METABOLIT PRIMER, METABOLIT SEKUNDER DAN TEKNIK IMOBILISASI

Muhamad Fuad Al Israry 0904015181Oetari Anggun Larasati 1004015201Riki Subagja 0904015228Ulfa Nurhamidah 1004015280

VII A

METABOLISME

Metabolisme adalah serangkaian reaksi kimia yang terjadi dalam organisme hidup untuk mempertahankan hidup. Proses ini memungkinkan organisme untuk tumbuh dan berkembang biak, menjaga struktur mereka, dan merespon lingkungan mereka. Metabolisme biasanya dibagi menjadi dua kategori. Katabolisme memecah bahan organik, misalnya untuk energi panen dalam respirasi selular. Anabolisme, menggunakan energi untuk membangun komponen sel seperti protein dan asam nukleat.

METABOLIT PRIMER

Metabolit primer adalah suatu metabolit atau molekul yg merupakan produk akhir atau produk antara dalam proses metabolisme makhluk hidup. Fungsinya esensial bagi kelangsungan hidup organsime tersebut. Karena sifatnya yg esensial bagi kelangsungan hidup, metabolisme primer (proses penghasil metabolit primer) terjadi pada semua makhluk hidup.

CIRI-CIRI METABOLIT PRIMER

Terbentuk melalui metabolisme primer Memiliki fungsi esensial dan jelas bagi

kelangsungan hidup organisme tsb Sering berhubungan dengan pertumbuhan

organisme penghasilnya Bersifat tidak spesifik karena ada pada

hampir semua makhluk hidup Dibuat, lalu disimpan secara intraseluler Dibuat dalam jumlah yang cukup banyak

CONTOH METABOLIT PRIMER

ProteinProtein adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida. Molekul protein mengandung karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan kadang kala sulfur serta fosfor. Protein berperan penting dalam struktur dan fungsi semua sel makhluk hidup dan virus.

KarbohidratKarbohidrat adalah polihidroksil-aldehida atau polihidroksil-keton, atau senyawa yang menghasilkan senyawa-senyawa ini bila dihidrolisis. Karbohidrat mengandung gugus fungsi karbonil (sebagai aldehida atau keton) dan banyak gugus hidroksil. Karbohidrat memiliki berbagai fungsi dalam tubuh makhluk hidup, terutama sebagai bahan bakar (misalnya glukosa), cadangan makanan (misalnya pati pada tumbuhan dan glikogen pada hewan), dan materi pembangun (misalnya selulosa pada tumbuhan, kitin pada hewan dan jamur).

LipidLemak atau Lipid tidak sama dengan minyak. Orang menyebut lemak secara khusus bagi minyak nabati atau hewani yang berwujud padat pada suhu ruang. Lemak juga biasanya disebutkan kepada berbagai minyak yang dihasilkan oleh hewan, lepas dari wujudnya yang padat maupun cair.1 gram lemak menghasilkan 39.06 kjoule atau 9,3 kcal. Lemak terdiri atas unsur-unsur karbon, hidrogen, dan oksigen.

Asam nukleatAsam nukleat merupakan polimer dari mononukleotida, oleh karena itu disebut pula sebagai polinukleotida. Untuk mempelajari asam nukleat perlu dipelajari nukleotida, struktur nukleotida. Ada dua jenis asam nukleat yaitu DNA dan RNA, terdapat di dalam semua sel dan berperan dalam proses biosintesis protein. Asam nukleat terdapat di dalam tubuh dalam bentuk nukleoprotein yaitu gabungan antara asam nukleat dan protein yang terdapat di dalam inti sel yang disebut juga sebagai kromatin.

