skenario 3

Kelompok 2

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Skenario

METABOLISME

Sel adalah unit terkecil suatu organisme. Sebagai unit terkecil sel akan selalu

melakukan aktivitas metabolisme untuk mempertahankan homeostasis, sebagai

contoh untuk memenuhi kebutuhan protein sel maka sel akan melakukan

anabolisme berupa sintesis protein. Sedangkan pada saat membutuhkan energi

berupa ATP, sel akan melakukan katabolisme senyawa yang menghasilkan energi.

Semua proses tersebut bisa berlangsung spontan dengan sangat lambat, pada saat

dibutuhkan tidak dapat disediakan. Penyediaan komponen senyawa tersebut agar

dapat berlangsung lebih cepat jika enzim tersedia pada saat dibutuhkan. Enzim

dapat bekerja dengan baik untuk penyediaan senyawa yang dibutuhkan jika

terdapat faktor-faktor yang mendukung secara optimal.

I.2 Materi

I.2.1 Pengertian Metabolisme

Pembentukan dan penguraian zat pada organisme yang meliputi proses fisika dan

kimia

Proses kimiawi dan enzimatis hasil dari komunikasi sel

Proses yang meliputi katabolisme dan anabolisme

Aktivitas yang selalu terjadi pada makhluk hidup

I.2.2 Tujuan Metabolisme

Mempertahankan homeostasis

Mengatur sumber daya materi dan energy

1

Laporan tutorial skenario 3

Kelompok 2

I.2.3 Jenis-Jenis Metabolisme

Katabolisme

Katabolisme adalah reaksi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa yang

lebih sederhana dengan bantuan enzim. Penguraian senyawa ini menghasilkan atau

melepaskan energi berupa ATP yang biasa digunakan organisme untuk beraktivitas.

Katabolisme mempunyai dua fungsi, yaitu menyediakan bahan baku untuk sintesis molekul

lain, dan menyediakan energi kimia yang dibutuhkan untuk melakukan aktivitas sel. Reaksi

yang umum terjadi adalah reaksi oksidasi. Energi yang dilepaskan oleh reaksi katabolisme

disimpan dalam bentuk fosfat, terutama dalam bentuk ATP (Adenosin trifosfat) dan berenergi

elektron tinggi NADH2 (Nikotilamid adenine dinukleotida H2) serta FADH2 (Flavin adenin

dinukleotida H2). Contoh katabolisme adalah respirasi.

Berdasarkan kebutuhan akan oksigen, katabolisme dibagi menjadi dua, yaitu respirasi

aerob dan anaerob. Respirasi aerob adalah respirasi yang membutuhkan oksigen untuk

menghasilkan energi. Sedangkan, respirasi anaerob adalah respirasi yang tidak membutuhkan

oksigen untuk menghasilkan energi. Sebagian besar hewan dan tumbuhan melakukan

respirasi aerob. Respirasi aerob adalah peristiwa pembakaran zat makanan menggunakan

oksigen dari pernapasan untuk menghasilkan energi dalam bentuk ATP. Selanjutnya, ATP

digunakan untuk memenuhi proses hidup yang selalu memerlukan energi. Respirasi aerob

disebut juga pernapasan, dan terjadi di paru-paru. Sedangkan, pada tingkat sel respirasi

terjadi pada organel mitokondria. Secara sederhana, reaksi respirasi adalah sebagai berikut:

C6H12O6 + 6O2 6H2O + 6CO2 + 36 ATP

Glukosa oksigen air karbondioksida energi

Pada respirasi ini, bahan makanan seperti senyawa karbohidrat, lemak atau protein

dioksidasi sempurna menjadi karbondioksida dan air. Pada reaksi di atas, substrat yang

dioksidasi sempurna adalah glukosa. Oksigen diperlukan sebagai akseptor elektron terakhir

pada rantai transpor elektron di mitokondria. Karbondioksida (CO2) dibebaskan keluar sel

sebagai sampah. Pada manusia, CO2 dilarutkan dalam darah, kemudian dibuang melalui

2


Kelompok 2

pernapasan dari paru-paru. Molekul air juga merupakan sampah dari respirasi dan dibuang

lewat plasma darah ke paru-paru, kemudian dikeluarkan melalui hembusan napas.

