125
Pengantar Biokimia Pengantar Biokimia Prof. Dr. Mohamad Sadikin Prof. Dr. Mohamad Sadikin DSc DSc Departemen Biokimia dan Departemen Biokimia dan Biologi Molekuler FKUI Biologi Molekuler FKUI

Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

  • Upload
    dodnur

  • View
    328

  • Download
    11

Embed Size (px)

DESCRIPTION

biokimia

Citation preview

Page 1: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Pengantar Pengantar BiokimiaBiokimiaProf. Dr. Mohamad Sadikin DScProf. Dr. Mohamad Sadikin DScDepartemen Biokimia dan Biologi Departemen Biokimia dan Biologi Molekuler FKUI Molekuler FKUI

Page 2: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Biokimia :Biokimia : Mencoba memahami fenomena Mencoba memahami fenomena hiduphidup dengan dengan

menggunakan menggunakan prinsip prinsip dan dan konsep kimia.konsep kimia. Kata kunci : Kata kunci : hiduphidup & & kimiakimia Hidup Hidup ?? : : Dicoba dijawab oleh para filsuf, pemikir, sufi, Dicoba dijawab oleh para filsuf, pemikir, sufi,

ilmuwan (Erwin Schrilmuwan (Erwin Schrödinger, fisikawan kuantum, ödinger, fisikawan kuantum, menulis buku menulis buku What isWhat is Life ? Mind and matter.Life ? Mind and matter.

Page 3: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Lebih mudah : tanda-tanda / fenomena hidup Lebih mudah : tanda-tanda / fenomena hidup Kimia Kimia ? : ilmu yang mempelajari segala sesuatu ? : ilmu yang mempelajari segala sesuatu

tentang tentang materimateri & & energienergi dan semua seluk beluk dan semua seluk beluk antara keduanya.antara keduanya.

Apa hubungan hidup (Apa hubungan hidup (BiosBios), tepatnya fenomena ), tepatnya fenomena hidup dengan kimia ?hidup dengan kimia ?

Fenomena hidup diperlihatkan oleh makhluk hidup, Fenomena hidup diperlihatkan oleh makhluk hidup, sesuatu yang berupa benda / materi sesuatu yang berupa benda / materi ? . ? .

Cukup lama dipertanyakan, tunduk / tidak kpd hk. Cukup lama dipertanyakan, tunduk / tidak kpd hk. Fisikokimia ? Fisikokimia ?

Page 4: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Ilmu-ilmu kealaman (Ilmu-ilmu kealaman (natural sciencesnatural sciences) yg membahas ) yg membahas

benda secara umum (kimia & fisika) & keperluan akan benda secara umum (kimia & fisika) & keperluan akan pemahaman makhluk hidup (biologi, mis.untuk pertanian, pemahaman makhluk hidup (biologi, mis.untuk pertanian, peternak, pengobatan dll) berkembang serentakpeternak, pengobatan dll) berkembang serentak

Fenomena biologi sangat kompleksFenomena biologi sangat kompleks Fisika & kimia masih dlm thp awal Fisika & kimia masih dlm thp awal

Disimpulkan : makhluk hidup tidak tunduk kpd hk. Fisika-Disimpulkan : makhluk hidup tidak tunduk kpd hk. Fisika-

Kimia Kimia Bbg. Gagasan pada bbg budaya. Bbg. Gagasan pada bbg budaya.

Page 5: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Usaha memahami hidup Usaha memahami hidup secara kimia dalam secara kimia dalam berbagai budayaberbagai budaya

Cina Cina - teori panca unsur dalam paradigma harmoni - teori panca unsur dalam paradigma harmoni

semesta (semesta (yin-yangyin-yang))- 5 unsur : tanah, air, api, kayu, logam menyusun - 5 unsur : tanah, air, api, kayu, logam menyusun

segala sesuatusegala sesuatu- pada tiap benda tersusun dalam perbandingan - pada tiap benda tersusun dalam perbandingan

tertentutertentu- perbandingan tsb - perbandingan tsb harmoni yin-yang pada tiap harmoni yin-yang pada tiap

benda (mikrokosmos)benda (mikrokosmos)

Page 6: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Hidup : perbandingan 5 unsur Hidup : perbandingan 5 unsur harmoni yin-yang dengan harmoni yin-yang dengan ciri ciri

tertentutertentu Sakit : harmoni yin-yang berada dalam ciri yang tidak Sakit : harmoni yin-yang berada dalam ciri yang tidak

seharusnyaseharusnya

Pengobatan: usaha / tindakan untuk kembalikan harmoni Pengobatan: usaha / tindakan untuk kembalikan harmoni semula.semula.

Yunani – Latin :Yunani – Latin :- Galenus : teori 4 cairan yang berimbang :- Galenus : teori 4 cairan yang berimbang :Darah (sanguinis), empedu (choleris), getah bening Darah (sanguinis), empedu (choleris), getah bening

(phlegmatis) & empedu hitam (melancholis). (phlegmatis) & empedu hitam (melancholis).

Page 7: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Tiap cairan tubuh, selain punya warna tersendiri, Tiap cairan tubuh, selain punya warna tersendiri,

juga mempunyai sifat fisik sendiri.juga mempunyai sifat fisik sendiri. Sakit : nirimbang antara ke 4 cairan dalam tubuh Sakit : nirimbang antara ke 4 cairan dalam tubuh

(kelebihan salah satu karena suatu sebab)(kelebihan salah satu karena suatu sebab) Pengaruhi warna karakter / kepribadian seseorang, Pengaruhi warna karakter / kepribadian seseorang,

ok bgmnpun ada predomonasi ringan salah satuok bgmnpun ada predomonasi ringan salah satu Legenda “air kehidupan” pada hampir setiap Legenda “air kehidupan” pada hampir setiap

budaya (tirta amerta dalam legenda Hindu & kisah budaya (tirta amerta dalam legenda Hindu & kisah Dewa Ruci)Dewa Ruci)

Page 8: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Pada abad pertengahan sampai abad 19:Pada abad pertengahan sampai abad 19:- faham - faham vitalismevitalisme pada budaya Barat, yang dianut oleh pada budaya Barat, yang dianut oleh

banyak filsuf dan hampir seluruh naturalis : banyak filsuf dan hampir seluruh naturalis : - - sistem hidup punya substansi dan sistem energi sistem hidup punya substansi dan sistem energi

sendirisendiri

- gagasan tentang - gagasan tentang substansi vitalsubstansi vital dan dan energi vital energi vital ..- energi vital : dalam budaya lain juga muncul sbg - energi vital : dalam budaya lain juga muncul sbg pranaprana

(India), (India), chichi (Cina), (Cina), kiki (Jepang), tetapi sbg bagian energi (Jepang), tetapi sbg bagian energi semesta (kosmik).semesta (kosmik).

Page 9: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Perkembangan KimiaPerkembangan Kimia Sebenarnya pada mulanya ditujukan Sebenarnya pada mulanya ditujukan

untuk :untuk :1. Memahami kehidupan (ada buku al-1. Memahami kehidupan (ada buku al-

Ghazali berjudul “al-Kimiatus-Sa’adah” : Ghazali berjudul “al-Kimiatus-Sa’adah” : kimia kebahagiaan)kimia kebahagiaan)

2. memurnikan emas dan mencoba 2. memurnikan emas dan mencoba membuat emas dari bahan lain (kim dlm membuat emas dari bahan lain (kim dlm bhs Cina : emas.bhs Cina : emas.

Page 10: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Mengapa emas ? : sudah lama diketahui, emas adalah Mengapa emas ? : sudah lama diketahui, emas adalah

logam mulia & abadi (tahan perubahan & waktu) logam mulia & abadi (tahan perubahan & waktu) emas lambang keabadianemas lambang keabadian

3. Kesibukan membuat emas berubah menjadi kesibukan 3. Kesibukan membuat emas berubah menjadi kesibukan menyelidiki & membuat ramuan yang menyebabkan menyelidiki & membuat ramuan yang menyebabkan keabadian / kesehatanbila diminum (elixir)keabadian / kesehatanbila diminum (elixir)

Di tangan ilmuwan Islam, terutama oleh Jabir ibn Di tangan ilmuwan Islam, terutama oleh Jabir ibn Hayyan dan para ahli farmasi berikut, alkimia (diwarnai Hayyan dan para ahli farmasi berikut, alkimia (diwarnai mistik & simbol) mistik & simbol) bentuk yang lebih realistis (alkohol bentuk yang lebih realistis (alkohol dll) dll)

Page 11: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Bapak kimia modern : Antoine Lavoisier ingin Bapak kimia modern : Antoine Lavoisier ingin membuktikan, bahwa baik pembakaran mau pun membuktikan, bahwa baik pembakaran mau pun pernafasan mengkonsumsi substansi yang sama pernafasan mengkonsumsi substansi yang sama

1. penemuan O1. penemuan O22

2. hukum kekekalan massa. 2. hukum kekekalan massa. Penemuan 1 : bantahan pertama tentang substansi Penemuan 1 : bantahan pertama tentang substansi

vital.vital.

Teori vital merevisi konsep & membagi ilmu kimia Teori vital merevisi konsep & membagi ilmu kimia menjadi organik & anorganik. menjadi organik & anorganik.

Page 12: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Yang dimaksud dengan kimia organik ialah ilmu kimia yang Yang dimaksud dengan kimia organik ialah ilmu kimia yang

membicarakan bbg senyawa yang tidak disintesis membicarakan bbg senyawa yang tidak disintesis in vitroin vitro Urea : CO(NHUrea : CO(NH22))22 hanya ditemukan dalam urea, produk hanya ditemukan dalam urea, produk

binatangbinatang Etanol selama ini hanya dihasilkan pada peragian (Pasteur: Etanol selama ini hanya dihasilkan pada peragian (Pasteur:

ragi adalah makhluk renik)ragi adalah makhluk renik) Friedrich Wohler, 1828 sintesis urea dgn memanaskan Friedrich Wohler, 1828 sintesis urea dgn memanaskan

amonium sianat, NHamonium sianat, NH44OCNOCN Hermann Kolbe, mensintesis cuka dari bahan anorganik & Hermann Kolbe, mensintesis cuka dari bahan anorganik &

1861 sintesis asam salisilat dari fenol & asam karbonat. 1861 sintesis asam salisilat dari fenol & asam karbonat.

Page 13: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Pierre Berthelot mulai 1856 membuat berbagai senyawa Pierre Berthelot mulai 1856 membuat berbagai senyawa

organik dari langsung dari elemen, 1862 benzen dari organik dari langsung dari elemen, 1862 benzen dari asetilen dan 1866 etanol dari COasetilen dan 1866 etanol dari CO22 dan H dan H22OO

Penelitian Wohler, Kolbe, Berthelot dll menunjukkan, Penelitian Wohler, Kolbe, Berthelot dll menunjukkan, banyak senyawa yang mulanya dikira hanya dpt dibuat banyak senyawa yang mulanya dikira hanya dpt dibuat makhluk hidup, ternyata dapat dibuat tanpa memerlukan makhluk hidup, ternyata dapat dibuat tanpa memerlukan makhluk hidup.makhluk hidup.

Lebih jauh lagi, unsur penyusun senyawa organik Lebih jauh lagi, unsur penyusun senyawa organik (mulanya diduga dibuat makhluk hidup) ternyata tdk khas (mulanya diduga dibuat makhluk hidup) ternyata tdk khas makhluk hidup, karena ditemukan juga pd senyawa lain makhluk hidup, karena ditemukan juga pd senyawa lain

Page 14: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

gagasan substansi vital sangat diragukan.gagasan substansi vital sangat diragukan.

Konsep ilmu kimia organik terpaksa harus dirombak, Konsep ilmu kimia organik terpaksa harus dirombak,

sebagai ilmu kimia yang membicarakan hidrokarbon sebagai ilmu kimia yang membicarakan hidrokarbon dan turunannya, tanpa menyangkutkannya ke dan turunannya, tanpa menyangkutkannya ke makhluk hidup. makhluk hidup.

Kelak, konsep energi vital juga dapat dikembalikan Kelak, konsep energi vital juga dapat dikembalikan ke gagasan energi yang umum, setelah konsep ke gagasan energi yang umum, setelah konsep energi berkembang & terukur (Helmholz, Joule, Watt energi berkembang & terukur (Helmholz, Joule, Watt ) )

Page 15: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Kesimpulan :Kesimpulan :1. Vitalisme adalah konsep kosong. Apa yang dikatakan 1. Vitalisme adalah konsep kosong. Apa yang dikatakan

sbg energi vital, ternyata tunduk kepada hkm sbg energi vital, ternyata tunduk kepada hkm termodinamika biasa dan spt energi lain, dapat termodinamika biasa dan spt energi lain, dapat mengalami interkonversi mengalami interkonversi berbagai bentuk berbagai bentuk

2. Substansi vitral kebanyakan dpt disintesis dari bahan 2. Substansi vitral kebanyakan dpt disintesis dari bahan anorganik, sehgg ggsan kimia organik harus direvisianorganik, sehgg ggsan kimia organik harus direvisi

Al-Qur’an 3:27, 6:95 dan 30:19: Tuhan keluarkan benda Al-Qur’an 3:27, 6:95 dan 30:19: Tuhan keluarkan benda hidup dari benda mati & benda mati dari benda hidup hidup dari benda mati & benda mati dari benda hidup adanya metabolisme & kesia-sian konsep vitalis adanya metabolisme & kesia-sian konsep vitalis

Page 16: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Pada kenyataannya, dlm makhluk hidup terjadi :Pada kenyataannya, dlm makhluk hidup terjadi :- - komposisi-dekomposisi, komposisi-dekomposisi, - sintesis-lisis, - sintesis-lisis, - anabolisme-katabolisme- anabolisme-katabolisme.. Tiap ruas dari pasangan tersebut adalah:Tiap ruas dari pasangan tersebut adalah:- - reaksi kimia reaksi kimia - masing-masing tunduk pada hk- masing-masing tunduk pada hk22

fisikokimia fisikokimia umum yang ada.umum yang ada.

Page 17: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Reaksi kimia di dalam Reaksi kimia di dalam dan di luar seldan di luar sel

2 sistem :2 sistem :A. tabung reaksi berisi :A. tabung reaksi berisi :- air (H- air (H22O)O)

- dialiri dengan CO- dialiri dengan CO22 murni murni

- sumber sinar uv dengan rentangan - sumber sinar uv dengan rentangan tertentutertentu

- sumber energi panas, bila perlu- sumber energi panas, bila perlu

Page 18: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

B. cawan Petri, berisi :B. cawan Petri, berisi :- air (H- air (H22O)O)

- CO- CO22 , cukup dari udara saja ( [ ] <<) , cukup dari udara saja ( [ ] <<)

- disinari dengan cahaya matahari saja.- disinari dengan cahaya matahari saja.- sehelai daun segar- sehelai daun segar Diharapkan :Diharapkan : terjadi pembentukan glukosa dari molekul air dan COterjadi pembentukan glukosa dari molekul air dan CO22

(fotosintesis) baik di A mau pun di B, menurut reaksi (fotosintesis) baik di A mau pun di B, menurut reaksi 6 CO6 CO22 + 6 H + 6 H22O O C C66HH1212OO66 + 6O + 6O22

Page 19: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Kenyataan :Kenyataan :- di A tidak terjadi reaksi kimia apa pun, termasuk reaksi kimia - di A tidak terjadi reaksi kimia apa pun, termasuk reaksi kimia

yang diharapkanyang diharapkan- di B terjadi reaksi kimia yang diharapkan, yaitu pembentukan - di B terjadi reaksi kimia yang diharapkan, yaitu pembentukan

glukosaglukosa Catatan :Catatan :- bahan baku yang diperlukan terdapat, baik di A mau pun di B- bahan baku yang diperlukan terdapat, baik di A mau pun di B- kondisi di A lebih terstandarisasi dari pada di B- kondisi di A lebih terstandarisasi dari pada di B- hk- hk22 fisikokimia yang berlaku di A = di B fisikokimia yang berlaku di A = di B- satu-satunya beda : makhluk hidup di B- satu-satunya beda : makhluk hidup di B

Page 20: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

B, yang mempunyai daun segar, suatu B, yang mempunyai daun segar, suatu makhluk hidup makhluk hidup

(=sistem organisasi molekul)(=sistem organisasi molekul) yang mampu menata yang mampu menata benda-benda “mati” (anorganik) berupa CObenda-benda “mati” (anorganik) berupa CO22 dan H dan H22O, O, menjadi molekul bagian tak terpisahkan dari makhluk menjadi molekul bagian tak terpisahkan dari makhluk hidup (organik), yaitu Chidup (organik), yaitu C66HH1212OO66. .