METABOLIT SEKUNDERMetabolit sekunder adalah senyawa metabolit

yang tidak esensial bagi pertumbuhan organisme dan ditemukan dalam bentuk yang unik atau berbeda-beda antara spesies yang satu dan lainnya. Setiap organisme biasanya menghasilkan senyawa metabolit sekunder yang berbeda-beda, bahkan mungkin satu jenis senyawa metabolit sekunder hanya ditemukan pada satu spesies dalam suatu kingdom. Senyawa ini juga tidak selalu dihasilkan, tetapi hanya pada saat dibutuhkan saja atau pada fase-fase tertentu. Fungsi metabolit sekunder adalah untuk mempertahankan diri dari kondisi lingkungan yang kurang menguntungkan, misalnya untuk mengatasi hama dan penyakit, menarik polinator, dan sebagai molekul sinyal.

CONTOH METABOLIT SEKUNDERAsam Amino

Terdapat 20 asam amino yang terbagi menjadi dua kelompok, asam amino non-enensial dan asam amino esensial. 12 jenis asam amino non-enensial di produksi oleh tubuh. Sedangkan 8 sisanya, berupa asam amino esensial yang harus didapatkan melalui makanan.

Fungsi Asam Amino antra lain : Penyusun protein, termasuk enzim. kerangka dasar sejumlah senyawa penting dalam

metabolisme (terutama vitamin, hormon, dan asam nukleat) pengikat logam penting yang di perlukan dalam reaksi

enzimatik (kofaktor).

Asam amino di dapatkan dari sumber-sumber protein. Protein adalah senyawa organik yang terdiri dari satu atau lebih asam amino. Protein yang di dapatkan melalui makanan sehari-hari di urai dalam pencernaan dalam bentuk asam amino.

Asam amino non esensialTirosinBerfungsi sebagai obat stimulan dan penenang yang eektif untuk meningkatkan kinerja mental dan fisik di bawah tekanan, tanpa efek samping.

Sistein; sekalipun asam amino bukan esensial kandungan atom sistein hampir sama dengan metionin. Sistein juga di temukan pada bahan pangan seperti cabai, bawang putih, bawang bombai, brokoli, haver, dan inti bulis gandum.

Serin; pertama kali di isolasi dari protein serat sutra pada tahun 1865.

Prolin; fungsi terpentingnya di ketahui sebagai komponen protein.

Glisin; secara umum, protein itu sendiri tidak banyak mengandung glisin (kecuali pada kolagen yang mengandung glisin dari dua per tiga kandungannya).

Asam glutamat; karena ion glutamat yang dapat merangsang beberapa type saraf yang ada pada lidah manusia, glutamat di manfaatkan dalam industri penyedap rasa.

Asam aspartat; sering pula di sebut aspartat. Fungsinya di ketahui sebagia pembangkit neurotransmiter di otak dan saraf otot. Aspartat juga dimungkinkan berperan dalam daya tahan terhadap kepenatan.

Ariginin; Pangan sumber utama ariginin ditemukan pada produk-produk peternakan seperti daging, susu, telur, dan berbagai olahannya. Sedangkan dari produk tumbuhan, ariginin banyak ditemukan pada cokelat dan biji kacang tanah.

Alanin; ditemukan dalam bahan pangan bentuk lain seperti daging, ikan, susu, telur, dan kacang-kacangan.

Histidin; bagi manusia, histidin merupakan asam amino yang esensial bagi anak-anak.

Glutamin; merupakan asam amino yang dikenal pula dengan sebutan asam glumatik. Asam amino ini berfungsi sebagai bahan bakar otak yang mengontrol kelebihan amonia yang terbentuk dalam tubuh akibat proses biokimia. Secara alami, glutamin di temukan dalam gandum dan kedelai.

Asparagin; di perlukan oleh sistem saraf untuk menjaga kesetimbangan dan di perlukan pula dalam transformasi asam amino. Asparagin di temukan pula pada daging (segala macam sumber), telur dan susu (serta produk turunanya).

Asam Amino Esensial Triptofan; merupakan asam amino esensial, ini

merupakan beberapa sumber di dapatkan dari karbonhidrat. Triptofan terdapat pada telur, daging, susu skim,pisang, susu, dan keju.