1. Respirasi Aerob

Respirasi aerob dapat dibedakan menjadi tiga tahap, yaitu: glikolisis, siklus krebs, dan

transpor elektron.

a. Glikolisis

Glikolisis adalah peristiwa pengubahan molekul glukosa (6 atom C) menjadi 2

molekul yang lebih sederhana, yaitu asam piruvat (3 atom C). Glikolisis terjadi dalam

sitoplasma sel. Prosesnya terdiri atas sepuluh langkah. Peristiwa glikolisis menunjukkan

perubahan dari glukosa, kemudian makin berkurang kekomplekan molekulnya dan berakhir

sebagai molekul asam piruvat. Produk penting glikolisis adalah:

1) 2 molekul asam piruvat

2) 2 molekul NADH sebagai sumber elektron berenergi tinggi

3) 2 molekul ATP dari 1 molekul glukosa

Sebenarnya, dari 1 molekul glukosa dihasilkan 4 molekul ATP, tetapi 2 molekul

digunakan untuk beberapa reaksi kimia. Dari kesepuluh langkah pemecahan glukosa, dua di

antaranya bersifat endergonik, dan menggunakan 2 molekul ATP.

3


Kelompok 2

b. Siklus krebs

Sebelum memasuki siklus kreb sebenarnya ada suatu proses yang dinamakan proses

dekarboksilasi oksidatif. Proses dekarboksilasi oksidatif adalah proses pengubahan molekul

asam piruvat berkarbon tiga menjadi molekul berkarbon dua yaitu asetil koA, yang akan

memasuki siklus kreb.

Bagan Dekarboksilasi Oksidatif

4


Kelompok 2

Siklus krebs merupakan tahap kedua respirasi aerob. Nama siklus ini berasal dari

nama orang yang menemukan reaksi tahap kedua respirasi aerob ini, yaitu Hans Krebs.

Siklus ini disebut juga siklus asam sitrat. Siklus krebs diawali dengan adanya 2 molekul asam

piruvat yang dibentuk pada glikolisis yang meninggalkan sitoplasma masuk ke mitokondria.

Sehingga, siklus krebs terjadi di dalam mitokondria.

Tahapan siklus krebs adalah sebagai berikut:

1. Asam piruvat dari proses glikolisis, selanjutnya masuk ke siklus krebs setelah

bereaksi dengan NAD+ (Nikotinamida adenine dinukleotida) dan ko-enzim A atau Ko

A, membentuk asetil Ko-A. Dalam peristiwa ini, CO2 dan NADH dibebaskan.

Perubahan kandungan C dari 3C (asam piruvat) menjadi 2C (asetil ko-A).

2. Reaksi antara asetil Ko-A (2C) dengan asam oksalo asetat (4C) dan terbentuk asam

sitrat (6C). Dalam peristiwa ini, Ko-A dibebaskan kembali.

3. Asam sitrat (6C) dengan NAD+ membentuk asam alfa ketoglutarat (5C) dengan

membebaskan CO2.

4. Peristiwa berikut agak kompleks, yaitu pembentukan asam suksinat (4C) setelah

bereaksi dengan NAD+ dengan membebaskan NADH, CO2 dan menghasilkan ATP

setelah bereaksi dengan ADP dan asam fosfat anorganik.

5. Asam suksinat yang terbentuk, kemudian bereaksi dengan FAD (Flarine Adenine

Dinucleotida) dan membentuk asam malat (4C) dengan membebaskan FADH2.

5


Kelompok 2

6. Asam malat (4C) kemudian bereaksi dengan NAD+ dan membentuk asam

oksaloasetat (4C) dengan membebaskan NADH, karena asam oksalo asetat akan

kembali dengan asetil ko-A seperti langkah ke 2 di atas. Dapat disimpulkan bahwa

siklus krebs merupakan tahap kedua dalam respirasi aerob yang mempunyai tiga

fungsi, yaitu menghasilkan NADH, FADH2, ATP serta membentuk kembali

oksaloasetat. Oksaloasetat ini berfungsi untuk siklus krebs selanjutnya. Dalam siklus

krebs, dihasilkan 6 NADH, 2 FADH2, dan 2 ATP.