Dapat dinyatakan dalam reaksi kimiaDapat dinyatakan dalam reaksi kimia

kondisi fisikokimiakondisi fisikokimia

-sel memungkinkan kondisi & hk fisikokimia biasa bekerja -sel memungkinkan kondisi & hk fisikokimia biasa bekerja secara terarah & produktifsecara terarah & produktif

Page 21: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Sel haruslah suatu struktur dengan Sel haruslah suatu struktur dengan

suatu sistem, organisasi & keteraturan suatu sistem, organisasi & keteraturan yang tinggi, bukan sesuatu yang yang tinggi, bukan sesuatu yang acak / baur / difus acak / baur / difus

Page 22: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Tingkat organisasi fungsi Tingkat organisasi fungsi & hidup dalam sel& hidup dalam sel

Analisis kimia : sel apa pun, tersusun dari unsurAnalisis kimia : sel apa pun, tersusun dari unsur22 C,H,N,O,P,S dan sejumlah logamC,H,N,O,P,S dan sejumlah logam

Analisis Analisis senyawa kimia senyawa kimia ::- - bbg mol yang bbg mol yang mirip / dpt digolongkan dlm bbp mirip / dpt digolongkan dlm bbp

kelompokkelompok- semuanya mempunyai peran penting dlm - semuanya mempunyai peran penting dlm

kehidupan sel kehidupan sel biomolekulbiomolekul Biomolekul dikelompokkan menrt ukuran:Biomolekul dikelompokkan menrt ukuran:Ion, biomikromolekul, biomakromolekulIon, biomikromolekul, biomakromolekul

Page 23: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Ion & biomikromolekul :Ion & biomikromolekul :- sbg pembuat suasana lingk kondusif (fisiologis)- sbg pembuat suasana lingk kondusif (fisiologis)ionion- kofaktor- kofaktor- pemasok energi (biomikromol)- pemasok energi (biomikromol)- batu bata penyusun (building block) mol>- batu bata penyusun (building block) mol>- caraka- caraka- koenzim- koenzim- pertahanan (tban, invertebrata)- pertahanan (tban, invertebrata)Meski pun ion<biomikromol, ion bukan building block Meski pun ion<biomikromol, ion bukan building block

biomikromolbiomikromol

Page 24: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Biomakromolekul (biopolimer)Biomakromolekul (biopolimer)# heterobiopolimer > homobiopolimer# heterobiopolimer > homobiopolimer# tersusun dari biomikromolekul sbg unit, terikat dengan ikatan # tersusun dari biomikromolekul sbg unit, terikat dengan ikatan

kovalenkovalen# fungsi :# fungsi :- penyusun & pendukung struktur (lemak, polisakarida, protein)- penyusun & pendukung struktur (lemak, polisakarida, protein)- efektor / regulator (protein)- efektor / regulator (protein)- penyimpan informasi (asam nukleat)- penyimpan informasi (asam nukleat) Kx supramolekulKx supramolekul Partikel subselulerPartikel subseluler organelorganel

Page 25: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Organisasi molekul dg Organisasi molekul dg kompleksitas ini kompleksitas ini hierarki, yang hierarki, yang

memungkinkan :memungkinkan :1. Hk1. Hk22 fisikokimia tertentu berjalan fisikokimia tertentu berjalan2. Akibatnya, rx kimia berjalan2. Akibatnya, rx kimia berjalan3. Organisasi dan hierarki 3. Organisasi dan hierarki rx kimia berjalan terarah rx kimia berjalan terarah Contoh : FotosintesisContoh : Fotosintesis- terjadi di sel (tda bbg organel)- terjadi di sel (tda bbg organel)- berlgsg di organel kloroplas(mmb&matrix)- berlgsg di organel kloroplas(mmb&matrix)-mmb & matrix : kx supramolekul-mmb & matrix : kx supramolekul-mmb : kx supramolekul lipoprotein-mmb : kx supramolekul lipoprotein-matrix : multiprotein-matrix : multiprotein

Page 26: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

- kedua kx ini (mmb & matrix) harus interaksi dengan tepat - kedua kx ini (mmb & matrix) harus interaksi dengan tepat

u/ dpt berfgsu/ dpt berfgs- u/ itu, str 3 D harus tepat- u/ itu, str 3 D harus tepat- - perlu pH tertentu (garam anorganik & ion) perlu pH tertentu (garam anorganik & ion)- perlu stabilisator / kofaktor - perlu stabilisator / kofaktor logam logam Interaksi ion, mol kecil, kx multiprotein & lipoprotein hrs :Interaksi ion, mol kecil, kx multiprotein & lipoprotein hrs :- spesifik (aspek kualitatif) - spesifik (aspek kualitatif) struktur struktur- tepat dalam jumlah / stoikiometri (aspek kuantitatif) - tepat dalam jumlah / stoikiometri (aspek kuantitatif)

reaksi kimia berjalan (fungsional)reaksi kimia berjalan (fungsional)

Page 27: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Biomolekul Biomolekul Tiap molekul yang berperan dalam fungsi hidupTiap molekul yang berperan dalam fungsi hidup Tda :Tda :1. Ion / logam / air1. Ion / logam / air2. Mikromolekul2. Mikromolekul3. Makromolekul3. Makromolekul Air (HAir (H22O) : sebagian besar sel tda air :O) : sebagian besar sel tda air :

# Pelarut terpenting / satu-satunya pelarut dikenal # Pelarut terpenting / satu-satunya pelarut dikenal dalam makhluk hidupdalam makhluk hidup

# Keuntungan air sebagai pelarut :# Keuntungan air sebagai pelarut :

Page 28: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Oleh karena ikatan –H antar molekul secara keseluruhan Oleh karena ikatan –H antar molekul secara keseluruhan

sangat kuat :sangat kuat :- Tidak mudah menguap- Tidak mudah menguap

- menyerap panas (suhu tidak mudah naik)- menyerap panas (suhu tidak mudah naik)- sangat stabil, ok tk energi <<- sangat stabil, ok tk energi <<- secara kimia sangat inert, tdk dpt dioksidasi lebih lanjut.- secara kimia sangat inert, tdk dpt dioksidasi lebih lanjut. Ion / logam : Ion / logam : # berbagai biomol lain, t.u biomakromol :# berbagai biomol lain, t.u biomakromol :- harus larut dalam air- harus larut dalam air

Page 29: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

- harus dalam str 3 D tertentu yang tepat supaya dapat - harus dalam str 3 D tertentu yang tepat supaya dapat

berfungsiberfungsi- keduanya dicapai dengan bantuan interaksi dengan air - keduanya dicapai dengan bantuan interaksi dengan air

dan ion / logamdan ion / logam- ion : untuk pH- ion : untuk pH- logam : str tertentu, distabilkan oleh Zn / Ca. Aktivasi - logam : str tertentu, distabilkan oleh Zn / Ca. Aktivasi

banyak protein : Cabanyak protein : Ca Mikromolekul :Mikromolekul :- sumber energi (KH:glukosa, lipid:asam lemak)- sumber energi (KH:glukosa, lipid:asam lemak)- - building blockbuilding block : monosakarida,aa, lemak, nukleotida) : monosakarida,aa, lemak, nukleotida)

Page 30: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

- Caraka (antarsel & intrasel)- Caraka (antarsel & intrasel)- Kofaktor- Kofaktor- Alat pertukaran energi- Alat pertukaran energi Makromolekul :Makromolekul :- Protein- Protein- KH (polisakarida)- KH (polisakarida)- Asam nukleat- Asam nukleat- [Lemak]- [Lemak]

Page 31: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Mikromolekul sebagai Mikromolekul sebagai sumber energisumber energi

KH t.u glukosa & lipid, t.u asam lemakKH t.u glukosa & lipid, t.u asam lemak 2 sumber berbeda ini, mempunyai waktu 2 sumber berbeda ini, mempunyai waktu

kerja #kerja # Glukosa :Glukosa :- untuk aktivitas ukuran biasa- untuk aktivitas ukuran biasa- untuk aktivitas segera- untuk aktivitas segera- untuk aktivitas ukuran besar dalam jangka - untuk aktivitas ukuran besar dalam jangka

waktu singkatwaktu singkat

Page 32: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Lemak : Lemak : - untuk aktivitas yang perlu daya tahan- untuk aktivitas yang perlu daya tahan- untuk aktivitas jangka panjang- untuk aktivitas jangka panjang Asam amino : dalam keadaan darurat lama.Asam amino : dalam keadaan darurat lama. Pembebasan energi : Pembebasan energi : - melalui oksidasi- melalui oksidasi- oksidasi : penarikan elektron dari suatu senyawa / unsur - oksidasi : penarikan elektron dari suatu senyawa / unsur

dari suatu bahan oleh suatu dari suatu bahan oleh suatu penerima / penarik penerima / penarik elektronelektron

- Hasil : senyawa baru dengan energi <- Hasil : senyawa baru dengan energi <

Page 33: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

- - energi, yang dibebaskan (energi bebas), energi, yang dibebaskan (energi bebas),

“ditangkap” untuk selanjutnya digunakan dalam “ditangkap” untuk selanjutnya digunakan dalam bbgbbg proses lain yang memerlukan energiproses lain yang memerlukan energi ..

- Kandungan energi total senyawa hsl oksidasi < - Kandungan energi total senyawa hsl oksidasi < senyawa awal.senyawa awal.

- Makin tinggi tingkat oksidasi ( a.l tergambar dlm - Makin tinggi tingkat oksidasi ( a.l tergambar dlm makin besar makin besar O/mol), makin rendah kandungan O/mol), makin rendah kandungan energi total. energi total.

pada oksidasi lengkap, mana yangpada oksidasi lengkap, mana yang energi>, energi>, glukosa (Cglukosa (C66HH1212OO66) atau asam heksanoat (C) atau asam heksanoat (C66HH1212OO22) ?) ?

Page 34: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Mikromolekul sebagai Mikromolekul sebagai batu bata penyusunbatu bata penyusun

Tiap struktur, termasuk str biologis, perlu Tiap struktur, termasuk str biologis, perlu dukungan kuatdukungan kuat

Daya dukung yang besar & kuat diperoleh dari :Daya dukung yang besar & kuat diperoleh dari :# Berbagai molekul besar yang tak mudah terurai :# Berbagai molekul besar yang tak mudah terurai :- makromolekul > mdh dibuat dengan menyusun - makromolekul > mdh dibuat dengan menyusun

mikromolekulmikromolekul- str akan kuat, bila mikromolekul saling terikat - str akan kuat, bila mikromolekul saling terikat

dengan ikatan kovalen.dengan ikatan kovalen.

Page 35: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

# Makromolekul struktural akan lebih kuat lagi, bila terdiri # Makromolekul struktural akan lebih kuat lagi, bila terdiri atas perulangan dari unit “atas perulangan dari unit “building blockbuilding block” :” :

- selulosa : unit berulang : glukosa- selulosa : unit berulang : glukosa- glukosaminoglikan : unit berulang : asam glukuronat & - glukosaminoglikan : unit berulang : asam glukuronat &

heksamin (selang-seling)heksamin (selang-seling)- kolagen : perulangan OH-prolin, glisin dan OH-lisin - kolagen : perulangan OH-prolin, glisin dan OH-lisin

secara berkalasecara berkala- keratin : alanin – x – y – alanin- keratin : alanin – x – y – alanin Semua Semua str dg periodisitas/pengulangan unit str dg periodisitas/pengulangan unit

penyusun di sekitar suatu sumbupenyusun di sekitar suatu sumbu

Page 36: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Secara umum terbentuk struktur heliks ( selulosa, kondroitin Secara umum terbentuk struktur heliks ( selulosa, kondroitin

sulfat pd hewan, kolagen, keratin-sulfat pd hewan, kolagen, keratin-) atau lembar ) atau lembar bergelombang bergelombang (struktur (struktur pada keratin pada keratin ) )

Bentuk khusus : building block tersusun paralel, dengan Bentuk khusus : building block tersusun paralel, dengan ikatan hidrofobik ikatan hidrofobik misel , vesikel, liposom. Tampak pd misel , vesikel, liposom. Tampak pd biommb.biommb.

- susunan dan ikatan kimia khusus ini ( lemah ) - susunan dan ikatan kimia khusus ini ( lemah ) fungsi & sifat fungsi & sifat khusus biommbkhusus biommb

- isolasi & separasi- isolasi & separasi- elastis- elastis- fluid- fluid

Page 37: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Batu bata penyusun Batu bata penyusun heterogenheterogen terikat satu sama lain terikat satu sama lain

dengan ikatan kovalen, pada protein regulator (enzim, dengan ikatan kovalen, pada protein regulator (enzim, reseptor, ab, mediator dll). Str > rumit & reseptor, ab, mediator dll). Str > rumit & sferik. sferik.

Batu bata penyusun dg heterogenitas terbatas Batu bata penyusun dg heterogenitas terbatas periodik periodik heliks. Fgs bkn pendukung / suportif : DNA heliks. Fgs bkn pendukung / suportif : DNA & RNA. Fgs sbg rekaman, str heliks ganda & RNA. Fgs sbg rekaman, str heliks ganda

Mikromol sbg caraka:Mikromol sbg caraka:- perubahan di luar - perubahan di luar ¢ hrs ditggpi dg tpt. Informasi tsb hrs ¢ hrs ditggpi dg tpt. Informasi tsb hrs

sp ke dlm ¢ & ditrskan ke organel/prtkl sub¢/kx sp ke dlm ¢ & ditrskan ke organel/prtkl sub¢/kx supramol supramol ..

Page 38: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

- Caraka ekstra- Caraka ekstra¢ : hormon, mediator, ¢ : hormon, mediator, neurotransmitter. Secara kimia dpt berupa lipid neurotransmitter. Secara kimia dpt berupa lipid (steroid, prostaglandin), aa (as.glutamat, GABA), (steroid, prostaglandin), aa (as.glutamat, GABA), turunan aa (Tturunan aa (T33&T&T44, adrenalin, NE, dopamin, , adrenalin, NE, dopamin, serotonin, histamin, asetilkolin) atau pptserotonin, histamin, asetilkolin) atau ppt

- Caraka intra¢ : membawa pesan dari mmb ke dlm - Caraka intra¢ : membawa pesan dari mmb ke dlm ¢, kebanyakan nuleotida siklik (cAMP, cGMP), ¢, kebanyakan nuleotida siklik (cAMP, cGMP), fosfolipid (fosfatidilinositol), Cafosfolipid (fosfatidilinositol), Ca2+2+, protein , protein (kalmodulin).(kalmodulin).