Treonin: terdapat pada bahan pangan berupa susu, daging, ikan ,dan bici wijen.

Metionin: bersifat esencial. Oleh sebab itu, harus di ambil dari bahan pangan. Sumber utama metionin hádala buah-buahan, daging (ayam, sapi, ikan,susu (susu murni, beberapa jenis keju), saturan (bayam, bawang putih, jagung), serta kacang-kacangan (kapri, pistacio, kacang mete, kacang merah, tahu tempe).

Lisin; terdapat dalam protein kedelai,bici polong-polongan, dan ikan. Rata-rata kebutuhan lisin per hari adalah 1-1,5 g.

Leusin; banyak tersedia pada makanan yang tinggi protein, seperti daging, susu, beras merah dan kacang kedelai. Pada produk-produk susu kedelai juga banyak di temui kandungan leusin.

Fenilalanin; merupakan asm amino esensial yang menjadi bahan baku bagi pembentukan katekolamin. Katekolamin ini di kenal sebagai peningkat kewaspadaan penting bagi tranmisi impuls saraf. Fenilalamin terdapat pada daging ayam, sapai, ikan, telur, dan kedelai.

Valin; terdapat pada produk-produk peternakan seperti daging, telar, susu dan keju. Selain itu, asam amino esensial ini terdapat pada bici-bijian yang mengandung minyak seperti kacang tanah, wijen, dan gentil).

Gula sederhanaGula sederhana (monosakarida) adalah karbohidrat yang tidak dapat dihidrolisis menjadi bentuk yang lebih sederhana. Monosakarida meliputi glukosa, galaktosa, fruktosa, maltosa dan lain lain.o Glukosa

Merupakan suatu aldoheksosa, disebut juga dekstrosa karena memutar bidang polarisasi ke kanan. Glukosa merupakan komponen utama gula darah, menyusun 0,065% - 0,11% darah kita. Glukosa dapat terbentuk dari hidrolisis pati, glikogen dan maltosa. Glukosa sangat penting bagi kita karena sel tubuh kita menggunakannya langsung untuk menghasilkan energi.

o Galaktosa

Merupakan suatu aldoheksosa. Monosakarida ini jarang terdapat bebas di alam. Umumnya berkaitan dengan glukosa dalam bentuk laktosa, yaitu gulas yang terdapat dalam susu. Galaktosa memiliki rasa yang kurang manis jika dibandingkan dengan glukosa dan kurang larut dalam air. Seperti halnya glukosa, galaktosa juga merupakan gula pereduksi.o FruktosaAdalah suatu heksulosa, disebut juga levulosa karena memutar bidang polarisasi ke kiri. Merupakan satu-satunya heksulosa yang terdapat di alam. Fruktosa merupakan gula termanis, terdapat di dalam madu dan buah-buahan bersama glukosa. Fruktosa dapat terbentuk dari hidrolisi suatu sakarida yang disebut sukrosa.

Asam lemakAsam lemak merupakan asam lemah, yang di dalam air akan terdisosiasi sebagian. Umumnya asam lemak berfase cair atau padat pada suhu ruang (27 °C). Semakin panjang rantai karbon penyusunnya, semakin mudah membeku dan juga semakin sukar larut. Asam lemak dapat bereaksi dengan senyawa lain membentuk persenyawaan lipida. Persenyawaan lipida tersebut sering dijumpai di dalam tubuh organisme yang memiliki fungsi khusus dalam penyusunan sel organism. Beberapa jenis persenyawaan lipida tersebut antara lain prostaglandin, wax, trigliserida, gliserofosfolipida, sfingolipida dan glikofosfolipida,

MononukleutidaMonukleotida merupakan monomer dari asam nukleat. Ada dua jenis Asam nukleat yaitu asam deoksiribonukleat (DNA/ Deoxyribonucleic Acid) dan asam ribonukleat (RNA/ Ribonucleic Acid) berperan dalam pemindahan sifat keturunan dari orang tua ke keturunannya.