Siklus Kreb

c. Transpor elektron

Transpor elektron terjadi di membran dalam mitokondria, dan berakhir setelah

elektron dan H+ bereaksi dengan oksigen yang berfungsi sebagai akseptor terakhir,

membentuk H2O. ATP yang dihasilkan pada tahap ini adalah 32 ATP. Reaksinya kompleks,

6


Kelompok 2

tetapi yang berperan penting adalah NADH, FAD, dan molekul-molekul khusus, seperti

Flavo protein, ko-enzim Q, serta beberapa sitokrom. Dikenal ada beberapa sitokrom, yaitu

sitokrom C1, C, A, B, dan A3. Elektron berenergi pertama-tama berasal dari NADH,

kemudian ditransfer ke FMN (Flavine Mono Nukleotida), selanjutnya ke Q, sitokrom C1, C,

A, B, dan A3, lalu berikatan dengan H yang diambil dari lingkungan sekitarnya. Sampai

terjadi reaksi terakhir yang membentuk H2O. Secara sederhana, reaksi transpor elektron

dituliskan:

24e- + 24 + 6 O2

12 H2O

Jadi, hasil akhir proses ini terbentuknya 32 ATP dan H2O sebagai hasil sampingan

respirasi. Produk sampingan respirasi tersebut pada akhirnya dibuang ke luar tubuh, pada

tumbuhan melalui stomata dan melalui paru-paru pada pernapasan hewan tingkat tinggi.

Perubahan ATP

NADH= 3 ATP

FADH = 2 ATP

Glikolisis 2 NADH + 2 ATP = 8 ATP

Siklus Krebs 6 NADH + 2 FADH + 2 ATP = 28 ATP

Transfer electron = 36 ATP

Untuk masuk ke glikolisis = 2 ATP

34 ATP

Untuk masuk ke mitokondria = 2 ATP

Hasil akhir = 32 ATP

2. Respirasi Anaerob

7


Kelompok 2

Respirasi anaerob merupakan respirasi yang tidak menggunakan oksigen sebagai

penerima akhir pada saat pembentukan ATP. Respirasi anaerob juga menggunakan glukosa

sebagai substrat. Respirasi anaerob sering disebut juga fermentasi. Organisme yang

melakukan fermentasi di antaranya adalah bakteri dan protista yang hidup di rawa, lumpur,

makanan yang diawetkan, atau tempat-tempat lain yang tidak mengandung oksigen. Beberapa

organisme dapat berespirasi menggunakan oksigen, tetapi dapat juga melakukan fermentasi.

Organisme seperti ini melakukan fermentasi jika lingkungannya miskin oksigen. Sebagai

contoh, sel-sel otot dapat melakukan respirasi anaerob jika kekurangan oksigen.

Pada fermentasi, glukosa dipecah menjadi 2 molekul asam piruvat, 2 NADH, dan

terbentuk 2 ATP. Tetapi, fermentasi tidak bereaksi secara sempurna memecah glukosa

menjadi karbon dioksida dan air, serta ATP yang dihasilkan pun tidak sebesar ATP yang

dihasilkan dari glikolisis. Dari hasil akhirnya, fermentasi dibedakan menjadi fermentasi asam

laktat dan fermentasi alkohol.

a. Fermentasi asam laktat

Fermentasi asam laktat merupakan respirasi anaerob. Hasil akhir fermentasi ini ialah

asam laktat yang disebut juga asam susu. Sebagian masyarakat menyebut asam laktat sebagai

asam kelelahan, karena erat kaitannya dengan rasa lelah. Hal ini terjadi pada manusia, karena

bergerak melebihi batas sehingga terjadi penimbunan asam laktat yang merupakan hasil akhir

fermentasi pada otot tubuh. Proses fermentasi juga dimulai dengan glikolisis yang

menghasilkan asam piruvat. Karena pada proses ini tidak ada oksigen yang merupakan

reseptor terakhir, maka asam piruvat diubah menjadi asam laktat. Kejadian ini berakibat pada

elektron yang tidak meneruskan perjalanannya, tidak lagi menerima elektron dari NADH dan

FAD. Karena tidak terjadi penyaluran elektron, berarti pula NAD+ dan FAD yang diperlukan

dalam siklus krebs juga tidak terbentuk. Akibatnya, reaksi siklus krebs pun terhenti. Asam

laktat merupakan zat kimia yang merugikan karena bersifat racun atau toksis.