Page 39: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Dukungan makromolekul Dukungan makromolekul terhadap fungsi dasar hidupterhadap fungsi dasar hidup

3 fungsi dasar hidup :3 fungsi dasar hidup :# gerak (lokomosi)# gerak (lokomosi)# gradien dengan x# gradien dengan x¢ ([ ], t¢ ([ ], too, pH, bioelektrik), pH, bioelektrik)# replikasi / reproduksi# replikasi / reproduksi Gerak (lokomosi) :Gerak (lokomosi) :- perubahan orientasi / posisi- perubahan orientasi / posisi- aktif :sumber energi dlm ¢- aktif :sumber energi dlm ¢metabolismemetabolisme- bertujuan (bukan gerak acak) :- bertujuan (bukan gerak acak) :

Page 40: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

tanggapan terhadap perubahan lingkungan tanggapan terhadap perubahan lingkungan kemampuan kemampuan

pengolahan sinyal pengolahan sinyal perangkat transduksi sinyal : perangkat transduksi sinyal : reseptor reseptor caraka II caraka II efektor, dalam hal ini molekul efektor, dalam hal ini molekul lokomosilokomosi

# Strategi gerak :# Strategi gerak :- pulsatif : perlu dukungan molekul struktural yang dapat - pulsatif : perlu dukungan molekul struktural yang dapat

saling menjauh dan mendekat, di atas suatu permukaan saling menjauh dan mendekat, di atas suatu permukaan padatpadat

- propulsif : mol pendukung digerakkan oleh sistem - propulsif : mol pendukung digerakkan oleh sistem penggerak yang mendorong medium disekitarnya penggerak yang mendorong medium disekitarnya gerak gerak konikkonik

Page 41: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

- sistem penggerak :- sistem penggerak :_ pulsatif : molekul mekanoenzim yang sekaligus berfgs _ pulsatif : molekul mekanoenzim yang sekaligus berfgs

sbg pendukung strsbg pendukung str_ propulsif : _ propulsif : + mekanoenzim yg menarik & melepaskan agregat mol + mekanoenzim yg menarik & melepaskan agregat mol

penyokong (eukaryotik)penyokong (eukaryotik)+ pengaturan potensial elektrokimia + pengaturan potensial elektrokimia gerak rotatif gerak rotatif

memutar mol penyoking yg pasif (prokaryotik)memutar mol penyoking yg pasif (prokaryotik)- mol motor penggerak, agregat mol pendukung & mol - mol motor penggerak, agregat mol pendukung & mol

struktur yg dpt menjauh-mendekat harus berupa mol yg:struktur yg dpt menjauh-mendekat harus berupa mol yg:

Page 42: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

1. Cukup besar sbg molekul pendukung, 1. Cukup besar sbg molekul pendukung, harus suatu polimerharus suatu polimer

2. Harus dapat berubah-ubah str 3 D u/ berfgs2. Harus dapat berubah-ubah str 3 D u/ berfgs3. Harus dapat mengelola & memanfaatkan 3. Harus dapat mengelola & memanfaatkan

sumber energi dlm bbg bentuksumber energi dlm bbg bentukSemua syarat ini hanya dapat dipenuhi Semua syarat ini hanya dapat dipenuhi

oleh molekul protein.oleh molekul protein.

Page 43: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Gradien dengan ekstraGradien dengan ekstra¢ :¢ :Pd makhluk hidup, kondisi intra¢ # ekstra¢, dlm hal tPd makhluk hidup, kondisi intra¢ # ekstra¢, dlm hal too, ,

pH, [bbg senyawa], muatan listrik.pH, [bbg senyawa], muatan listrik. ada gradien selama ¢ hidup (bbp menit pd 1 sel ada gradien selama ¢ hidup (bbp menit pd 1 sel

bakteri – 200 – 300 tahun pd kura-kura Galapagos)bakteri – 200 – 300 tahun pd kura-kura Galapagos)# Hukum termodinamika II :# Hukum termodinamika II :Dalam 2 sistem berbeda, Dalam 2 sistem berbeda, energi bebas (yg dpt energi bebas (yg dpt

digunakan u/ suatu kerja) selalu digunakan u/ suatu kerja) selalu dalam perjalanan dalam perjalanan waktu, sampai tercapai keseimbangan homogen waktu, sampai tercapai keseimbangan homogen antara kedua sistemantara kedua sistem

Page 44: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

( ( entropi = kegalauan, acak, kemacetan, selalu entropi = kegalauan, acak, kemacetan, selalu dengan dengan

berjalannya waktu)berjalannya waktu) - makhluk hidup seakan “membantah” hk termodinamika II - makhluk hidup seakan “membantah” hk termodinamika II

dengan adanya gradien selama makhluk tetap hidupdengan adanya gradien selama makhluk tetap hidup ada mekanisme / sistem yangada mekanisme / sistem yanggradien selama gradien selama ¢ masih ¢ masih

hidup.hidup. Bila mekanisme / sistem tsb rusak Bila mekanisme / sistem tsb rusak gradien hilang gradien hilang kondisi kondisi

intra¢=kondisi ekstra¢intra¢=kondisi ekstra¢ = entropi = entropi ¢ macet = ¢ mati ¢ macet = ¢ mati# 2 sistem / mekanisme # 2 sistem / mekanisme gradien : gradien :1. sekat fisik : sistem mmb ¢1. sekat fisik : sistem mmb ¢2. mekanisme ekstraksi energi2. mekanisme ekstraksi energi

Page 45: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

1. membran sebagai sekat fisik :1. membran sebagai sekat fisik : - terdiri atas agregat mol hidrofobik, yaitu - terdiri atas agregat mol hidrofobik, yaitu dwilapis lipiddwilapis lipid

yg menyebabkan :yg menyebabkan : a. substansi intrasel sukar keluar, sehingga terjadi a. substansi intrasel sukar keluar, sehingga terjadi

gradien pH, [ ], egradien pH, [ ], e--.. b. sifat lipid sbg isolator b. sifat lipid sbg isolator gradien t gradien too

- ok makanan perlu masuk & bahan buangan perlu - ok makanan perlu masuk & bahan buangan perlu dikeluarkan dikeluarkan ada mekanisme ada mekanisme pompa aktifpompa aktif & & gerbanggerbang / / pintu selektif pintu selektif yg dpt alami perubahan 3 D u/ jalankan yg dpt alami perubahan 3 D u/ jalankan fgs fgs hanya mgkn dijalankan oleh protein.hanya mgkn dijalankan oleh protein.

Page 46: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

2. Mekanisme ekstraksi energi :2. Mekanisme ekstraksi energi :Diwujudkan melalaui Diwujudkan melalaui metabolisme metabolisme dan dijalanka oleh dan dijalanka oleh enzimenzim, ,

yang secara kimia tergolong kepada yang secara kimia tergolong kepada proteinprotein.. Reproduksi & replikasi Reproduksi & replikasi ::- Informasi genetik sisimpan dalam DNA- Informasi genetik sisimpan dalam DNA- Dilestarikan dari generasi ke generasi- Dilestarikan dari generasi ke generasi- replikasi : DNA - replikasi : DNA DNA identik DNA identik- reproduksi DNA - reproduksi DNA DNA tidak identik DNA tidak identik- polimer 4 jns basa (pu&pi), tersusun 3 – 3 u/ sandikan 1 aa, - polimer 4 jns basa (pu&pi), tersusun 3 – 3 u/ sandikan 1 aa,

satu-satunya fgssatu-satunya fgs str 1 macam di slrh makhluk (heliks ganda) str 1 macam di slrh makhluk (heliks ganda)

Page 47: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Asimetri dalam makhluk Asimetri dalam makhluk hidup hidup

Simetri atau kesetangkupan sering Simetri atau kesetangkupan sering merupakan suatu struktur yang diidealkan merupakan suatu struktur yang diidealkan dalam benda-benda fisikdalam benda-benda fisik

Pada makhluk hidup & pd bbp peristiwa Pada makhluk hidup & pd bbp peristiwa alam tertentu yang sangat dasar, hal tsb alam tertentu yang sangat dasar, hal tsb tidak mesti demikiantidak mesti demikian

Sbg contoh : arah waktu yg tdk pernah Sbg contoh : arah waktu yg tdk pernah kembali, arah gaya alami, misal gravitasikembali, arah gaya alami, misal gravitasi

Page 48: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Pada tk morfologi hewan ada 2 jenis simetri :Pada tk morfologi hewan ada 2 jenis simetri :- simetri radial: hidra, - simetri radial: hidra, echynodermataechynodermata (bintang laut, (bintang laut,

lili laut, bulu babi, teripang)lili laut, bulu babi, teripang)- simetri planar : kiri-kanan- simetri planar : kiri-kanan Pada tk topografi alat dalam, asimetri lebih Pada tk topografi alat dalam, asimetri lebih

menonjol (jantung, hati, pankreas, limpa)menonjol (jantung, hati, pankreas, limpa) Susunan saraf pusat : anatomi sangat simetri, Susunan saraf pusat : anatomi sangat simetri,

fungsional lateralisasi fungsional lateralisasi fenomena domnasi fenomena domnasi salah satu belahan otaksalah satu belahan otak

Page 49: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Pada tingkat Pada tingkat ¢ asimetri pada bbg tingkat :¢ asimetri pada bbg tingkat : Dengan lingkungan : asimetri, selama ¢ masih hidup Dengan lingkungan : asimetri, selama ¢ masih hidup

(simetri (simetri dalam = luar dalam = luar = entropi = ¢ mati) = entropi = ¢ mati) Pada tingkat subseluler :Pada tingkat subseluler :1. membran : 1. membran : - str dwilapis lipid ternyata mengandung asimetri dalam - str dwilapis lipid ternyata mengandung asimetri dalam

simetrisimetri - protein mmb (integral / perifer) menunjukkan asimetri- protein mmb (integral / perifer) menunjukkan asimetri2. kromosom / DNA : sumber informasi genetik yang 2. kromosom / DNA : sumber informasi genetik yang

hanya bermakna bila dibaca dalam arah 5’ hanya bermakna bila dibaca dalam arah 5’ 3’ 3’

Page 50: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

DNA tidak dapat dibaca dlm arah sebaliknya dan tidak DNA tidak dapat dibaca dlm arah sebaliknya dan tidak

mempunyai arti (polarisasi)mempunyai arti (polarisasi)Str fisik DNA adalah heliks berpilin ke kanan & tdk Str fisik DNA adalah heliks berpilin ke kanan & tdk

pernah campuran pernah campuran Pada tingkat molekuler : Pada tingkat molekuler : 1. DNA : heliks putar kanan1. DNA : heliks putar kanan2. Molekul pendukung / struktural : kolagen, selulosa : 2. Molekul pendukung / struktural : kolagen, selulosa :

heliks pilin kanan, tdk pernah campuranheliks pilin kanan, tdk pernah campuran3. Molekul efektor : miosin, polarisasi memungkinkan 3. Molekul efektor : miosin, polarisasi memungkinkan

kontraksi ototkontraksi otot

Page 51: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Ig / ab : polarisasi fisikokimia yg sesuai dg polarisasi Ig / ab : polarisasi fisikokimia yg sesuai dg polarisasi

fungsionalfungsional Reseptor mmb :Reseptor mmb :- polarisasi str (dalam & luar sel)- polarisasi str (dalam & luar sel)- polarisasi kimia (glikosilasi & tdk glikosilasi)- polarisasi kimia (glikosilasi & tdk glikosilasi)- polarisasi fungsional : interaksi ikat ligan khas (luar) & - polarisasi fungsional : interaksi ikat ligan khas (luar) &

interaksi dg cara aktivasi E (luar)interaksi dg cara aktivasi E (luar) Reseptor intrasel : suatu protein, yg di satu sisi ikat Reseptor intrasel : suatu protein, yg di satu sisi ikat

hormon/mediator, sisi lain ikat gen (tdk dlm wkt yg hormon/mediator, sisi lain ikat gen (tdk dlm wkt yg sama)sama)

Page 52: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Kesimpulan : Kesimpulan : 1.Asimetri dengan segala bentuk 1.Asimetri dengan segala bentuk

(lateralisasi dan polarisasi) :(lateralisasi dan polarisasi) :- didukung molekul- didukung molekul- memungkinkan fgs hidup berjalan.- memungkinkan fgs hidup berjalan.2. Pada tingkat molekuler, struktur dan 2. Pada tingkat molekuler, struktur dan

fungsi adalah identik.fungsi adalah identik.

Page 53: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Hubungan ikatan kimia, Hubungan ikatan kimia, struktur & fungsi struktur & fungsi biomakromolekulbiomakromolekul

Dasar pembentukan ikatan kimia Dasar pembentukan ikatan kimia # # Struktur atom Struktur atom ::- teori atom yang paling sederhana (Bohr) :- teori atom yang paling sederhana (Bohr) :_ _ atom terdiri atas inti yang dikelilingi oleh elektron atom terdiri atas inti yang dikelilingi oleh elektron

((ee))_ _ e e berputar mengelilingi intiberputar mengelilingi intienergi basalenergi basal_ bila e mendpt energi (panas, _ bila e mendpt energi (panas, hh), kecepatan ), kecepatan

bertambah, orbit >, tdk secara kontinu, ttp diskret bertambah, orbit >, tdk secara kontinu, ttp diskret (=kuantum)(=kuantum)

Page 54: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

_Akibatnya, bila asupan energi mencapai _Akibatnya, bila asupan energi mencapai cukup, cukup, e e melompat melompat

ke orbit > tinggi.ke orbit > tinggi._Sebaliknya, bila _Sebaliknya, bila ee turun ke orbit > rendah / arah basal, energi turun ke orbit > rendah / arah basal, energi

akan dilepas (sbg panas / akan dilepas (sbg panas / hh).).__ee bila tereksitasi, selalu kembali ke keadaan basal (tingkat bila tereksitasi, selalu kembali ke keadaan basal (tingkat

energi terendah)energi terendah)__Kesimpulan : Kesimpulan : 1.e, bahkan tiap sistem, selalu berusaha ke tk energi 1.e, bahkan tiap sistem, selalu berusaha ke tk energi

terendah.terendah.2.Perpindahan posisi 2.Perpindahan posisi ee berhubungan dengan pengikatan / berhubungan dengan pengikatan /

penglepasan energi.penglepasan energi.

Page 55: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Fakta : Fakta : 1. Sebagian besar gas selalu berada dalam bentuk 1. Sebagian besar gas selalu berada dalam bentuk

molekul (Hmolekul (H22, Cl, Cl22, O, O22, N, N22), bentuk atom (H, Cl, O, N) ), bentuk atom (H, Cl, O, N) berumur sangat pendek, praktis tidak adaberumur sangat pendek, praktis tidak ada

2. Sebagian besar substansi secara alamiah berada 2. Sebagian besar substansi secara alamiah berada dalam bentuk molekul tersusun >1 jenis unsur, dalam bentuk molekul tersusun >1 jenis unsur, jarang / praktis tidak ada hanya 1 unsur saja.jarang / praktis tidak ada hanya 1 unsur saja.

??

Page 56: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Ternyata :Ternyata :- - energi bebas dari 2 H > energi bebas dari 2 H > energi bebas 1 mol H energi bebas 1 mol H2 2 : 2 H : 2 H

H H22 + energi (sebaliknya, H + energi (sebaliknya, H2 2 + energi + energi 2 H), karena H 2 H), karena H22 bentuk dengan energi bebas terendah (= paling stabil.bentuk dengan energi bebas terendah (= paling stabil.

- Hal yang sama berlaku u/ molekul. H dan O, bahkan H- Hal yang sama berlaku u/ molekul. H dan O, bahkan H22 dan Odan O22 akan segera membentuk air H akan segera membentuk air H22O, karena O, karena substansi ini sangat stabil.substansi ini sangat stabil.

- - , atom membentuk molekul (dengan sesama/atom , atom membentuk molekul (dengan sesama/atom lain) u/ mencari tk energi bebas terendah (=stabil)lain) u/ mencari tk energi bebas terendah (=stabil)

Page 57: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Pembentukan ikatan kimia adalah pemakaian Pembentukan ikatan kimia adalah pemakaian ee kulit luar kulit luar

secara bersama, untuk mencapai tk energi bebas terendahsecara bersama, untuk mencapai tk energi bebas terendah Dalam pembentukan ikatan kimia, atom – atom terlibat Dalam pembentukan ikatan kimia, atom – atom terlibat

sama-sama menyerahkan sama-sama menyerahkan ee kulit luar u/ pemakaian kulit luar u/ pemakaian bersama.bersama.

Pd pemakaian bersama Pd pemakaian bersama ee kulit terluar, ada bbp kulit terluar, ada bbp kemungkinan posisi kemungkinan posisi ee tsb. tsb.