Vitamin

Jenis vitamin yang merupakan metabolit sekunder mikroorganisme yang dapat diproduksi dengan fermentasi antara lain vitamin B12 dan riboflavin. Jenis mikroba yang mampu menghasilkan vitamin B12 adalah bakteri Propionibacterium sp. dan Pseudomonas denitrificans. Sementara riboflavin dapat dihasilkan oleh jamur Ashbya gossypii, meski beberapa jenis jamur lain, bakteri dan yeast dilaporkan juga dapat memproduksi riboflavin .

Zat warna (Pigmen)Pigmen yang dihasilkan Monascus spp. telah digunakan sebagai bahan pewarna makanan pada produk-produk ikan, tahu dan anggur. Jamur ini juga telah ratusan tahun digunakan sebagai suatu agen enzimatis pada pembuatan makanan fermentasi Cina dan bahan obat tradisional Cina. Sejak diketahui bahwa pewarna dari tar batubara bersifat karsinogenik, maka pigmen yang dihasilkan Monascus spp. telah menjadi pilihan utama sebagai pengganti pigmen sintetik yang aman dan alam

METABOLIT PRIMER VS SEKUNDER

Met. Primer Met. Sekunder

Dihasilkan oleh semua jenis sel Dihasilkan oleh sel khusus (spesifik)

Proses nya terjadi mandiri dan tidak memerlukan met. sekunder

Proses nya melibatkan metabolit primer sebagai prekursor

Produk masih diperlukan untuk pertumbuhan & perkembangbiakannya

Produk sudah tidak diperlukan lagi untuk pertumbuhan dan perkembangbiakannya

Produk bersifat umum Produk bersifat spesies spesifik dari kimiawi & fungsinya

Disintesis selama hidup Disintesis pd kondisi pertumbuhan terbatas atau kondisi kritis

Contoh: Glikolisis, Siklus Krebs, dll

Contoh: Antibiotik

TEKNIK IMOBILISASI ENZIM

Enzim terimobilisasi adalah enzim yang secara fisik ditempatkan di dalam suatu daerah/ruang tertentu, sehingga dapat menahan aktivitas katalitiknya serta dapat digunakan secara berulang-ulang dan kontinyu.

KEUNTUNGAN IMOBILISASI:

o Dapat digunakan berulang Penghentian proses cepat (diambil dengan

filtrasi, laju alir <<) Kestabilan lebih baik dengan adanya ikatan

pada imobilisasi. Hasil tidak terkontaminasi enzim (untuk

pangan dan farmasi) Dapat digunakan untuk tujuan analisis,

misalnya menentukan umur tengah enzim dan perkiraan penurunan aktivitas

Dapat digunakan untuk proses kontinyu Pengontrolan lebih baik

DASAR TEKNOLOGI IMOBILISASI

Membuat Konformasi Aktif Enzim Tahan Terhadap Lingkungan

METODE IMOBILISASI ENZIM

Metode Pengikatan dengan bahan penyangga

Metode ikatan silang Metode penjeratan Seluruh metode menghasilkan struktur granula padat yang stabil

METODE IMOBILISASI ENZIM

Metode Pengikatan Silang Didasarkan pada pembentukan ikatan

melintang di antara sel-sel dengan bantuan pereaksi bifungsional atau multifungsional

Contoh pereaksi bifungsional : glutaraldehida, diazobenzidin, 1,5-difluoro 2,4 dinitrobenzene, trikloro-S-triazin, 2,4-Diisotiosianat toluen, heksametilenn diisosianat.

Yang paling banyak digunakan : glutaraldehidaGlutaraldehida yang biasa digunakan 0,2-0,6% dan enzim 50-200 mg/ml.