8


Kelompok 2

b. Fermentasi alkohol

Pada beberapa mikroorganisme, peristiwa pembebasan energi terjadi karena asam

piruvat diubah menjadi asam asetat dan CO2. Selanjutnya, asam asetat diubah menjadi

alkohol. Pada peristiwa ini, NADH diubah menjadi NAD+. Dengan terbentuknya NAD+,

glikolisis dapat terjadi. Dengan demikian, asam piruvat selalu tersedia, kemudian diubah

menjadi energi. Pada fermentasi ini, energi (ATP) yang dihasilkan dari 1 molekul glukosa

hanya 2 molekul ATP, berbeda dengan proses respirasi aerob yang mengubah 1 molekul

glukosa menjadi 34 ATP.

Anabolisme

Anabolisme adalah reaksi pembentukan molekul sederhana menjadi molekul yang

kompleks. Reaksi anabolisme merupakan peristiwa sintesis atau penyusunan sehingga

memerlukan energi, dan dibentuk reaksi endergonik. Contoh reaksi anabolisme di antaranya

adalah fotosintesis atau sintesis karbohidrat dengan bantuan energi cahaya matahari,

kemosintesis dengan bantuan energi kimia.

a. Fotosintesis

Fotosintesis merupakan sintesis yang memerlukan cahaya (fotos = cahaya;

sintesis = penyusunan atau membuat bahan kimia). Fotosintesis adalah peristiwa

pembentukan karbohidrat dari karbondioksida dan air dengan bantuan energi cahaya

matahari. Secara sederhana, reaksi fotosintesis yang melibatkan berbagai enzim dapat

dituliskan sebagai berikut:

cahaya matahari

6 CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2

9


Kelompok 2

karbondioksida air klorofil glukosa oksigen

Fotosintesis terjadi di dalam kloroplas. Kloroplas merupakan organel plastida

yang mengandung pigmen hijau daun (klorofil). Sel yang mengandung kloroplas

terdapat pada mesofil daun tanaman yang disebut palisade atau jaringan tiang dan sel-

sel jaringan bunga karang yang disebut spons. Kloroplas tersusun atas bagian-bagian

sebagai berikut:

1. Stroma ialah struktur kosong di dalam kloroplas, merupakan tempat

glukosa terbentuk dari karbondioksida.

2. Tilakoid ialah struktur cakram bertumpuktumpuk, yang terbentuk dari

pelipatan membran dalam kloroplas, dan berfungsi menangkap energi

cahaya dan mengubahnya menjadi energi kimia.

3. Grana ialah selubung tangkai penghubung tilakoid.

b. Kemosintesis

Kemosintesis terjadi pada organisme autotrof, tepatnya kemo-autotrof, yang

mampu menghasilkan senyawa organic yang dibutuhkan dari zat-zat anorganik

dengan bantuan energy kimia. Yang dimaksud dengan energi kimia di sini adalah

energy yang diperoleh dari suatu reaksi kimia yang berasal dari reaksi oksidasi.

Kemampuan mengadakan kemosintesis ini, terdapat pada mikroorganisme dan bakteri

autotrof. Bakteri Sulfur yang tidak berwarna memperoleh energi dari proses oksidasi

senyawa H2S. Jangan disamakan dengan bakteri sulfur yang berwarna kelabu-

keunguan yang mampu mengadakan fotosintesis karena memiliki klorofil, dengan

reaksi sebagai berikut:

Cahaya matahari

CO2 + 2H2S CH2O + 2S + H2O

Klorofil

Bakteri besi memperoleh energi kimia dengan cara oksidasi Fe++ (Ferro)

menjadi Ferri. Bakteri Nitrogen dengan melakukan oksidasi senyawa tertentu dapat

memperoleh energi untuk mensintesis zat organik yang diperlukan. Bakteri

Nitrosomonas dan Nitrococcus memperoleh energi dengan cara mengoksidasi NH3

10


Kelompok 2

yang telah membentuk senyawa amonium, yaitu ammonium karbonat menjadi asam

nitrit, dengan reaksi:

(NH4)2 CO3 + 3O2 2HNO2 + CO2 + 3H2O + Energi

(amonium karbonat) (asam nitrit)

Bakteri Nitrogen yang lain, Nitrobacter, mengubah nitrit menjadi nitrat

dengan reaksi sebagai berikut:

Ca (NO2)2 + O2 Ca (NO3)2 + Energi

(nitrit) (nitrat)

c. Sintesis Protein

Sintesis protein di dalam sel tersusun atas asam amino dan terjadi dengan

melibatkan DNA, RNA dan ribosom. Suatu ikatan molekul peptida terbentuk apabila

gugus amino dari satu asam amino berikatan dengan gugus karboksil dari asam amino

lain. Secara berurutan, apabila dua asam amino bergabung, maka akan terbentuk

molekul dipeptida, bila tiga asam amino berikatan, maka akan terbentuk molekul

tripeptida, dan seterusnya. Dengan demikian, apabila terjadi penggabungan asam

amino dalam jumlah besar, maka akan terbentuk molekul yang disebut sebagai

polipeptida. Pada dasarnya, protein adalah suatu polipeptida. Setiap sel dari

organisme berkemampuan untuk mensintesis protein-protein tertentu yang sesuai

dengan keperluannya. Sintesis protein dalam sel dapat terjadi, karena pada inti sel

terdapat suatu zat (substansi) yang berperan penting sebagai pengatur sintesis protein

sel. Substansi-substansi tersebut adalah DNA dan RNA.

Proses sintesis protein :

1. Transkripsi : pembentukan kode genetic oleh DNA. Pada fase ini pilinan

DNA membuka sebagian, kemudian rantai sense akan membentuk rantai

penggenap (RNAduta) yang berisi kode genetic/kodon. Setelah RNA duta

terbentuk, kemudian melepaskan diri dari DNA dan berpilin kembali.

2. Translasi : penterjemahan kode genetic oleh RNAt.

RNA duta masuk ke ribosom dari satu ujung k ujung yang lain

Setiap kodon (3 basa N) masuk ke ribosom, kemudian datanglah

RNAt membawa asam amino yang sesuai kode genetiknya.

11


Kelompok 2

Kemudian bergeser lagi ke kodon lain dan seterusnya sampai ke

ujung lain.

Asam amino akan membentuk rantai polipeptida

d. Sintesis Lemak

Lemak disintesis dari protein dan karbohidrat melalui asetil ko-enzim A.

Metabolisme gliserol memiliki cara sama dengan metabolisme karbohidrat, yaitu

melalui jalan piruvat. Untuk mensintesis lemak atau asam lemak diperlukan suatu ko-

enzim A yang berfungsi memutuskan atau memecahkan dua bagian atom C

(karbon)nya untuk membentuk asetil Ko-A. Karena pemutusan rantai karbonnya

terjadi pada karbon (C) kedua pada mata rantai asam lemak, maka reaksinya

dinamakan beta oksidasi. Beta oksidasi adalah suatu proses yang berlangsung secara

berulang-ulang sehingga semua atom karbon (C) pada rantai lemak berubah menjadi

asetil Ko-A.

Asetil Ko-A juga dapat diubah kembali menjadi asam lemak sehingga reaksi

beta oksidasi disebut pula sebagai reaksi reversible (yang dapat di balik). Asam

piruvat sebagai hasil akhir metabolisme gliserol, dan asetil Ko-A bersama-sama

akhirnya memasuki siklus asam trikarboksilat yang merupakan langkah terakhir dari

metabolisme dalam tubuh. Oksigen yang diperlukan tubuh memerlukan oksigen lebih

banyak dalam proses oksidasi lemak untuk menghasilkan energi dibandingkan dengan

proses oksidasi karbohidrat. Hal ini dimungkinkan karena perbandingan C : H : O

molekul lemak jauh lebih besar dibandingkan dengan molekul karbohidrat. Misalnya,

perbandingan C : H : O pada molekul tristearin adalah 57 : 110 : 6, sedangkan

molekul glukosa juga memiliki enam atom oksigen, tetapi perbandingan C : H : O

pada glukosa jauh lebih rendah, yaitu 6 : 12 : 6. Perbedaan ini mengakibatkan nilai

pembakaran yang jauh berbeda. Satu gram lemak menghasilkan 9,3 kalori, sedangkan

1 gram karbohidrat hanya menghasilkan 4,1 kalori saja.

Dalam proses metabolisme juga sangat dipengaruhi oleh kerja enzim yang berfungsi

sebagai katalisator. Ada pun faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim, antara lain:

a. Lingkungan suhu dan PH

12


Kelompok 2

Suatu enzim mempunyai kondisi tertentu dimana enzim tersebut dapat bekerja secara

optimal. Suhu optimal enzim pada manusia sekitar 35-40 C. Sedangkan kalau PH

optimal nya adalah 6-8.

b. Konnsentrasi enzim

Pada umumnya konsentrasi enzzim berbanding lurus dengan kecepatan reaksi.