1. 1. ee tpt berada di tengah antara 2 inti atom yang terlibat. tpt berada di tengah antara 2 inti atom yang terlibat. Atom-atom yg terlibat jadi tdk bermuatan. Hasil : Atom-atom yg terlibat jadi tdk bermuatan. Hasil : ikatan ikatan kovalenkovalen netral netral (antara 2 atom yg sama, H(antara 2 atom yg sama, H22, O, O22, N, N2 2 dan dan antara C dengan H).antara C dengan H).

Page 58: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

2. Salah satu atom yg terlibat >elektrofil, menarik 2. Salah satu atom yg terlibat >elektrofil, menarik ee

lebih ke arah atom tsb. lebih ke arah atom tsb. - Hasil : ikatan kovalen dengan salah satu atom - Hasil : ikatan kovalen dengan salah satu atom

konstituen nisbi>elektro(-), sdg atom konstituen lain> konstituen nisbi>elektro(-), sdg atom konstituen lain> elektro(+), karena elektro(+), karena ee nisbi menjauh. nisbi menjauh.

- Karena ada pengkutuban dlm ikatan ini, ikatan tsb - Karena ada pengkutuban dlm ikatan ini, ikatan tsb dinamai dinamai ikatanikatan kovalen polarkovalen polar. (No 1 dinamai . (No 1 dinamai ikatanikatan kovalen nonpolarkovalen nonpolar) ) Namun secara keseluruhan, Namun secara keseluruhan, molekul tetap netralmolekul tetap netral. .

- Contoh: ikatan C dg O, N dgn O, N dg H, O dg H.- Contoh: ikatan C dg O, N dgn O, N dg H, O dg H.

Page 59: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

3. Salah satu atom yg bersenyawa menarik 3. Salah satu atom yg bersenyawa menarik ee sangat kuat sangat kuat

ke orbitnya. ke orbitnya. - Hasil : terbentuk senyawa yg tersusun dari ion(+) & ion - Hasil : terbentuk senyawa yg tersusun dari ion(+) & ion

(-). Ikatan kimia yang terbentuk disebabkan terutama (-). Ikatan kimia yang terbentuk disebabkan terutama oleh gaya elektrostatik ini, yang sangat kuat.oleh gaya elektrostatik ini, yang sangat kuat.

Dengan demikian, terbntk 2 jenis ikatan utama:Dengan demikian, terbntk 2 jenis ikatan utama:A. Ikatan kovalen, yang terbagi lagi atas :A. Ikatan kovalen, yang terbagi lagi atas :- Ikatan kovalen nirkutub (nonpolar)- Ikatan kovalen nirkutub (nonpolar)- Ikatan kovalen berkutub (polar) - Ikatan kovalen berkutub (polar) Catatan : keduanya secara keseluruhan tetap netralCatatan : keduanya secara keseluruhan tetap netral

Page 60: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

B. Ikatan ion, yang terjadi ok atom-atom yg terlibat B. Ikatan ion, yang terjadi ok atom-atom yg terlibat

kelebihan dan kekurangan kelebihan dan kekurangan ee ion-ion bermuatan (+) & ion-ion bermuatan (+) & (-), yg bertarikan. (-), yg bertarikan.

Di samping 2 ikatan kimia utama, ada 2 ikatan lain yg Di samping 2 ikatan kimia utama, ada 2 ikatan lain yg menjelaskan interaksi antar molekul (sama/beda), yang menjelaskan interaksi antar molekul (sama/beda), yang muncul sbg sifat fisika yg umum [bentuk materi (gas, muncul sbg sifat fisika yg umum [bentuk materi (gas, cair,padat), kelarutan,ttk lebur, ttk didih, str 3 D molekul]. cair,padat), kelarutan,ttk lebur, ttk didih, str 3 D molekul]. Kedua ikatan tsb :Kedua ikatan tsb :

C. Ikatan hidrogen (H): tampak jelas pd molekul air (HC. Ikatan hidrogen (H): tampak jelas pd molekul air (H22O). H O). H dari satu mol, ok nisbi elektro(-), bertarikan dg O mol air di dari satu mol, ok nisbi elektro(-), bertarikan dg O mol air di sebelahnya yg nisbi elektro(+).sebelahnya yg nisbi elektro(+).

Page 61: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Akibatnya :Akibatnya :- mol air orientasi - mol air orientasi membentuk str segi 5 membentuk str segi 5- ikatan H- - -O individual lemah, ttp dlm - ikatan H- - -O individual lemah, ttp dlm >> (1L >> (1L

air=1000g=56 mol= 56x6,23x10air=1000g=56 mol= 56x6,23x102323) ) sgt kuatsgt kuatpanas jenis panas jenis ygyg(baik utk perthnkan suhu),panas penguapan yg(baik utk perthnkan suhu),panas penguapan yg, ttk , ttk didih didih

- menjelaskan fenomena larut & abs air- menjelaskan fenomena larut & abs air- perluasan ikatan H antara O dari gugus karbonil/hidroksil - perluasan ikatan H antara O dari gugus karbonil/hidroksil

dengan H dari hidroksil atau atau amino/imino, semuanya dengan H dari hidroksil atau atau amino/imino, semuanya str 3 D khas pd tiap makromolekul str 3 D khas pd tiap makromolekul

Page 62: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

D. Interaksi hidrofobik (van der Waals): D. Interaksi hidrofobik (van der Waals): Benturan 2 molekul ok grk termodinamik Benturan 2 molekul ok grk termodinamik vibrasi vibrasi ee, ,

juga pd ikatan kovalen nonpolar juga pd ikatan kovalen nonpolar ikatan tsb berosilasi ikatan tsb berosilasi dari elektro(+) sgt lemah ke elektor(-) sgt lemah. Asas dari elektro(+) sgt lemah ke elektor(-) sgt lemah. Asas tolak menolak & tarik menarik berlaku tolak menolak & tarik menarik berlaku ikatan sgt ikatan sgt lemah, namun dlm lemah, namun dlm >> menjelaskan bbp fenomena : >> menjelaskan bbp fenomena :

- bbg gas dlm suhu biasa (H- bbg gas dlm suhu biasa (H22, N, N22, O, O22, CH, CH44))

- mol makin >, konsistensi makin cair sp padat - mol makin >, konsistensi makin cair sp padat hidrokarbon : gas (CHhidrokarbon : gas (CH44), cair (butana, heksana) ), cair (butana, heksana) sampai padat (lilin / parafin) sampai padat (lilin / parafin)

Page 63: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

- Pada makromol, t.u protein, bersama - Pada makromol, t.u protein, bersama ikatan H ikut stabilkan str 3 D. Jg ikut ikatan H ikut stabilkan str 3 D. Jg ikut menentukan lokasi protein dlm menentukan lokasi protein dlm ¢ (prot ¢ (prot mmb, bag mana yg terbenam dlm mmb, bag mana yg terbenam dlm dwilapis lipid mmb)dwilapis lipid mmb)

- Khusus pd biommb, sgt penting u/ - Khusus pd biommb, sgt penting u/ stabilkan str inistabilkan str ini

Page 64: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Pd protein, 4 ikatan kimia ada bersama-sama Pd protein, 4 ikatan kimia ada bersama-sama bentuk bentuk 3 D tertentu 3 D tertentu berfgs. berfgs.

Interaksi bbg biomakromolekul melalui ikatan kimia Interaksi bbg biomakromolekul melalui ikatan kimia lemah (ikatan H & ikatan v.d. Waals)lemah (ikatan H & ikatan v.d. Waals) str > tinggi (kx str > tinggi (kx supramolekul, partikel subseluler & organel).supramolekul, partikel subseluler & organel).

Contoh : Contoh : - biommb : ikatan v.d. Waalsbiommb : ikatan v.d. Waals- Ribosom & proteasom : terutama ikatan HRibosom & proteasom : terutama ikatan H- Mitokondria : ikatan H & v.d. WaalsMitokondria : ikatan H & v.d. Waals* * Jadi, str yg > dp molekul, dipertahankan oleh ikatan Jadi, str yg > dp molekul, dipertahankan oleh ikatan

kimia yg <<. kimia yg <<.

Page 65: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Kedua ikatan kimia lemah ini sangat peka thd pengaruh Kedua ikatan kimia lemah ini sangat peka thd pengaruh

lingkungan, t.u pH & tlingkungan, t.u pH & too.. Perubahan kedua faktor ini, pada biomakromol Perubahan kedua faktor ini, pada biomakromol perubahan perubahan

str 3 D str 3 D fgs fgs / (-) : denaturasi / (-) : denaturasi Pd str yg > , dpt terjadi segregasi Pd str yg > , dpt terjadi segregasi str pecah str pecah Makhluk hidup harus berada dlm tMakhluk hidup harus berada dlm too & pH tertentu & pH tertentu Dalam mempelajari / analisis komponen makhluk hidup, Dalam mempelajari / analisis komponen makhluk hidup,

isolasi & purifikasi harus dilakukan dalam suasana yang isolasi & purifikasi harus dilakukan dalam suasana yang sangat “ramah” (sangat “ramah” (gentlegentle) )

hindari perubahan pH yg drastis, pemanasan yang tinggi. hindari perubahan pH yg drastis, pemanasan yang tinggi. Ikatan H diatasi dengan Ikatan H diatasi dengan chaotropic agentchaotropic agent (urea/guanidin [ ] (urea/guanidin [ ] >>), ikatan v.d Waals/hidrofobik dg detergen lunak. >>), ikatan v.d Waals/hidrofobik dg detergen lunak.

Page 66: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Bioenergetika Bioenergetika Telah lama dikenal dalam berbagai kebudayaan Telah lama dikenal dalam berbagai kebudayaan

manusia, peran energi dalam kehidupan :manusia, peran energi dalam kehidupan : Konsep Konsep chi, prana, energi vitalchi, prana, energi vital. . Dalam konsep-konsep ini, energi dalam makhluk Dalam konsep-konsep ini, energi dalam makhluk

hidup dibedakan dengan energi umum dalam hidup dibedakan dengan energi umum dalam alam.alam.

Dasar konsep : yang hidup Dasar konsep : yang hidup yang hidup yang hidup Masalah besar : energi vital tidak dapat dibuktikan Masalah besar : energi vital tidak dapat dibuktikan

spesifisitasnya & tidak dapat dikuantifikasi. spesifisitasnya & tidak dapat dikuantifikasi.

Page 67: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Introduksi prinsip fisika & kimia ke dalam biologi Introduksi prinsip fisika & kimia ke dalam biologi : :1.1. Hukum-hukum fisikokimia berlaku untuk makhluk hidup Hukum-hukum fisikokimia berlaku untuk makhluk hidup

& benda mati, asal saja kondisi & batas& benda mati, asal saja kondisi & batas22 diperhatikan & diperhatikan & dipenuhi. Digambarkan dalam :”yang hidup dipenuhi. Digambarkan dalam :”yang hidup menghasilkan benda mati, benda mati diserap yang menghasilkan benda mati, benda mati diserap yang hidup untuk kelanjutan hidupnya”hidup untuk kelanjutan hidupnya”

2.2. Energi vital adalah salah satu bentuk energi yg ada & Energi vital adalah salah satu bentuk energi yg ada & ditemukan dalam makhluk hidup & tunduk kepada ditemukan dalam makhluk hidup & tunduk kepada hukum-hukum umum energi.hukum-hukum umum energi.

Energi vital (>baik: bioenergi) dapat dibahas & difahami Energi vital (>baik: bioenergi) dapat dibahas & difahami dengan menggunakan konsep-konsep fisika & kimia dengan menggunakan konsep-konsep fisika & kimia yang biasa dan umum.yang biasa dan umum.

Page 68: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Energi :Energi :“ “ Kemampuan untuk melakukan kerja atau menimbulkan suatu Kemampuan untuk melakukan kerja atau menimbulkan suatu

efek” (Helmholz, 1847) efek” (Helmholz, 1847) Definisi ini diilhami oleh penemuan mesin uap oleh James Watt : Definisi ini diilhami oleh penemuan mesin uap oleh James Watt :

panas panas gerak bolak-balik gerak bolak-balik gerak berputar gerak berputar memindahkan memindahkan beban. beban.

Untuk memindahkan beban yg > dalam jarak yang sama, atau Untuk memindahkan beban yg > dalam jarak yang sama, atau beban yg sama dalam jarak yang > jauh, diperlukan panas yang > & beban yg sama dalam jarak yang > jauh, diperlukan panas yang > & = kayu bakar yang >= kayu bakar yang >

Percobaan Joule : kesetaraan & interkonvertibel bbg bnt energi Percobaan Joule : kesetaraan & interkonvertibel bbg bnt energi hanya ada 1 jenis energi, yang dapat muncul dalam bbg bentuk hanya ada 1 jenis energi, yang dapat muncul dalam bbg bentuk yang interkonvertibel. Bioenergi tidak terkecuali.yang interkonvertibel. Bioenergi tidak terkecuali.

Dlm sistem biologis, efek/kerja tsb dlm bbg bnt, t.u. fgs dasar Dlm sistem biologis, efek/kerja tsb dlm bbg bnt, t.u. fgs dasar biologis.biologis.

Page 69: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Energi potensial & energi aktual :Energi potensial & energi aktual :-Dalam suatu keadaan, suatu benda punya peluang/kemampuan -Dalam suatu keadaan, suatu benda punya peluang/kemampuan

u/u/efek/kerja.efek/kerja.-Bila efek/kerja tsb dilakukan, peluang -Bila efek/kerja tsb dilakukan, peluang dg berjalannya proses. dg berjalannya proses.-Peluang tsb : energi potensial (E-Peluang tsb : energi potensial (EPP))-Kerja tsb : energi aktual (E-Kerja tsb : energi aktual (EAA))-Dapat dikatakan:-Dapat dikatakan:1. 1. energi (E energi (EPP + E + EAA) konstan (Hk. Kekekalan energi = Hk ) konstan (Hk. Kekekalan energi = Hk

termodinamika 1) termodinamika 1) 2.Dalam keadaan tsb (melakukan kerja) : E2.Dalam keadaan tsb (melakukan kerja) : EP P dan E dan EAA 3. Setelah melakukan kerja, untuk kembalikan benda/sistem tsb ke 3. Setelah melakukan kerja, untuk kembalikan benda/sistem tsb ke

kondisi semula (Ekondisi semula (EPP semula), diperlukan asupan energi. semula), diperlukan asupan energi.

Page 70: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Makhluk hidup & sumber energi :Makhluk hidup & sumber energi :# sumber energi dasar bagi seluruh makhluk hidup : cahaya # sumber energi dasar bagi seluruh makhluk hidup : cahaya

(matahari)(matahari)# dalam hub kemampuan menggunakan cahaya (matahari), makhluk # dalam hub kemampuan menggunakan cahaya (matahari), makhluk

hidup terdiri atas :hidup terdiri atas :- Makhluk hidup ototrof : mampu fiksasi energi Makhluk hidup ototrof : mampu fiksasi energi hh (fotonik) langsung (fotonik) langsung

dari sumber, karena punya organel khusus untuk itu : kloroplasdari sumber, karena punya organel khusus untuk itu : kloroplas- Makhluk hidup heterotrof : tdk dpt fiksasi energi Makhluk hidup heterotrof : tdk dpt fiksasi energi hh mutlak mutlak

tergantung kpd makhluk ototrof.tergantung kpd makhluk ototrof.# # ¢¢ ototrof memfiksasi energi ototrof memfiksasi energi hh dalam bentuk mengikatkan e dalam bentuk mengikatkan e- - suatu suatu

substansi (=mereduksi substansi tsb): substansi (=mereduksi substansi tsb): 6CO6CO22 + 6H + 6H22O O C C66HH1212OO66+6O+6O22

reduksi adalah proses fiksasi E (peningkatan E)reduksi adalah proses fiksasi E (peningkatan E)

Page 71: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Pemanfaatan energiPemanfaatan energi : :# Bentuk-bentuk energi : cahaya, panas, listrik, mekanik, kimia, dg # Bentuk-bentuk energi : cahaya, panas, listrik, mekanik, kimia, dg

satuan msgsatuan msg22 & saling interkonversi & saling interkonversi# Energi yg dpt digunakan # Energi yg dpt digunakan ¢ :¢ :- Cahaya (hanya ototrof)Cahaya (hanya ototrof)- Kimia (ototrof & heterotrof)Kimia (ototrof & heterotrof)# Pembebasan energi : membebaskan e# Pembebasan energi : membebaskan e-- yang difiksasi. Terjadi melalui yang difiksasi. Terjadi melalui

::- OksidasiOksidasi- HidrolisisHidrolisis# Oksidasi :# Oksidasi :- Terjadi dalam sebagian besar rx kimia yg bebaskan E dlm selTerjadi dalam sebagian besar rx kimia yg bebaskan E dlm sel- Kebalikan dari fiksasi energi yg unik pd ototrof Kebalikan dari fiksasi energi yg unik pd ototrof

Page 72: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

- dapat ditulis sbg Cdapat ditulis sbg C66HH1212OO66+6O+6O2 2 6CO 6CO22+6H+6H22O + kaloriO + kalori- Reaksi oksidasi selalu membebaskan E.Reaksi oksidasi selalu membebaskan E.# Fakta :# Fakta :- Reaksi oksidasi tsb di atas, Reaksi oksidasi tsb di atas, in vitroin vitro selalu selalu panas dlm panas dlm >. >.

