Metabolisme

Burhanudin Sundu

Metabolisme

“segala proses reaksi yang terjadi di dalam makhluk hidup mulai dari

makhluk hidup bersel satu sampai yang paling kompleks (manusia) untuk mendapat, mengubah , dan memakai

senyawa kimia di sekitar untuk mempertahankan kelangsungan

hidup”

Polimer : Protein, Asam Nukleat, Polisakarida,

Lipid

Monomer : Asam amino, Nukleotida, Monosakarida, Asam lemak, Gliserol

Metabolit intermediet : Piruvat, Asetil CoA, Intermediat suklus TCA

EnergiEnergi

Molekul sederhana : H2O, CO2, NH3

KATABOLISMEANABOLISME

Aerobik Vs Anaerobik

• Struktur Molekul suatu ATP•

Molekul ATP terdiri dari basa purin, gula pentosa dan gugus fosfat. Basis purin, adenin melekat pada atom karbon 1 'dari ribosa, yang merupakan gula pentosa. Ketiga gugus fosfat yang melekat pada gula pentosa pada posisi atom karbon 5 '. Berikut ini adalah struktur molekul ATP dengan konstituennya.

• Struktur Molekul suatu ATP•

Energi disimpan dalam PPP atau ikatan fosfat yang dilepaskan ketika ikatan rusak dan ATP mengkonversi menjadi ADP melalui proses hidrolisis yang juga dikenal sebagai defosforilasi.

• ATP + H2O → ADP + Pi + energi (30,6 KJ / mol)•

Pengertian dan definisi. NADH = Nikotinamida Adenosin Dinukleotida Hidrogen. NADH adalah sebutan bagi molekul NAD+ yang tereduksi dengan penambahan 1 atom hidrogen. NADH ditemukan di alam dan di semua sel hidup baik tanaman, hewan ataupun manusia. NADH adalah sumber energi setara 3 ATP (Adenosin Trifosfat).

Flavin adenin dinukleotida (FADH2) = 2 ATP

Pengertian dan definisi.

Flavin adenin dinukleotida (FADH2) = 2 ATP

Metabolisme• Hampir semua organisme menggunakan molekul organik

sebagi sumber energi dan biosintesis• Autotrof

• Mampu membuat molekul organik dari anorganik

• Heterotrof• “Feeding on others”

• Aerobik: organisme tergantung pada respirasi• Anaerob: mampu melakukan metabolisme energi tanpa

adnaya oksigen

Metabolisme Perantara

Perbedaan jalur biosintesis & degradasi

• Merupakan kebalikan satu sama lain• Menggunakan intermediet atau reaksi yang

sama• Terjadi ditempat berbeda:

– Oksidasi asam lemak di mitokondria– Sintesis asam lemak di sitoplasma

• Pengendalian: mis level ATP

Aspek bioenergetik

• Oksidasi biologis melibatkan tranfer elektron dengan oksigen sebagai akseptor terakhir (proses koupling)

• Melibatkan penangkapan energi bebas menjadi energi kimia (ATP)

• Agen pembawa elektron (NAD+) membawan elektron ke respirasi untuk ditangkap oksigen

Aspek bioenergetika• Semakin tereduksi suatu metabolit semakin banyak energi

yang diberikan dalam oksidasi

• RQ:jumlah mol CO2 yang dihasilkan tiap konsumsi per mol O2

(respiratory quotient)• Semakin tinggi RQ maka semakin teoksidasi suatu metabolit• NADPH pembawa elektron yang digunakan untuk proses

biosintesis

C6H12O6 + 6O2

C16H32O2 + 23O2

6CO2 + 6H2O + Go' = -3,74 kcal/g

16CO2 + 16H2O +Go' = -9,74 kcal/g

Review this ATP molecule• Berikan alasan mengapa

molekul ATP digunakan sebagai molekul penyimpan energi kimia dalam proses metabolisme1. Kestabilan resonansi 2. Tolakan elektron3. Pengaruh hidrasi4. Tautomeri

Daur ATPHidrolisis ATPATP + HOH ======== ADP + PiGo = (GoADP +GoPi) – (GoATP + GoHOH)

[ADP] [Pi]G = Go + RT ln

[ATP] [HOH]Setimbang :

[ADP] [Pi] Go = - RT ln = RT ln Keq

[ATP] [HOH]Penentuan Go heksokinase(1) ATP + Glukosa ======= ADP + Glukosa-6-fosfat

glukosa-6-fosfokinase(2) Glukosa-6-fosfat + H2O ================ Glukosa + P

Keq 1 = 661 (Go = - 4,0 kkal/mol), Keq 2 = 171 (Go = - 3,3 kkal/mol), GoATP = -4,0 + (-3,3) = - 7,3 kkal/mol.ADP + H2O ===== AMP + Pi Go = -7,3 kkal/molAMP + H2O =====Adenosin + Pi Go = -3,4 kkal/mol

Energi bebas baku (Go ) berbagai senyawa fosfat

Nama senyawa Go (kkal/mol)

Fosfoenolpiruvat 3-Fosfogliseroilfosfat Fosfokreatin Asetil fosfat Fosfoargini ATP Glukosa-1-fosfat Fruktosa-1-fosfat Glukosa-6-fosfat Gliserol-1-fosfat

- 14,8 - 11,8 - 10,3 - 10,1 - 7,7 - 7,3 - 5

- 3,8 - 3,3 - 2,2

Sistem ATP-ADP-AMP [ADP] + 2[ATP]

Muatan energi = 1/2 [AMP] + [ADP] + [ATP]

keadaan penuh muatan energi sama dengan 1

Sistem NAD(P)+

Daur NAD/NADH atau NADP/NADPH.

Zat (bentuk reduksi)

katabolisme

NAD, atau NADP(bentuk oksidasi)

NADH, atau NADPH(bentuk reduksi)

Anabolisme (reaksi biosintesis reduksi)

Hasil akhir (bentuk reduksi)

Zat pemula (bentuk reduksi)

Zat (bentuk oksidasi)

Jalur utama metabolisme energi

• Glikolisis, oksidasi asam lemak• Siklus asam sitrat• Transport elektron dan fosforilasi oksidatif• Glukoneogenesis• Fotosintesis

Mekanisme kontrol metabolisme

• Kontrol pada level enzim• Level enzim berubah tergantung kebutuhan metabolit• Ada induksi ada represi

• Kontrol pada aktivitas enzim• Modifikasi sisi aktif (mis fosforilasi)

• Kompartementasi• Pada eukariot terdapat pembagian tugas sel sehingga lebih

efisien

• Regulasi hormonal• Pesan dari luar sel diteruskan dengan perubahan

metabolisme dalam sel (transduksi sinyal)

Level Enzim

Modifikasi sisi aktif enzim

Kompartementasi

Kompartementasi

Hormonal

Transduksi sinyal