Berarti, penambahankonsentrasi enim mengkibatkan kecepatan reaksi meningkat

hingga dicapai kecepatan konstan. Kecepatan konstan tercapai apabila semua substrat

sudah terikat oleh enzim.

c. Kofaktor

Adalah enzim yang memerlukan bantu an dari komponen non protein untuk aktivitas

kataliknya. Kofaktor beberpa enzim adalah molekul anorgnik, seperti atom logam

zink, besi dan tembaga.

d. Konsentrasi substrat

sebagian besar reaksi yang dikatalisis enzim melibatkan dua atau lebih substrat atau

produk. Pada persamaan Michaelis-Menten dapat menjelaskan pengaruh konsentrasi

substrat pada aktifitas enzim. Semakin tinggi konsentrasi substrat maka reaksi enzim

akan semakin cepat.

e. Inhibitor

Senyawa kimia tertentu secara selektif menghambat (menginhibasi) kerja enzim

spesifik. Jika inhibitor berikatan dengan enzim melalui ikatan kovalen, inhibasi yang

terjadi umumnya bersifat ireversibe. Akan tetapi, akan menjadi dapat balik, jika

inhibitor berikatan melalui ikatan lemah. Inhibitor terdiri dari 2 yaitu: Inhibitor

kompetitif dan inhibitor non kompetitif. Inhibitor kompetitif adalah inhibitor yang

bersaing dengan substrat untuk menempati sisi aktif enzim sehingga enzim yang

dihambat tidak rusak (dapat beregenerasi), dalam suatu reaksi inhibitor kompetitif

dapat menurunkan nilai Km (konstanta Michaelis) tetapi tidak berpengaruh terhadap

nilai Vmax (kecepatan reaksi) . Inhibitor nonkompetitif merupakan inhibitor yang

akan merusak sisi aktif enzim sehingga enzim tidak dapat berfungsi seperti semula.

dalam suatu reaksi inhibitor nonkompetitif dapat menurunkan nilai Vmax (kecepatan

reaksi) tetapi tidak berpengaruh terhadap nilai Km (konstanta Michaelis).

13


Kelompok 2

f. aktivator

BAB II

PEMBAHASAN

II.1 Mind Maping ( Peta Konsep)

14


METABOLISME

Pengertian Tujuan Jenis Faktor yang mempengaruhi

Substrat

Hormon

Enzim

Katabolisme Anabolisme

Respirasi Aerob

Respirasi Anaerob

Sintesis Protein

Kelompok 2

II.2 Learning Objective

1. Mekanisme kerja klasifikasi enzim

2. Katabolisme anaerob

3. Dampak dari disfungsi metabolisme

4. Hubungan metabolisme dan homeostasis

5. Dampak penyakit akibat peningkatan enzim

6. Enzim yang bekerja diluar dan didalam sel

7. Contoh proses anabolisme

15


Kelompok 2

II.3 Pembahasan Learning Objective

II.3.1 Mekanisme kerja klasifikasi enzim

Terdapat 6 klasifikasi enzim, yaitu:

1. Oksidoreduktase

Enzim-enzim yang mengkatalisis oksidasi dan reduksi antara 2 substrat s dan S’

Sred + S’oks + S’red

Kelas yang besar dan penting ini meliputi enzim-enzim yang juga dikenal sebagai

dehidrogenase atau sebagai oksidase. Yang termasuk adalah enzim-enzim yang mengkatalisis

oksidoreduksi dari gugus CH-OH, CH_CH, C=O, CH-NH2, dan CH=NH. Diantara subkelas

yang mewakilinya adalah

Enzim yang bekerja pada gugus Ch-OH sebagai donor elektron. Misalnya :

Alkohol : NAD oksidoreduktase [ alkohol dehidrogenase ]

Alkohol + NAD+ = aldehid atau keton + NADH + H+

Enzim yang bekerja pada gugus CH-NH2 sebagai elektron. Misalnya:

L-Glutamat : NAD (P) oksidoreduktase (deaminasi) [glutamat dehidrogenase

dari hati binatang]. NAD (P) berarti bahwa baik NAD

maupuncNADP bekerja sebagai akseptor elektron.

L-Glutamat + H2O + NAD(P) = alfa-ketoglutarat + NH4+ + NAD(P)H + H+

Enzim yang bekerja pada gugus hem dari donor elektron. Misalnya :

Sitokrom c : O2 oksidoreduktase [sitokrom oksedase].