((bomb calorimeterbomb calorimeter : t : too akan akan tinggi) tinggi) - In vivoIn vivo : suhu makhluk hidup ybs tdk pernah berubah drastis : suhu makhluk hidup ybs tdk pernah berubah drastis

dlm mengoksidasi glukosa / substrat lain secara lengkap.dlm mengoksidasi glukosa / substrat lain secara lengkap.- Hk.Hess (bentuk kimia dari hk. kekekalan energi atau hk. Hk.Hess (bentuk kimia dari hk. kekekalan energi atau hk.

termodinamika I) : termodinamika I) : panas yg terlibat dlm suatu rx kimia panas yg terlibat dlm suatu rx kimia sll konstan ditentukan oleh keadaan awal & akhir, bukan sll konstan ditentukan oleh keadaan awal & akhir, bukan oleh jalannya rx.oleh jalannya rx.

- Makhluk tdk tunduk thdp hk.alam umum?Makhluk tdk tunduk thdp hk.alam umum?

Page 73: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

- Salah satu alasan teori vitalismeSalah satu alasan teori vitalisme- Pd dasarnya, selisih kalori / E antara kondisi Pd dasarnya, selisih kalori / E antara kondisi in vitroin vitro dg dg in vivoin vivo

disbbkan sbg dari energi yg dibebaskan muncul dalam bnt lain & disbbkan sbg dari energi yg dibebaskan muncul dalam bnt lain & digunakan unt bbg proses (ingat, energi bersifat interkonvertibel)digunakan unt bbg proses (ingat, energi bersifat interkonvertibel)

E = E = energi yang digunakan tdk sbg panas, ttp sbg energi yang digunakan tdk sbg panas, ttp sbg energi energi kimiakimia, yaitu : , yaitu :

a. Sbg makromolekul: DNA/RNA, protein, polisakarida strukturala. Sbg makromolekul: DNA/RNA, protein, polisakarida strukturalb. Senyawa dg tk reduksi yg tinggi : lemak, KH (mono&polisakarida)b. Senyawa dg tk reduksi yg tinggi : lemak, KH (mono&polisakarida)c. Senyawa dg ikatan kovalen berenergi tinggic. Senyawa dg ikatan kovalen berenergi tinggi- - Makromolekul spt as.nukleat, prot, polisakaridaMakromolekul spt as.nukleat, prot, polisakarida struktural struktural

bukan cadangan Ebukan cadangan E, ttp sintesisnya jelas perlu E dlm , ttp sintesisnya jelas perlu E dlm >> >>

Page 74: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

- Senyawa dengan tk reduksi tinggi (lemak dan KH) merupakan Senyawa dengan tk reduksi tinggi (lemak dan KH) merupakan

cadangan energi bagi sel. Untuk cadangan energi bagi sel. Untuk atom C yang sama, tk atom C yang sama, tk reduksi asam lemak>KH. Bandingkan asam heksanoat [CHreduksi asam lemak>KH. Bandingkan asam heksanoat [CH33--(CH(CH22))44-COOH] dgn glukosa [CH-COOH] dgn glukosa [CH22OH-(CHOH)OH-(CHOH)44-COH].-COH].

- Senyawa dengan ikatan kovalen berenergi tinggi: anhidrida Senyawa dengan ikatan kovalen berenergi tinggi: anhidrida asam, NTP(nukleotida trifosfat, t.u ATP) & tioester.asam, NTP(nukleotida trifosfat, t.u ATP) & tioester.

E yg terfiksasi di senyawa kelompok b dibbskan secara E yg terfiksasi di senyawa kelompok b dibbskan secara oksidasioksidasi (fgs utama kelompok a bkn sbg cadangan E, meskipun protein (fgs utama kelompok a bkn sbg cadangan E, meskipun protein tertentu akan dioksidasi bila terjadi kekurangan kalori).tertentu akan dioksidasi bila terjadi kekurangan kalori).

E yg difiksasi dalam senyawa kelompok c dibebaskan secara E yg difiksasi dalam senyawa kelompok c dibebaskan secara hidrolisishidrolisis. .

Page 75: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Rx eksergonik & endergonik :Rx eksergonik & endergonik :- rx kimia dlm sel melibatkan kalori <, akan tetapi selalu melibatkan rx kimia dlm sel melibatkan kalori <, akan tetapi selalu melibatkan

E total dalam E total dalam yg sama yg sama- E dlm bntk kalori, apa lagi dlm E dlm bntk kalori, apa lagi dlm > & dlm wkatu singkat akan > & dlm wkatu singkat akan

merusak ikatan lemah antar makromolekul yang menyusun merusak ikatan lemah antar makromolekul yang menyusun struktur sel.struktur sel.

- Untuk itu, reaksi yang Untuk itu, reaksi yang E dinamai sbg rx E dinamai sbg rx eksergonikeksergonik, sdgkan rx , sdgkan rx memerlukan E : reaksi memerlukan E : reaksi endergonikendergonik

• Pembebasan energi di dalam sel Pembebasan energi di dalam sel :: Bbp penjelasan, mengapa dlm suatu rx yg Bbp penjelasan, mengapa dlm suatu rx yg inin vitrovitro bersifat bersifat

eksotermik, eksotermik, in vivoin vivo menjadi eksergonik, misalnya pd rx oksidasi menjadi eksergonik, misalnya pd rx oksidasi lengkap glukosa :lengkap glukosa :

CC66HH1212OO66 + 6O + 6O22 6CO 6CO22 + 6H + 6H22O + E (Kal)O + E (Kal)

Page 76: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

# rx terjadi secara bertahap : # rx terjadi secara bertahap : - pada oksidasi lengkap glukosa pada oksidasi lengkap glukosa in vitroin vitro, seluruh proses terjadi , seluruh proses terjadi

serentakserentak dalam dalam waktu singkatwaktu singkat..- Praktis tdk menimbulkan gagasan ttg senyawa antara, shg tdk Praktis tdk menimbulkan gagasan ttg senyawa antara, shg tdk

dapat dikenali, dipisahkan, dimurnikan, apa lagi dimanfaatkan. dapat dikenali, dipisahkan, dimurnikan, apa lagi dimanfaatkan. - Pada oksidasi lengkap glukosa in vivo, proses terjadi secara Pada oksidasi lengkap glukosa in vivo, proses terjadi secara

bertahapbertahap, memerlukan waktu , memerlukan waktu beberapa menitbeberapa menit//jamjam. . - Rangkaian rx dapat diikuti, senyawa antara yang terbentuk Rangkaian rx dapat diikuti, senyawa antara yang terbentuk

dapat diidentifikasi, bahkan diisolasi dan dimurnikan, untuk dapat diidentifikasi, bahkan diisolasi dan dimurnikan, untuk selanjutnya dimanfaatkan.selanjutnya dimanfaatkan.

- Berkat proses ini, manusia telah memanfaatkan sejak ribuan Berkat proses ini, manusia telah memanfaatkan sejak ribuan tahun yll (alkohol, cuka, susu asam/yoghurt) tahun yll (alkohol, cuka, susu asam/yoghurt)

Page 77: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

- Rx serentak dalam waktu singkat adalah : A Rx serentak dalam waktu singkat adalah : A D D- Rx bertahap dapat ditulis sebagai A Rx bertahap dapat ditulis sebagai A B B C C D D- Jelas sekali, senyawa antara B, dan C dpt dikenali, Jelas sekali, senyawa antara B, dan C dpt dikenali,

diisolasi, dimurnikan & dimanfaatkan, karena umurnya > diisolasi, dimurnikan & dimanfaatkan, karena umurnya > panjang. panjang.

- Dalam tiap tahap, E dibebaskan dalam bbg bentukDalam tiap tahap, E dibebaskan dalam bbg bentuk- Pada akhirnya, Pada akhirnya, E yang dibebaskan, baik dlm rx E yang dibebaskan, baik dlm rx

langsung mau pun rx bertahap akan samalangsung mau pun rx bertahap akan sama

- Hk termodinamika I / hukum termokimia Hess tetap - Hk termodinamika I / hukum termokimia Hess tetap dipenuhi dipenuhi

Page 78: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

# Senyawa antara E tinggi :# Senyawa antara E tinggi :- E yg dilepas dlm tiap tahap rx, dlm tahap tertentu tdk dibebaskan E yg dilepas dlm tiap tahap rx, dlm tahap tertentu tdk dibebaskan

sbg kalori, ttp digunakan u/ membentuk ikatan kovalen khusus sbg kalori, ttp digunakan u/ membentuk ikatan kovalen khusus dlm suatu senyawa antara dlm suatu senyawa antara senyawa antara E tinggi senyawa antara E tinggi

- Definisi : senyawa dengan 1 sampai 2 ikatan kovalen, yang bila Definisi : senyawa dengan 1 sampai 2 ikatan kovalen, yang bila dihidrolisis akan membebaskan E minimum 7 Kkal. dihidrolisis akan membebaskan E minimum 7 Kkal.

- Senyawa E tinggi :Senyawa E tinggi :_ tioester : asil KoA_ tioester : asil KoA_ anhidrida asam_ anhidrida asam_ ester fosfat E tinggi : PEP, gliseraldehid-3 fosfat, kreatin-fosfat, _ ester fosfat E tinggi : PEP, gliseraldehid-3 fosfat, kreatin-fosfat,

NTP (t.u ATP & GTP)NTP (t.u ATP & GTP)Secara kimia, NTP tergolong anhidrida asam.Secara kimia, NTP tergolong anhidrida asam.

Page 79: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

- Semua senyawa E tinggi yang bukan ATP, pada Semua senyawa E tinggi yang bukan ATP, pada akhirnya akan menyerahkan E yang diakndungnya akhirnya akan menyerahkan E yang diakndungnya kepada ATP, untuk dapat digunakan.kepada ATP, untuk dapat digunakan.

- Dalam semua reaksi endergonik, ATP akan dihidrolisis Dalam semua reaksi endergonik, ATP akan dihidrolisis untuk menghasilkan E yang akan digunakan.untuk menghasilkan E yang akan digunakan.

# Jelas, ada keterkaitan erat antara reaksi eksergonik # Jelas, ada keterkaitan erat antara reaksi eksergonik dengan endergonik, yang ikut menerangkan perbedaan dengan endergonik, yang ikut menerangkan perbedaan kalori yang terlibat yang tampak pada kalori yang terlibat yang tampak pada in vitroin vitro dan dan in vivoin vivo..

# Jelas pula, dalam sistem biologis, pembebasan E dari # Jelas pula, dalam sistem biologis, pembebasan E dari sumber yang siap pakai, yaitu ATP, terjadi secara sumber yang siap pakai, yaitu ATP, terjadi secara hidrolisis.hidrolisis.

Page 80: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

# Catatan :# Catatan :Bila terjadi kelebihan E dlm organisme / Bila terjadi kelebihan E dlm organisme /

sel, E tdk disimpan dlm bentuk ATP, sel, E tdk disimpan dlm bentuk ATP, akan tetapi diubah menjadi ikatan akan tetapi diubah menjadi ikatan kovalen lain yang > stabil, dengan cara kovalen lain yang > stabil, dengan cara mengikat emengikat e--, dalam bentuk cadangan E, , dalam bentuk cadangan E, yaitu biopolimer amilum / glikogen (KH) yaitu biopolimer amilum / glikogen (KH) atau lemak.atau lemak.

Page 81: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Protein Protein Berasal dari kata Yunani Berasal dari kata Yunani (proteos) : yang utama(proteos) : yang utama Disbt dmk, o.k Disbt dmk, o.k dlm dlm ¢ >> (>50% berat kering ¢ >> (>50% berat kering

sel/makhluk hidup adalah protein)sel/makhluk hidup adalah protein)

Keutamaan dlm Keutamaan dlm mencerminkan keutamaan fungsi mencerminkan keutamaan fungsi pasti berperan sgt penting dlm pasti berperan sgt penting dlm ¢.¢.

Sifat kimia & biologi protein sangat beragam Sifat kimia & biologi protein sangat beragam # BM : bbp ratus D – bbp juta D # BM : bbp ratus D – bbp juta D

- dari larutan biasa sampai larutan koloid- dari larutan biasa sampai larutan koloid

Page 82: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

- dapat dikristalkandapat dikristalkantidak dpt dikristalkantidak dpt dikristalkan# Kelarutan : sangat dipengaruhi pH lar.# Kelarutan : sangat dipengaruhi pH lar.

- konsep pI dan pH optimumkonsep pI dan pH optimum_ pI : pH isoelektrik, pH yang _ pI : pH isoelektrik, pH yang muatan (+) dlm suatu mol protein = muatan (+) dlm suatu mol protein =

muatan (-):muatan (-):1.1. Disbbkan o/ R aa yg membnt prot ybsDisbbkan o/ R aa yg membnt prot ybs2.2. Pd pH=pI, kelarutan protein semata-mata dipertahankan oleh mantel Pd pH=pI, kelarutan protein semata-mata dipertahankan oleh mantel

air air pd pI, protein sangat mudah diendapkan, cukup dengan pd pI, protein sangat mudah diendapkan, cukup dengan menarik mantel airmenarik mantel air

3.3. Pd pemisahan dengan elektroforesis, bila pH dapar elektroforesis=pI Pd pemisahan dengan elektroforesis, bila pH dapar elektroforesis=pI prot, ybs tdk bergerak dalam medan listriuk elektroforesisprot, ybs tdk bergerak dalam medan listriuk elektroforesis

Page 83: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

_ pH optimum : suatu protein selalu punya fgs biologis. _ pH optimum : suatu protein selalu punya fgs biologis. 1.Bila diamati/diukur pd bbg pH, fgs biologis tsb 1.Bila diamati/diukur pd bbg pH, fgs biologis tsb suatu pH dg suatu pH dg

akt maksimum. akt maksimum. 2.Di luar itu (pH</>), akt biol protein tsb <, sampai 0. Kurva bbnt. 2.Di luar itu (pH</>), akt biol protein tsb <, sampai 0. Kurva bbnt.

ParabolaParabola3. Juga disbbkan oleh ionisasi R yg ada pd residu aa penusun 3. Juga disbbkan oleh ionisasi R yg ada pd residu aa penusun

protein. protein. 4.Pd pH = pH4.Pd pH = pHoptopt, ionisasi R , ionisasi R str 3 D yg tepat, sehingga prot ybs str 3 D yg tepat, sehingga prot ybs

dapat menjalankan fgsdapat menjalankan fgs- pI adalah identitas fisikokimia suatu protein sbg molekul proteinpI adalah identitas fisikokimia suatu protein sbg molekul protein- pH adalah identitas fisikokimia suatu protein dalam hubungan pH adalah identitas fisikokimia suatu protein dalam hubungan

fungsi biologisnya.fungsi biologisnya.

Page 84: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Gabungan variasi BM dengan pI & pHGabungan variasi BM dengan pI & pHoptopt

masalah dlm isolasi & purifikasi protein masalah dlm isolasi & purifikasi protein dlm jangka waktu lama.dlm jangka waktu lama.

