang mudah menguap pada distilasi, yaitu. Asam lemak C4 dan C6 digunakan untuk analisis pemalsuan mentega Bilangan Polenske Jumlah ml 0,1N alkali yang diperlukan untuk menetralkan asam lemak C8 - C14 yang terdapat dalam 5 gr contoh. menentukan kadar asam lemak volatil, tetapi tidak larut dalam air NaOH Lemak Sabun Na C4 dan C6 (larut) C8 C14 (tdk larut) asam volatil C4 C14 gliserol + Na2SO4 + As. Lemak bebas distilasi

Bilangan Kirschner Baru (BKB) Jumlah ml basa 0,1N yang diperlukan setiap 5 gr lemak/minyak untuk menetralkan asam lemak volatil yang garam-garam peraknya larut dalam campuran etanol air membedakan margarin dan mentega

A = Bil. Kirschner B = ml alkali untuk menitrasi 100 ml distilat pada BRM Bilangan Penyabunan (BP) Jumlah ml KOH yang dibutuhkan untuk menyabunkan 1 gr lemak Bilangan Hehner menentukan jumlah asam lemak yang tidak larut dalam air

Bilangan Iodin Gr iodin yang diserap oleh 100 gr lemak

Biosintesis LipidaAsam lemak Karbohidrat Asam Lemak

Asetil Ko-A

Malonil Ko-A

Asetoasetil Ko-A

Asam Lemak

Hidroksimetil glutamil

Triasilgliserol ddl lipid kompleks Kolesterol Hormon steroid steroid fekal

Asam empedu

Reaksi Kimia Asam AminoDisebabkan oleh adanya gugus -karboksil, amino, gugus pada R Antara lain: 5. Reaksi Ninhidrin

Reaksi Ninhidrin dapat dipakai untuk penentuan kuantitatif asam amino. Dengan memanaskan campuran asam amino dan ninhidrin, terjadilah larutan berwarna ungu/lembayung yang intensitasnya dapat ditentukan dengan cara spektrofotometri. Semua asam amino dan peptide yang mengandung gugus amino bebas memberikan reaksi ninhidrin yang positif. Prolin dan hidroksiprolin yang gugus aminonya tersubstitusi, memberikan hasil reaksi lain yang berwarna kuning. Setelah pemisahan secara kromatografi, asam amino diperlukan dengan pereaksi ninhidrin. Gugus amina dapat bereaksi dengan pereaksi ninhidrin membentuk amonia, CO2 dan aldehid. Reaksi ninhidrin di pakai sebagai dasar untuk penentuan kuantitas asam amino. Warna biru menunjukkan secara khas gugus amino. Tetapi prolin dan hidrosiprolin yang mempunyai gugus amina sekunder menghasilkan warna kuning. Sedangkan asparagin yang mengandung gugus amida bebas bereaksi membentuk warna coklat.O O H2N CH R (AA/Peptida) O (Ninhidrin) C OH + 2 OH C OH O O C NC O O

(senyawa kompleks berwarna biru) + H+ + 3 H2O + CO2 + RCOH

6.

Reaksi Sanger

Reaksi Sanger adalah reaksi yang digunakan untuk menentukan residu N-ujung, 1fluoro-2,4-dinitrobenzena. Gugus fluoro dari reagensia Sanger itu dapat mengalami substitusi nukleofilik aromatik dengan amina. Substitusi itu mudah karena zat-zat antara karbanion distabilkan oleh gugus nitro. Reagensia sanger bereaksi dengan mudah dengan asam amino ujung N dari suatu peptida dan mengubah gugus amino itu menjadi gugus arilamino. Setelah peptida yang ditangani itu dihidrolisis lengkap, asam amino ujung N tetap terikat pada gugus 2,4 dinitrofenil dan karena itu dapat dipisahkan dari asam-asam amino lain yang diidentifikasi.

NO2 COOH CH NH2 F FDNB R H + NO2 basa lemah HF +

NO2

NO2 NH CH COOH

AA/peptida

2,4 dinitrofenil (kuning merah)

Dalam reaksi ini terbentuk derivat asam amino 2,4 dinitrofenil yang berwarna kuat. Senyawa FDNB bereaksi dengan gugus amino yang bebas pada ujung N suatu peptida, dengan gugus E-amina dari asam amino lisin begitu juga gugus amino dalam asam amina bebas. Jadi jika peptida atau protein direaksikan dengan FDNB, kemudian dihirolisis dan diisolasi, asam amino terminal yang membentuk protein dapat ditentukan.

7.

Reaksi Dansil Klorida

Gugus amina pada asam amino atau peptida bereaksi dengan dansil klorida (1dimetilaminoftalen klorida) membentuk derivat asam amino dansil. Gugus dansil ini berfluoresensi sehingga asam amino yang sangat sedikit dapat ditentukan dengan cara ini.CH3 COOH N CH3 O O S Cl dansyl klorida NH2 NH AA/peptida R CH COOH turunan dansyl AA (berfluoresensi) + CH R CH3 S CH3 N O O

Cara pendekatan yang lebih baru dan efisien menggunakan dansil klorida sebagai pereaksinya. Hidrolisis ikatan amida dalam turunan peptida ini dapat dilaksanakan tanpa memisahkan ikatan antara asam amino dan pereaksinya. Analisis secara kromatografi mengenali asam amino yang telah ditandai sebagai gugus ujung N.

8.

Reaksi Edman

Reaksi Edman merupakan reaksi antara asam amino dengan fenilisotiosianat, yang menghasilkan derivat asam amino feniltilkarbamil. Dalam suasana sam dalam pelarut nitrometan, yang terakhir ini mengalami siklisasi membentuk senyawa lingkar feniltiohidantoin. Hasil reaksi yang terjadi dapat dipisahkan dan diidentifikasi secara kromatografi. Reaksi ini juga dipakai untuk penentuan asam amino ujung N suatu rantai polipeptida.

COOH + CH NH2 N AA/peptida C S fenilisotiosianat HOOC CH R derivat Asam Amino feniltiokarbamil C NH S NH R

H+

siklisasi S N O C CH R feniltiohidantain C NH