Metode Pengikatan dengan Bahan Penyangga Didasarkan pada pengikatan enzim langsung pada

pembawa yang tidak larut air dengan 4 metode penyerapan : fisik, ionik, logam dan kovalen.

Adsorpsi fisik : mudah dan murah Bahan penyanga : aluminium hidroksida, karbon

aktif, tanah lempung, kolagen, gelas, tanah diatom dan hidroksi apatit.

Pengikatan enzim dengan ikatan ion sehingga lebih stabil

Bahan penyangga : DEAE (Dietilaminoetil) Selulosa, DEAE-Sephadex, Amberlit IRA (penukar ion), CM-Sephadex, dekstran sulfat dan Amberlit IRC (penukar kation)

Pengikatan enzim dengan logam yang dapat mencengkeram (chelating). Contoh : titanium klorida

Metode pengikatan dengan ikatan kovalen, sehingga diperlukan kondisi lingkungan yang kompleks, tapi enzim imobilnya lebih stabil.

Bagian enzim yang diikat polimer penyangga merupakan gugus fungsional asam amino penyusun yang bebas dan tidak atau belum diikat pada rantai polipeptida protein enzim, misal :

Gugus fungsional pada lisin Gugus –SH atau S-S pada sistein Gugus fenol pada tirosin Gugus imidazol pada histidin Gugus karboksil bebas pada aspartat

Metode Penjeratan Menjerat enzim secara langsung ke dalam matriks

polimer atau dibungkus dalam membran semipermiabel dengan erat sehingga enzim menjadi tidak bebas dan menjalankan fungsi katalitiknua di dalam kisi-kisi polimer tersebut.

Enzim diperangkap secara fisik bukan kimiawi sehingga penurunan aktivitas enzim lebih kecil dibanding pengikatan secara kimia.

Sarana penempatan enzim dapat berbentuk gel, bentuk serabut kapiler atau suatu mikrokapsul.

Bahan penjerat yang banyak digunakan adalah gel yang sudah berbentuk polimer seperti : kolagen, gelatin, agar, alginat, karagenan dan kitosan.

Dapat juga berbentuk mikrokapsul yang dibuat dari polimer organik seperti nitroselulosa, polistiren, polivinil asetat.

Cara pemisahan enzim terimobilisasi dari substrat sentrifusi filtrasi Enzim yang diperoleh dapat digunakan kembali pada proses selanjutnya

Cara pemakaian berulang enzim imobil : digunakan di dalam kolom dan mengalirkan

substrat ke dalam kolom diikat sebagai kompleks pada suatu lempeng

berpori ditempatkan dalam membran ultrafiltrasi diikat pada suatu bead (granula) kaca atau

polimer plastik

APLIKASI IMOBILISASI ENZIM Glukosa isomerase di dalam pembuatan gula

cair untuk merubah glukosa menjadi fruktosa Laktase imobil : hidrolisis laktosa dalam

whey, yaitu glukosa + galaktosa menjadi susu berlaktosa rendah

Amiloglukosidase : menguraikan komponen laktosa dalam whey sehingga meningkatkan pemanfaatannya dalam pembuatan es krim dan produk olahan susu.

L-amino asilase yang diisolasi dari A.oryzae menggunakan teknik imobilisasi : pengikatan ionik pada DEAE-Sephadex (Dietilaminoetil Sepharosa Dextrin) menguraikan gugus asetil dari asam amino bentuk L dalam produksi asam L methionin.

Enzim galaktosidase imobil mengkatalisa hidrolisis komponen antinutrisi golongan oligosakarida (contoh : rafinosa) yang dapat menimbulkan gas dan diare pada leguminosa.

Nutrisi susu kedelai diperbaiki dengan penambahan enzim galaktosidase imobil.

Katalase imobil untuk menguraikan sisa H2O2 yang diberikan pada pasteurisasi dingin.

Aplikasi dalam pembuatan elektroda enzim yang digunakan untuk analisis komponen kimia tertentu.