Isolasi & purifikasi protein sll merupakan Isolasi & purifikasi protein sll merupakan usaha penjelajahan (eksplorasi), yang sll usaha penjelajahan (eksplorasi), yang sll mengandung ciri “coba-coba”, walau pun mengandung ciri “coba-coba”, walau pun kini sudah > terarah. Selalu ada kini sudah > terarah. Selalu ada pengaruh faktor pengalaman pengaruh faktor pengalaman unsur unsur “seni” (“seni” (artsarts) )

Page 85: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Definisi protein :Definisi protein :- Kimia : protein adalah heteropolimer aa yg satu sama lain Kimia : protein adalah heteropolimer aa yg satu sama lain

terikat dengan ikatan peptida terikat dengan ikatan peptida 1.Tidak menjelaskan, bgmn heteropolimer tsb disusun dari aa yg 1.Tidak menjelaskan, bgmn heteropolimer tsb disusun dari aa yg

berbeda berbeda 2.Tidak menjelaskan, bagaimana protein yang berbeda-beda 2.Tidak menjelaskan, bagaimana protein yang berbeda-beda

disusun disusun 3. Tidak menjelaskan bgmn protein yang sama tiap akan 3. Tidak menjelaskan bgmn protein yang sama tiap akan

disintesis tidak boleh salah dlm disintesis tidak boleh salah dlm & urutan aa & urutan aa- Biologi : Protein adalah senyawa yang terbentuk langsung Biologi : Protein adalah senyawa yang terbentuk langsung

sebagai hasil pengungkapan informasi genetik di dalam gensebagai hasil pengungkapan informasi genetik di dalam gen1.1. Tidak menjelaskan komposisi kimiaTidak menjelaskan komposisi kimia

Page 86: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

2. Tidak menjelaskan, bagaimana unsur pembentuknya terikat satu 2. Tidak menjelaskan, bagaimana unsur pembentuknya terikat satu

sama lainsama lain3. Tidak menjelaskan identitas senyawa penyusun protein.3. Tidak menjelaskan identitas senyawa penyusun protein.# Definisi Biokimia : # Definisi Biokimia : Protein adalah Protein adalah heteropolimerheteropolimer aaaa, terikat satu sama lain , terikat satu sama lain

dengan dengan ikatan peptidaikatan peptida & merupakan & merupakan pengungkapanpengungkapan langsunglangsung dari dari informasi genetikinformasi genetik di dalam gen. di dalam gen. (tertulis miring: (tertulis miring: kata kunci)kata kunci)

1. Heteropolimer aa : a. ada >1 aa penyusun protein b. konsep aa penyusun protein & aa bukan penyusun protein

ciri-ciri kimia : - gugus asam harus COOH

Page 87: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

- Harus suatu asam amino - Harus suatu asam amino ( -COOH dan -NH ( -COOH dan -NH22 terikat ke C terikat ke C

yang sama, yaitu Cyang sama, yaitu C yang asimetrik) yang asimetrik) aa dg gugus asam aa dg gugus asam bukan –COOH (mis. sulfat, spt pd taurin) tdk pernah berada bukan –COOH (mis. sulfat, spt pd taurin) tdk pernah berada dalam suatu protein. Aa dg –COOH & -NHdalam suatu protein. Aa dg –COOH & -NH2 2 terikat di tempat terikat di tempat berbeda, tidak pernah berada dalam protein (mis. berbeda, tidak pernah berada dalam protein (mis. -alanin)-alanin)

2. Ikatan peptida : ada bbp kemungkinan ikatan kovalen antar aa. 2. Ikatan peptida : ada bbp kemungkinan ikatan kovalen antar aa. - Ikatan pembentuk protein adalah ikatan peptida: ikatan kovalen Ikatan pembentuk protein adalah ikatan peptida: ikatan kovalen

yg terbentuk sbg hsl pengawahidratan –COOH aa yg satu dg –yg terbentuk sbg hsl pengawahidratan –COOH aa yg satu dg –NHNH22 aa yg lain. aa yg lain.

- Ikatan kovalen lain mgkn ada dlm suatu protein, ttp bukan Ikatan kovalen lain mgkn ada dlm suatu protein, ttp bukan pembentuk rangka utama/tlg pgg protein. Ikatan kovalen lain pembentuk rangka utama/tlg pgg protein. Ikatan kovalen lain (mis –S-S-) sgt penting u/ str 3 D &/ fgs protein tertentu(mis –S-S-) sgt penting u/ str 3 D &/ fgs protein tertentu

Page 88: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

3. Pengungkapan langsung informasi genetik :3. Pengungkapan langsung informasi genetik :- gen : unit informasi genetik dalam DNA / kromosomgen : unit informasi genetik dalam DNA / kromosom- Pengungkapan lgsg : hub gen dg protein Pengungkapan lgsg : hub gen dg protein 1 gen untuk 1 1 gen untuk 1

polipeptida (Beadle & Tatum : polipeptida (Beadle & Tatum : One gene one enzymeOne gene one enzyme) ) bila bila gen u/ suatu protein tdk ada, organisme ybs tdk dpt sintesis gen u/ suatu protein tdk ada, organisme ybs tdk dpt sintesis protein tsb.protein tsb.

- Karena prot tda aa jenis tertentu yg tdk boleh salah dalam Karena prot tda aa jenis tertentu yg tdk boleh salah dalam & & urutan urutan hrs ada inf tertentu u/ tiap jenis aa hrs ada inf tertentu u/ tiap jenis aa kodon : unit kodon : unit informasi dlm gen yg menyandikan suatu aa. informasi dlm gen yg menyandikan suatu aa. Ada 20 aa Ada 20 aa penyusun protein, ttp ada > 20 kodon penyusun protein, ttp ada > 20 kodon 1 kodon menyandikan 1 kodon menyandikan 1 aa, ttp 1 aa disandikan oleh > 1 kodon. Kodon adalah tribasa 1 aa, ttp 1 aa disandikan oleh > 1 kodon. Kodon adalah tribasa dalam asam nukleat, yang mengandung makna 1 aa.dalam asam nukleat, yang mengandung makna 1 aa.

, ,

Page 89: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Universalisme biologis :Universalisme biologis :Msk makhluk hidup sangat beragam, ada Msk makhluk hidup sangat beragam, ada

universalisme mulai dari virus sampai manusia:universalisme mulai dari virus sampai manusia:- Menggunakan aa yang sama u/ menyusun Menggunakan aa yang sama u/ menyusun

protein, jumlah hanya 20 jenisprotein, jumlah hanya 20 jenis- Menggunakan bahasa genetik yg sama u/ Menggunakan bahasa genetik yg sama u/

“mengucapkan” aa tsb : kodon dg arti yang “mengucapkan” aa tsb : kodon dg arti yang sama. sama.

- Menggunakan alat penukar E yg sama, yaitu Menggunakan alat penukar E yg sama, yaitu ATP.ATP.

Page 90: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Struktur protein :Struktur protein :- kompleksitas molekul protein kompleksitas molekul protein str yg rumit, yg hrs dibagi str yg rumit, yg hrs dibagi

dlm bbp pengertian / konsep :dlm bbp pengertian / konsep :- Str. Primer, yaitu bagaimana aa disusun menurut urutan Str. Primer, yaitu bagaimana aa disusun menurut urutan

tertentu, tiap kali disintesis.tertentu, tiap kali disintesis.- Str. Sekunder : bagaimana interaksi antara gugus Str. Sekunder : bagaimana interaksi antara gugus

bermuatan yang berdekatan dari aa yg menyusun suatu bermuatan yang berdekatan dari aa yg menyusun suatu protein dan menghasilkan suatu bentuk geometris tertentu.protein dan menghasilkan suatu bentuk geometris tertentu.

- Str tersier : bagaimana gambaran global dari suatu protein, Str tersier : bagaimana gambaran global dari suatu protein, sebagai hasil dari str sekunder yang ada di dalamnyasebagai hasil dari str sekunder yang ada di dalamnya

- Str kuaterner : khusus u/ prot yang terdiri atas bbp Str kuaterner : khusus u/ prot yang terdiri atas bbp polipeptida, bagaimana hub antar subunit polipeptida, bagaimana hub antar subunit

Page 91: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

# Str sekunder :# Str sekunder :- Interaksi ikatan kimia antara bbg gugus dari R dlm Interaksi ikatan kimia antara bbg gugus dari R dlm

suatu protein suatu protein pola-pola geometris 3 D dari suatu pggl pola-pola geometris 3 D dari suatu pggl / keseluruhan urutan aa/ keseluruhan urutan aa

- Pola-pola tsb disbbk o/ keberadaan aa tertentuPola-pola tsb disbbk o/ keberadaan aa tertentu

- - Str sekunder ditentukan oleh str primerStr sekunder ditentukan oleh str primer - Pola tsb : heliks-Pola tsb : heliks-, lembar gelombang-, lembar gelombang-, ,

tekukan,simpai (tekukan,simpai (looploop) & sulur sebarang () & sulur sebarang (random coilrandom coil))- Suatu rantai polippt yg membentuk suatu protein dpt Suatu rantai polippt yg membentuk suatu protein dpt

hanya mempunyai 1 str sekunder, dapat pula > 1. hanya mempunyai 1 str sekunder, dapat pula > 1.

Page 92: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

# Str tersier :# Str tersier :- Gambaran 3 D suatu mol protein / polippt tunggalGambaran 3 D suatu mol protein / polippt tunggal- Hanya ada 2 : globuler & fibrilerHanya ada 2 : globuler & fibriler- Hasil dari str sekunder dlm rantai polipptHasil dari str sekunder dlm rantai polippt- Bila rantai polippt punya >1 str sekunder Bila rantai polippt punya >1 str sekunder protein globuler protein globuler- Bila hanya ada 1 str sekunder Bila hanya ada 1 str sekunder protein fibriler. Str sekunder protein fibriler. Str sekunder

tunggal tsb biasanya heliks-tunggal tsb biasanya heliks- saja atau lembar- saja atau lembar- saja. saja.- Jenis str tersier menggambarkan fgs umum dari protein ybsJenis str tersier menggambarkan fgs umum dari protein ybs- Protein globuler umumnya protein regulator (enzim, mediator Protein globuler umumnya protein regulator (enzim, mediator

dlsb)dlsb)

Page 93: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

- Protein fibriler biasanya protein pendukung struktur Protein fibriler biasanya protein pendukung struktur

(kolagen, keratin dll)(kolagen, keratin dll)- Keberadaan suatu str sekunder di suatu penggal polippt Keberadaan suatu str sekunder di suatu penggal polippt

menentukan lokasi & interaksi penggal tsb dg sesamanya menentukan lokasi & interaksi penggal tsb dg sesamanya atau dg mol lainatau dg mol lain

jenis str sekunder menentukan str tersier (=str 3 D) & ini jenis str sekunder menentukan str tersier (=str 3 D) & ini menentukan fgs proteinmenentukan fgs protein

# Str kuaterner :# Str kuaterner :- Tidak semua protein punya str iniTidak semua protein punya str ini- Hanya ada pd protein yg tdda bbp polippt sbg subunit Hanya ada pd protein yg tdda bbp polippt sbg subunit

(protein oligomer) spt Hb, Ig, hormon dll(protein oligomer) spt Hb, Ig, hormon dll- Tdk ada hub dg BM (insulin, Hb, albumin)Tdk ada hub dg BM (insulin, Hb, albumin)

Page 94: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

- Interaksi kimia antar subunit terjadi melalui 2 kemungkinan Interaksi kimia antar subunit terjadi melalui 2 kemungkinan

: ikatan –S-S- (Ig, insulin, hormon, toksin tetanus) atau : ikatan –S-S- (Ig, insulin, hormon, toksin tetanus) atau ikatan –H (Hb).ikatan –H (Hb).

- Interaksi ini sangat rentan akan perubahan aa yang Interaksi ini sangat rentan akan perubahan aa yang langsung berkontaklangsung berkontak

- Perubahan 1 aa (str primer) mengubah str sekunder & ini Perubahan 1 aa (str primer) mengubah str sekunder & ini mengubah str tersier mengubah str tersier gangguan fgs protein ybs gangguan fgs protein ybs

- Perubahan 1 aa (str primer) juga dpt mengubah titik Perubahan 1 aa (str primer) juga dpt mengubah titik interaksi antara polippt yg menjadi subunit suatu protein / interaksi antara polippt yg menjadi subunit suatu protein / mengganggu interaksi antar molekul (sesama protein, dg mengganggu interaksi antar molekul (sesama protein, dg protein lain, atau dg molekul lain)protein lain, atau dg molekul lain)

- Perubahan 1 aa (=mutasi)Perubahan 1 aa (=mutasi)dampak yang luasdampak yang luas

Page 95: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Hubungan struktur – fungsi :Hubungan struktur – fungsi :- Str 3 D yg tepat menjamin fgsStr 3 D yg tepat menjamin fgs- Contoh : FSH, insulin & Ig (Ab)Contoh : FSH, insulin & Ig (Ab)- FSH kuda # FSH manusia, ttp bila salah satu disuntik dg FSH kuda # FSH manusia, ttp bila salah satu disuntik dg

FSH yg lain FSH yg lain respon biologis yg sama. Hal yg sama respon biologis yg sama. Hal yg sama dengan insulin & ATSdengan insulin & ATS

- Str primer (urutan aa) kedua hormon & ab yg berasal dari Str primer (urutan aa) kedua hormon & ab yg berasal dari kedua sumber tsb berbedakedua sumber tsb berbeda

- Efek biologis sama disbb o/ pusat aktif protein tsb sama.Efek biologis sama disbb o/ pusat aktif protein tsb sama.- Pusat aktif tsb tda aa tertentu yg sama/mirip Pusat aktif tsb tda aa tertentu yg sama/mirip str 3 D str 3 D

setempat sama setempat sama dpt kenali & ikat str yg menjadi dpt kenali & ikat str yg menjadi sasarannyasasarannya

Page 96: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

- Dapat dikatakan, bahwa urutan asam amino sebenarnya Dapat dikatakan, bahwa urutan asam amino sebenarnya

diperlukan untuk memperoleh suatu struktur yang tepat.diperlukan untuk memperoleh suatu struktur yang tepat.- Urutan itu sendiri, pada dirinya sendiri sebenarnya tidak Urutan itu sendiri, pada dirinya sendiri sebenarnya tidak

berperan apa pun.berperan apa pun.- Tampak pd campuran aa, bahkan juga pd protein Tampak pd campuran aa, bahkan juga pd protein

denaturasidenaturasi- Urutan aa adalah usaha untuk mencapai suatu struktur Urutan aa adalah usaha untuk mencapai suatu struktur

tertentu, dalam kondisi fisik lingkungan tertentu.tertentu, dalam kondisi fisik lingkungan tertentu.- Str 3 D, dibentuk dengan cara apa pun, apa bila telah Str 3 D, dibentuk dengan cara apa pun, apa bila telah

diperoleh dengan tepat, dapat menjalankan suatu fungsi diperoleh dengan tepat, dapat menjalankan suatu fungsi biologis, meskipun tdk dpt dikendalikan. Rekayasa yg plg biologis, meskipun tdk dpt dikendalikan. Rekayasa yg plg mdh u/ itu ialah dg gunakan ab.mdh u/ itu ialah dg gunakan ab.

Page 97: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Perubahan str 3 D protein dpt terjadi secara menetap Perubahan str 3 D protein dpt terjadi secara menetap

sejak awal, atau sementara.sejak awal, atau sementara.# Perubahan str 3 D menetap sejak awal : # Perubahan str 3 D menetap sejak awal : - Disebabkan oleh perubahan aa di suatu tempat (mutasi)Disebabkan oleh perubahan aa di suatu tempat (mutasi)- Ok jenis aa di suatu tempat ditentukan oleh kodon,Ok jenis aa di suatu tempat ditentukan oleh kodon,

perubahan kodon perubahan kodon - Tdk dapat dipulihkan/diperbaiki dengan cara-cara Tdk dapat dipulihkan/diperbaiki dengan cara-cara

fisikokimiafisikokimia- Efek biologis beragam : mulai dari tidak ada (sekedar Efek biologis beragam : mulai dari tidak ada (sekedar

variasi aa tanpa perubahan str 3 D berarti) yaitu suatu variasi aa tanpa perubahan str 3 D berarti) yaitu suatu polimorfisme, sampai kepada kelainan yang berat.polimorfisme, sampai kepada kelainan yang berat.9797

Page 98: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

# Perubahan str 3 D sementara disbb o/ pengaruh # Perubahan str 3 D sementara disbb o/ pengaruh lingkunganlingkungan

- Sangat penting u/ jalankan fgs proteinSangat penting u/ jalankan fgs protein- Semua protein bekerja atas dasar perubahan str 3 D Semua protein bekerja atas dasar perubahan str 3 D

sementara ini (jelas pada enzim, mediator, efektor spt sementara ini (jelas pada enzim, mediator, efektor spt miosin dll)miosin dll)

- Pd dsrnya, terjadi karena perubahan kondisi tk lingk Pd dsrnya, terjadi karena perubahan kondisi tk lingk molekul yg reversibel molekul yg reversibel

- Bila proses fgs biologis selesai dijalankan, protein kembali Bila proses fgs biologis selesai dijalankan, protein kembali ke keadaan semula.ke keadaan semula.

- Faktor lingkungan yg sgt penting u/ perubahan str 3 D Faktor lingkungan yg sgt penting u/ perubahan str 3 D ialah pH, tialah pH, too dan reaksi/ikatan kimia. dan reaksi/ikatan kimia.

Page 99: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

- Pengaruh pH :Pengaruh pH :_ Mengubah ionisasi / muatan gugus R & gugus karbonil & imino_ Mengubah ionisasi / muatan gugus R & gugus karbonil & imino_ Menyebabkan fenomena pH_ Menyebabkan fenomena pHoptimumoptimum _ Biasanya denaturasi yg disbbkan perubahan pH bersifat _ Biasanya denaturasi yg disbbkan perubahan pH bersifat

reversibelreversibel_ Menerangkan perlunya sistem dapar & mekanisme homeostasis _ Menerangkan perlunya sistem dapar & mekanisme homeostasis - Pengaruh tPengaruh too : :_ t_ too menggambarkan gerak termodinamik (gerak Brown) dari menggambarkan gerak termodinamik (gerak Brown) dari

molekulmolekul_ E ini melawan E ikatan kimia, t.u lemah, yg pertahankan str 3 D. _ E ini melawan E ikatan kimia, t.u lemah, yg pertahankan str 3 D.

Juga Juga t toooptimumoptimum

_ ireversibel bila E masuk >>._ ireversibel bila E masuk >>.

Page 100: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

- Pengaruh ikatan/reaksi kimia :Pengaruh ikatan/reaksi kimia :_ Pengikatan gugus tambahan ke suatu bag protein _ Pengikatan gugus tambahan ke suatu bag protein

(gugus R) (gugus R) ubah str 3 D ubah str 3 D_ Reversibel : terjadi mis a.l pd rx enzimatik, interaksi _ Reversibel : terjadi mis a.l pd rx enzimatik, interaksi

protein-ligan, protein lokomosi. Ada mekanisme u/ protein-ligan, protein lokomosi. Ada mekanisme u/ melepaskan diri dari ikatan kimia (+)an tsbmelepaskan diri dari ikatan kimia (+)an tsb

_ Ireversibel : fisiologis terjadi pada peristiwa _ Ireversibel : fisiologis terjadi pada peristiwa modulasi suatu reaksi enzimatik. Patologis terjadi modulasi suatu reaksi enzimatik. Patologis terjadi pada peristiwa keracunan (logam berat, senyawa pada peristiwa keracunan (logam berat, senyawa kimia lain bersifat racun seperti insektisida) kimia lain bersifat racun seperti insektisida)

Page 101: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

KarbohidratKarbohidrat

Turunan aldehid / keton dari suatu Turunan aldehid / keton dari suatu polialkohol (aldosa/ketosa) dengan atom polialkohol (aldosa/ketosa) dengan atom C C 3 3

Rumus umum CRumus umum Cnn(H(H22O)O)nn Senyawa terkecil yang mempunyai Senyawa terkecil yang mempunyai

kemungkinan sebagai aldehid & keton bila kemungkinan sebagai aldehid & keton bila n=3. Kemungkinannya : gliseraldehid n=3. Kemungkinannya : gliseraldehid (aldosa) atau dihidroksiaseton (ketosa) (aldosa) atau dihidroksiaseton (ketosa)

Page 102: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Klasifikasi :Klasifikasi :I.I. Berdasarkan ukuran/kompleksitas molekul :Berdasarkan ukuran/kompleksitas molekul :1.1. Monosakarida : unit terkecil KH yg tdk dpt lagi dihidrolisis Monosakarida : unit terkecil KH yg tdk dpt lagi dihidrolisis KH <. KH <.

Dibagi dlm Dibagi dlm C : C : - triosa (terkecil)- triosa (terkecil) - tetrosa- tetrosa - pentosa- pentosa - heksosa- heksosa - heptosa- heptosaMasing-masing dari jenis aldosa & ketosa.Masing-masing dari jenis aldosa & ketosa.Tiap aldosa & ketosa punya isomer D & LTiap aldosa & ketosa punya isomer D & L2. Disakarida: bila dihidrolisis 2. Disakarida: bila dihidrolisis 2 mol monosakarida penyusun. 2 mol monosakarida penyusun.

Disakarida yang terkenal :Disakarida yang terkenal :

Page 103: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

- laktosa : hidrolisis laktosa : hidrolisis galaktosa & glukosa galaktosa & glukosa - Maltosa: hidrolisis Maltosa: hidrolisis 2 mol glukosa 2 mol glukosa - Sukrosa: hidrolisis Sukrosa: hidrolisis fruktosa & glukosa fruktosa & glukosa- Trehalosa: hidrolisis Trehalosa: hidrolisis 2 mol glukosa 2 mol glukosa3. Oligosakarida : hidrolisis 3. Oligosakarida : hidrolisis n (n : 3 – 6) monosakarida n (n : 3 – 6) monosakarida4. Polisakarida : hidrolisis 4. Polisakarida : hidrolisis > 6 mol monosakarida. Contoh : > 6 mol monosakarida. Contoh :# Pada tumbuhan :# Pada tumbuhan :- polimer heksosa:polimer heksosa:_ selulosa (glukosa)_ selulosa (glukosa)_ amikum (glukosa)_ amikum (glukosa)_ inulin (fruktosa)_ inulin (fruktosa)

Page 104: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

- polimer pentosa :polimer pentosa :_ hemiselulosa : arabinosa_ hemiselulosa : arabinosa# Pada hewan :# Pada hewan :- polimer glukosa : polimer glukosa : _ glikogen (glukosa)_ glikogen (glukosa)Dalam semua gula ini, monosakarida unit penyusun terikat Dalam semua gula ini, monosakarida unit penyusun terikat

satu sama lain dlm satu sama lain dlm ikatan glikosida.ikatan glikosida.Ikatan glikosida : ikatan antara Ikatan glikosida : ikatan antara gugus karbonilgugus karbonil dari suatu dari suatu

monosakarida dengan suatu gugus yg terdapat dlm monosakarida dengan suatu gugus yg terdapat dlm monosakarida lain [gugus tersbt dpt gugus karbonil, hidroksil monosakarida lain [gugus tersbt dpt gugus karbonil, hidroksil (-OH) atau amnina (-NH(-OH) atau amnina (-NH22) bila monosakarida lain tsb suatu ) bila monosakarida lain tsb suatu gula amina].gula amina].

Page 105: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Ada ikatan glikosida –O & ikatan glikosida –N. Sangat penting Ada ikatan glikosida –O & ikatan glikosida –N. Sangat penting

secara biologis.secara biologis.II. Keragaman atom penyusun/gugus :II. Keragaman atom penyusun/gugus :1.1. KH sejati : tda atom C,H,O dengan gugus karbonil (–CO-) dan KH sejati : tda atom C,H,O dengan gugus karbonil (–CO-) dan

polihidroksil (-OH): monosakarida & mol >polihidroksil (-OH): monosakarida & mol >2.2. Turunan gula :Turunan gula : # polialkohol :# polialkohol : - C- C22 : glikol (hidroksiasetaldehid) : glikol (hidroksiasetaldehid) - C- C33 : gliserol (gliseraldehid&di-OH-aseton) : gliserol (gliseraldehid&di-OH-aseton) - C- C44 : eritritol (eritrosa) : eritritol (eritrosa) - C- C55 : xilitol (xilosa) : xilitol (xilosa) - C- C66 : sorbitol (glukosa&fruktosa) : sorbitol (glukosa&fruktosa)

Page 106: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Semua polialkohol turunan gula berperan penting dalam Semua polialkohol turunan gula berperan penting dalam

metabolisme & juga dalam patologi.metabolisme & juga dalam patologi.# Gula deoksi : monosakarida yang kekurangan 1 atom O # Gula deoksi : monosakarida yang kekurangan 1 atom O

seharusnya.seharusnya.- Pentosa : deoksipentosa yang sangat terkenal adalah Pentosa : deoksipentosa yang sangat terkenal adalah

deoksiribosa, penyusun DNA deoksiribosa, penyusun DNA - Heksosa : deoksiglukosa (=fukosa) merupakan bagian dari Heksosa : deoksiglukosa (=fukosa) merupakan bagian dari

oligosakarida penyusun glikoprotein & glikolipid, termsauk di oligosakarida penyusun glikoprotein & glikolipid, termsauk di mmb sel & penting a.l u/ menyusun oligosakarida gol drhmmb sel & penting a.l u/ menyusun oligosakarida gol drh

- Gula amina : bersama guladeoksi menyusun glikoproteinGula amina : bersama guladeoksi menyusun glikoprotein- Gula sulfat: bersama gula amina menyusun substansi dasar Gula sulfat: bersama gula amina menyusun substansi dasar

(g.a.g, as.hialuronat), agar.(g.a.g, as.hialuronat), agar.

Page 107: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Fungsi KH :Fungsi KH :1.1. Sumber energi yg umum u/ makhluk hidup: KH + OSumber energi yg umum u/ makhluk hidup: KH + O22 CO CO22 + H + H22O + O +

E(ATP)E(ATP)- Dijalankan oleh glukosa, melalui jalur glikolisis. Dijalankan oleh glukosa, melalui jalur glikolisis. - Semua monosakarida lain diubah Semua monosakarida lain diubah glukosa, kecuali fruktosa (dpt glukosa, kecuali fruktosa (dpt

lgsg msk glikolisis) lgsg msk glikolisis) 2.2. Cadangan E, dlm bntk polisakarida :Cadangan E, dlm bntk polisakarida :- Glikogen (hewan, sgt bercabang)Glikogen (hewan, sgt bercabang) glukosa glukosa- Amilum (tban, < bercabang) Amilum (tban, < bercabang) glukosa glukosa- Inulin (tban) Inulin (tban) fruktosa fruktosa3. Sbg penyokong : 3. Sbg penyokong : - Selulosa : tbanSelulosa : tban- Kitin (chitin):str dsr eksoskelet artropoda Kitin (chitin):str dsr eksoskelet artropoda

Page 108: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

- Glikosaminoglikan (g.a.g) : as. hialuronat & kondroitin sulfat. Glikosaminoglikan (g.a.g) : as. hialuronat & kondroitin sulfat.

Asam hialuronat : heteropolisakarida dg asam glukuronat & N-Asam hialuronat : heteropolisakarida dg asam glukuronat & N-asetilglukosamin sbg subunit, terikat satu dg lain dg ikatan asetilglukosamin sbg subunit, terikat satu dg lain dg ikatan glikosida glikosida 1133. Kondroitin sulfat mirip dg asam hialuronat, -OH . Kondroitin sulfat mirip dg asam hialuronat, -OH pd Cpd C4 4 atau C atau C55 dari N-asetilgluksamin tersulfatasi. Keduanya dari N-asetilgluksamin tersulfatasi. Keduanya adalah adalah substansi dasarsubstansi dasar ( (ground substanceground substance) yg terdpt pd ) yg terdpt pd ruang antarsel, cairan sendi, badan kaca, rawan sendi, ruang antarsel, cairan sendi, badan kaca, rawan sendi, discusdiscus intervertebralisintervertebralis dan tulang rawan. Berfungsi sbg dan tulang rawan. Berfungsi sbg pelincir & peredam kejut. Dasar molekuler dari fgs ini : str pelincir & peredam kejut. Dasar molekuler dari fgs ini : str heliks, sangat higroskopis & polianion. heliks, sangat higroskopis & polianion.

3. Sbg metabolit antara, prekursor u/ sintesis aa aromatik,paba 3. Sbg metabolit antara, prekursor u/ sintesis aa aromatik,paba (bakteri), ubikinon, plastokinon, vit.K&E (semua dari eritrosa, (bakteri), ubikinon, plastokinon, vit.K&E (semua dari eritrosa, CC44).).

Page 109: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Gliseraldehid&diOH-ketonGliseraldehid&diOH-ketonalanin, serin dll alanin, serin dll 4. Pengenal antarsel (intercellular recognition) :4. Pengenal antarsel (intercellular recognition) :- oligosakarida glikoprotein & glikolipid luar mmb seloligosakarida glikoprotein & glikolipid luar mmb selgol darah gol darah

ABO.ABO.- Oligosakarida mmb / glikoprotein sering tda gal, glu, L-fukosa, Oligosakarida mmb / glikoprotein sering tda gal, glu, L-fukosa,

N-asetilglukosamin & N-asetilgalaktosamin, asam sialat.N-asetilglukosamin & N-asetilgalaktosamin, asam sialat.- Oligosakarida drh gol O :Oligosakarida drh gol O : protein / lipid-gal-N-asglu-gal-N-asgal = oligosakarida Hprotein / lipid-gal-N-asglu-gal-N-asgal = oligosakarida H II. .

Semua ikatan glikosida dari jenis Semua ikatan glikosida dari jenis 1133 . Pada gol A, H+N-asgal, . Pada gol A, H+N-asgal, pd B H+gal.pd B H+gal.

ikatan gal-N-asglu dpt pula ikatan gal-N-asglu dpt pula 1144, sisanya sama. (oligosakarida , sisanya sama. (oligosakarida HHIIII, banyak pd mikroorganisme, mis pneumokok jenis XIV., banyak pd mikroorganisme, mis pneumokok jenis XIV.

Page 110: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Lipid Lipid Senyawa yang relatif tidak larut dalam air dan Senyawa yang relatif tidak larut dalam air dan

pelarut polar, ttp larut dalam pelarut non-polar.pelarut polar, ttp larut dalam pelarut non-polar. Definisi yg berdasarkan sifat fisikokimia ini saja Definisi yg berdasarkan sifat fisikokimia ini saja

sangat luassangat luas Oleh karena itu, secara kimia sangat beragam & Oleh karena itu, secara kimia sangat beragam &

harus diklasifikasikanharus diklasifikasikan Mirip KH, klasifikasi berdasarkan hasil hidrolisis :Mirip KH, klasifikasi berdasarkan hasil hidrolisis :I.I. Lemak sederhanaLemak sederhanaII.II. Lemak majemuk Lemak majemuk III.III. Turunan lipidTurunan lipid

Page 111: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

I.I. Lemak sederhana :Lemak sederhana :Hidrolisis Hidrolisis asam lemak + suatu alkohol asam lemak + suatu alkohol1.1. Lemak / triasilgliserol (trigliserida) bila dihidrolisis lengkap Lemak / triasilgliserol (trigliserida) bila dihidrolisis lengkap

asam lemak + gliserol. Terdapat pd minyak (cair) & juga pd asam lemak + gliserol. Terdapat pd minyak (cair) & juga pd lemak hewanlemak hewan

2.2. Lilin / wax : hidrolisis lengkap Lilin / wax : hidrolisis lengkap alkohol dengan rantai C alkohol dengan rantai C panjang + asam lemak rantai panjang. Melapisi bagian panjang + asam lemak rantai panjang. Melapisi bagian permukaan tumbuhan / daunpermukaan tumbuhan / daun

II. Lemak majemuk : II. Lemak majemuk : Hidrolisis Hidrolisis asam lemak + alkohol + senyawa lain, misal fosfat asam lemak + alkohol + senyawa lain, misal fosfat

(fosfolipid), KH (glikolipid misalnya serebrosida), sulfat, (fosfolipid), KH (glikolipid misalnya serebrosida), sulfat, amina (kolin, etanolamin), aa (serin) atau protein (lipoprotein)amina (kolin, etanolamin), aa (serin) atau protein (lipoprotein)

Page 112: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

III. Turunan lipid :III. Turunan lipid :Mulanya hanya mencakup hasil hidrolisis 2 jenis lipid sebelumnya, yg Mulanya hanya mencakup hasil hidrolisis 2 jenis lipid sebelumnya, yg

tdk dpt dihidrolisis lebih lanjut. Kmd mencakup bbg senyawa tdk dpt dihidrolisis lebih lanjut. Kmd mencakup bbg senyawa biologis yg punya sifat fisikokimia spt gol I & II, ttp bkn hsl hidrolisis biologis yg punya sifat fisikokimia spt gol I & II, ttp bkn hsl hidrolisis salah satunya & tdk spt dihidrolisis salah satunya & tdk spt dihidrolisis senyawa > sederhana senyawa > sederhana

Contoh :Contoh :- KolesterolKolesterol- Bbg steroid (turunan kolesterol)Bbg steroid (turunan kolesterol)- PoliisoprenPoliisopren- Vitamin larut dalam lemak / pelarut lemak (ADEK)Vitamin larut dalam lemak / pelarut lemak (ADEK)- ProstaglandinProstaglandin- Garam empedu Garam empedu

Page 113: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Fungsi lemak :Fungsi lemak :1.1. Isolator / sekat / pemisahIsolator / sekat / pemisahDasar : tidak dapat membentuk ikatan HDasar : tidak dapat membentuk ikatan Ha.a. Mmb biologis (biomembran, pd sel, organel, retikulum Mmb biologis (biomembran, pd sel, organel, retikulum

endoplasma). Fgs mmb sel : memisahkan 2 kompartemen endoplasma). Fgs mmb sel : memisahkan 2 kompartemen akuatik (ekstrasel & intrasel) sehingga sifat gradien (tanda akuatik (ekstrasel & intrasel) sehingga sifat gradien (tanda kehidupan) dipertahankan. Fgs gradien yg memisahkan 2 kehidupan) dipertahankan. Fgs gradien yg memisahkan 2 kompartemen akuatik ini dimungkinkan oleh 2 hal :kompartemen akuatik ini dimungkinkan oleh 2 hal :

- Sifat tdk membentuk ikatan H pd bagian tertentu dari Sifat tdk membentuk ikatan H pd bagian tertentu dari lemak ybslemak ybs

- Sifat mampu membentuk ikatan H bagian lain dari lemak Sifat mampu membentuk ikatan H bagian lain dari lemak ybs ybs

Page 114: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

- u/ penuhi 2 syarat ini:u/ penuhi 2 syarat ini:_ perlu lipid khusus, yg punya kedua sifat fisikokimia ini (sifat _ perlu lipid khusus, yg punya kedua sifat fisikokimia ini (sifat

amfipatik), yaitu lemak majemuk (fosfolipid & glikolipid)amfipatik), yaitu lemak majemuk (fosfolipid & glikolipid)_ penataan khusus lipid ybs : dwilapis lipid_ penataan khusus lipid ybs : dwilapis lipid- keduanya diperlukan u/ mendukung fenomena gradien.keduanya diperlukan u/ mendukung fenomena gradien.- Str yg mirip, dlm ukuran < ialah misel & vesikel.Str yg mirip, dlm ukuran < ialah misel & vesikel.b. Lapisan isolasi saraf (selubung mielin). Melapisi akson b. Lapisan isolasi saraf (selubung mielin). Melapisi akson

(sitoplasma sel saraf yang memanjang u/ salurkan impuls (sitoplasma sel saraf yang memanjang u/ salurkan impuls bioelektrik) :bioelektrik) :

- tda lipid khusus berupa ester asam lemak rantai C sangat - tda lipid khusus berupa ester asam lemak rantai C sangat panjang. Hidrolisis sfingomielin panjang. Hidrolisis sfingomielin aminoalkohol takjenuh rantai aminoalkohol takjenuh rantai panjang (sfingosin), as fosfat,lesitin, kolin (fosfatidil kolin) panjang (sfingosin), as fosfat,lesitin, kolin (fosfatidil kolin)

Page 115: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

- lipid lain pd mielin : gangliosida & serebrosida, suatu lipid lain pd mielin : gangliosida & serebrosida, suatu

glikolipid. Hidrolisis glikolipid. Hidrolisis oligosakarida (kandungan oligosakarida (kandungan oligosakarida serebrosida < gangliosida) + asam nervonat oligosakarida serebrosida < gangliosida) + asam nervonat (C(C2424) & asam lignoserat (C) & asam lignoserat (C2424). Tdk mengandung fosfat.). Tdk mengandung fosfat.

- Gugus metil dari kolin pd fosfatidil kolin (dalam sfingomielin) Gugus metil dari kolin pd fosfatidil kolin (dalam sfingomielin) sangat penting untuk sifat hidrofobik (sifat isolasi). Metilasi sangat penting untuk sifat hidrofobik (sifat isolasi). Metilasi ini perlu vitamin Bini perlu vitamin B1212 (sianokobalamin). Defisiensi B (sianokobalamin). Defisiensi B1212 demielinisasi demielinisasi gangguan konduktivitas saraf. gangguan konduktivitas saraf.

c. Isolator tc. Isolator too & penguapan. & penguapan.2. Cadangan energi : TAG (TG). Lemak sbg cadangan energi 2. Cadangan energi : TAG (TG). Lemak sbg cadangan energi

> baik dp polisakarida :> baik dp polisakarida :a. Tingkat reduksi >a. Tingkat reduksi >

Page 116: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

b. Mobilisasi > cepat b. Mobilisasi > cepat energi energic. Tdk menarik air, makac. Tdk menarik air, maka- > ringan> ringan- > kompak> kompakKekurangan lemak sbg cadangan E : Kekurangan lemak sbg cadangan E : oksidasi harus aeroboksidasi harus aerob, , tdk tdk

dpt dgdpt dg utang Outang O22..3. Bantalan jaringan, organ & tubuh : fgs peredam kejut3. Bantalan jaringan, organ & tubuh : fgs peredam kejut4. Caraka I / mediator :4. Caraka I / mediator :- hormon steroidhormon steroid- Vitamin AVitamin A- Vitamin DVitamin D- Turunan asam arakidonat: leukotrien,prostaglandin, tromboksan Turunan asam arakidonat: leukotrien,prostaglandin, tromboksan

Page 117: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

- caraka II (intrasel) : fosfatidil inositolcaraka II (intrasel) : fosfatidil inositol5. Transduksi sinyal fotonik & transduksi energi :5. Transduksi sinyal fotonik & transduksi energi :- rhodopsin & bakteriorhodopsinrhodopsin & bakteriorhodopsin- KlorofilKlorofil- UbikinonUbikinon6. Detergen :6. Detergen :- pencernaan : garam empedu u/ bntk misel menstabilkan pencernaan : garam empedu u/ bntk misel menstabilkan

emulsi pd pencernaan lemakemulsi pd pencernaan lemak- Pertahanan sel : lesitin (fosfatidil kolin) oleh fosfolipase Pertahanan sel : lesitin (fosfatidil kolin) oleh fosfolipase

(terdpt a.l. pd bisa ular) dihidrolisis jadi lisolesitin (detergen) (terdpt a.l. pd bisa ular) dihidrolisis jadi lisolesitin (detergen) yg melisis mmb sel sasaran. Ttp jg menyebabkan otolisis sel yg melisis mmb sel sasaran. Ttp jg menyebabkan otolisis sel pd infark jantung.pd infark jantung.

Page 118: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Formulasi interaksi Formulasi interaksi molekulermolekuler

Pengetahuan kimia & biokimia Pengetahuan kimia & biokimia sebenarnya bukan hanya sekedar sebenarnya bukan hanya sekedar deskripsikan komposisi dan [ ]. deskripsikan komposisi dan [ ].

>> penting adalah bagaimana mol yang >> penting adalah bagaimana mol yang ada berinteraksi menjalankan dan ada berinteraksi menjalankan dan mempengaruhi rx kimia.mempengaruhi rx kimia.

Pd biokimia, bgmn mol yg ada interaksi & Pd biokimia, bgmn mol yg ada interaksi & fenomena hidup fenomena hidup

Page 119: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Mol tsb berinteraksi dlm Mol tsb berinteraksi dlm >> (bilangan Avogadro, 1 mol >> (bilangan Avogadro, 1 mol

senyawa apa pun tda 6,2x10senyawa apa pun tda 6,2x1023 23 partikel molekul)partikel molekul) kimia & biokimia fenomena statistik, tunduk kpd hk kimia & biokimia fenomena statistik, tunduk kpd hk

bilangan besar & digambarkan dlm bentuk reratabilangan besar & digambarkan dlm bentuk rerata Fenomena yg diukur dlm pengamatan adalah rerata yg Fenomena yg diukur dlm pengamatan adalah rerata yg

menjadi ciri fenomena tsbmenjadi ciri fenomena tsb Rerata yang menjadi ciri tsb adalah hsl interaksi 1 / > jenis Rerata yang menjadi ciri tsb adalah hsl interaksi 1 / > jenis

molekulmolekul Faktor yg pengaruhi interaksi tsb adalah tekanan udara Faktor yg pengaruhi interaksi tsb adalah tekanan udara

(p),t(p),too & & mol (=[ ]). Pada biokimia, ditambah faktor pH. mol (=[ ]). Pada biokimia, ditambah faktor pH. Makhluk hidup berada dalam p,pH & tMakhluk hidup berada dalam p,pH & too tetap. Interaksi tetap. Interaksi

dipengaruhi [ ]dipengaruhi [ ]

Page 120: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Selain itu, dalam suatu rx kimia tertentu, perbandingan Selain itu, dalam suatu rx kimia tertentu, perbandingan mol mol

interaksi tetapinteraksi tetap Semuanya Semuanya hk kegiatan massa : menggambarkan rerata hk kegiatan massa : menggambarkan rerata

suatu rx, dlm bentuk hasil kali berbagai molekul yg terlibat, suatu rx, dlm bentuk hasil kali berbagai molekul yg terlibat, sebanding sebanding masing-masing, setelah keseimbangan dicapai : masing-masing, setelah keseimbangan dicapai :

KKeqeq

Pada reaksi mA + nBPada reaksi mA + nBpC, KpC, Keqeq = [C] = [C]pp/[A]/[A]mm[B][B]nn, atau bila , atau bila dinyatakan dlm bntk disosiasi, Kdinyatakan dlm bntk disosiasi, Keq.diseq.dis= [A]= [A]mm[B][B]nn/[C]/[C]pp

Formulasi interaksi molekuler ini mempunyai peran yg sangat Formulasi interaksi molekuler ini mempunyai peran yg sangat penting.penting.

Bbp konsep diturunkan dari persamaan iniBbp konsep diturunkan dari persamaan ini

Page 121: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Konsep tsb ialah :Konsep tsb ialah :- pHpH- KKww

- Asam, basa dan netralitasAsam, basa dan netralitas- Kelarutan suatu senyawa dalam suatu pelarut (air & Kelarutan suatu senyawa dalam suatu pelarut (air &

bukan air)bukan air)- Perancangan dapar dengan pH & molaritas tertentu Perancangan dapar dengan pH & molaritas tertentu

(sangat penting dalam biokimia & biologi(sangat penting dalam biokimia & biologi- Stabilitas suatu bentuk isomerStabilitas suatu bentuk isomer- Afinitas antara 2 molekul yang interaksiAfinitas antara 2 molekul yang interaksi- Turnover numberTurnover number

Page 122: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

KKeqeq dan stabilitas suatu mol : dan stabilitas suatu mol : A A A’ A’

A & A’ adalah isomer satu sama lainA & A’ adalah isomer satu sama lain Mana di antara kedua isomer ini yang > stabil ?Mana di antara kedua isomer ini yang > stabil ?

KKeq disseq diss= [A]/[A’]= [A]/[A’] Bila nilai << 1 (penyebut = [A’] >> [A] dlm keadaan tsb), Bila nilai << 1 (penyebut = [A’] >> [A] dlm keadaan tsb),

maka A’ > stabil dp A dalam kondisi yang diamati, maka A’ > stabil dp A dalam kondisi yang diamati, karena energi bebas A’ << Akarena energi bebas A’ << A

Contoh : dalam reaksi glikolisis ada 2 bentuk asam Contoh : dalam reaksi glikolisis ada 2 bentuk asam piruvat : keto & enol. Bentuk keto >> stabil dp enol, piruvat : keto & enol. Bentuk keto >> stabil dp enol, karena dalam kondisi biasa [ ] >>.karena dalam kondisi biasa [ ] >>.

Page 123: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Pada protein, misal albumin yg tda 1 rantai Pada protein, misal albumin yg tda 1 rantai

polipeptida tunggal dg 650 aa, isomer diwakili polipeptida tunggal dg 650 aa, isomer diwakili oleh str 3 D. oleh str 3 D.

Praktis Praktis konformasi (str 3 D) yg mgkn ialah konformasi (str 3 D) yg mgkn ialah n! n! (650x649x…..3x2x1).(650x649x…..3x2x1).

Akan tetapi dalam kondisi tubuh yg konstan Akan tetapi dalam kondisi tubuh yg konstan (pH, t(pH, too, pO, pO22), albumin hanya berada dalam 1 ), albumin hanya berada dalam 1 konformasi & konformasi tsb fungsional & konformasi & konformasi tsb fungsional & fisiologisfisiologis

Page 124: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Pada interaksi protein-ligan (P & L) : Pada interaksi protein-ligan (P & L) :

P + L P + L PL PL KKdd = [P][L]/[PL] = [P][L]/[PL] [P]: [ ] protein bebas[P]: [ ] protein bebas [L]: [ ] ligan bebas[L]: [ ] ligan bebas [PL]: [ ] kompleks protein-ligan[PL]: [ ] kompleks protein-ligan Ligan : molekul yang diikat secara spesifik suatu proteinLigan : molekul yang diikat secara spesifik suatu protein Persamaan ini sering diperlukan untuk informasi tentang:Persamaan ini sering diperlukan untuk informasi tentang:- AfinitasAfinitas- ValensiValensi- Kemampuan protein mengikat & mengolah ligan / detik ( Kemampuan protein mengikat & mengolah ligan / detik ( turnover turnover

numbernumber))

Page 125: Biokimia Umum S2-b (Prof. Sadikin)

Mohamad Sadikin-BBM FKUIMohamad Sadikin-BBM FKUI

Pada [L] tertentu, Pada [L] tertentu, P bebas tepat = P bebas tepat = P yang terikat L P yang terikat L

(dalam bentuk kompleks PL)(dalam bentuk kompleks PL) Dapat dituliskan : [P] = [PL]. Dalam keadaan ini, bila Dapat dituliskan : [P] = [PL]. Dalam keadaan ini, bila

dimasukkan ke dalam persamaan, diperoleh :dimasukkan ke dalam persamaan, diperoleh : KKdd= [L]= [L] Pada nilai [L] = KPada nilai [L] = Kdd, 50% P diikat oleh L., 50% P diikat oleh L. Makin kecil KMakin kecil Kdd, makin sedikit [L] yang diperlukan , makin sedikit [L] yang diperlukan

untuk menjenuhi 50% P yang ada.untuk menjenuhi 50% P yang ada.

Makin kecil KMakin kecil Kdd, makin besar afinitas L terhadap P., makin besar afinitas L terhadap P.