4 sitokrom c reduksi + O2 + 4 H+ = 4 sitokrom c teroksidasi + 2 H2O.

Enzim yang bekerja pada H2O2 sebagai asektor elektron. Misalnya :

16


Kelompok 2

H2O2 oksidoreduktase [katalase].

H2O2 + H2O2 = O2 + 2H2 O.

2. Transferase.

Enzim-enzim yang mengkatalisis pemindahan suatu gugus, G (lain dari hidrogen), antara

sepasang substrat S dan S’.

S-G + S’ = S’-G + S

Dalam kelas ini termasuk enzim-enzim yang mengkatalis pemindahan gugus satu karbon,

residu aldehida atau keton dan gugus yang mengandung asil, alkil, glikosil, fosfor, atau

sulfur.

Beberapa subkelas penting adalah :

Asiltransferase. Misalnya :

2.3.1.6 Asetil-KoA : kolin O-aseetiltransferase [ kolin asiltrasferase].

Asetil-KoA + kolin = KoA + asetilkolin.

Glikosiltransferase. Misalnya :

2.4.1.1 alfa-1,4-glukan : ortofosfat glikosil transferace [fosforilase]

(a;fa-1,4,-glukan)n + ortofosfat = (alfa-1,4 glikosil)n-1 + alfa-D-glukosa-1-fosfat.

Enzim-enzim yang mengkatalisis pemindahan gugus yang mengandung fosfat.

Misalnya :

2.7.1.1 ATP : D-heksosa-6fosfotransferase [heksokinase]

ATP + D-heksosa = ADP + D-heksosa-6fosfat.

3. Hidrolase

Enzim-enzim yang mengkatalisi hidrolisis ikatan-ikatn ester, eter, peptida, glikosil, anhidrida

asam, C-C, C-halida, atau P-N. Misalnya :

Enzim-enzim yang bekerja pada ikatan ester. Misalnya :

3.1.1.8 Asilkolin asil-hidrolase [pseudokolinesterase].

Asilkolin + H2O = kolin + Asam.

Enzim-enzim yang bekerja pada senyawa glikosil. Misalnya :

3.2.1.23 beta-D-galaktosida galaktohidrolase [beta-galaktosida]

beta-galaktosida + H2O = alkohol + D-Galaktosa.

Enzim-enzim yang bekerja pada ikatan peptida.

17


Kelompok 2

Nama-nama klasik (pepsin, plasmin, rennin, kimotripsin) masih banyak dipakai karena over

lapping dan kespesifikan yang tidak menentu yang membuat tata-nama menurut sistem tidak

praktis pada dewasa ini.

4. Liase.

Enzim-enzim yang mengkatalisis pembuangan gugus dari substrat dengan mekanisme yang

lain dari pada hidrolisis, dan meninggalkan ikatan rangkap.

Yang termasuk golongan ini adalah enzim yang bekerja pada ikatan C-C, C-O, C-N, C-S, dan

C-halida. Yang termasuk subkelasnya adalah :

Aldehida-liase. Misalnya :

4.1.2.7 Ketosa-1-fosfat = dehidroksoaseton fosfat + aldehida.

Karboks-oksigen liase. Misalnya :

4.2.1.2 l-malat hidro-liase /fumarase/

L-malt = fumarat + H2O X Y

C-C = X-Y + C=C

5.Isomerase

Yang termasuk kelas ini adalah semua enzim yang mengkatalisis interkonversi isomer-isomer

optik, geometrik, atau posisi. Beberapa subkelasnya adalah :

Rasemase dan epimerase. Misalnya :

5.1.1.1 Alanin rasemase

L-alanin + D-alanin

Sis-trans isomerrase. Misalnya :

5.2.1.3 Semua trans-retinen 11-sistrans isomerase [retinen isomerase].

Semuatrans-retinen = 11-sis-retinen.

Enzim-enzim yang mengkatalisis interkonversi aldosa dan ketosa. Misalnya:

5.3.1.1 D-gliseraldehida-3-fosfat ketol-isomerase [triosafosfat isomerase].

D-Gliseraaldehida-3-fosfat = dihidroksiaseton fosfat

6. Ligase (ligare = mengikat)

Enzim yang mengkatalisis penggabungan 2 senyawa diikuti oleh pemecahan ikatan pirofosfat

pada ATP atau senyawa yang sejenis. Yang termasuk golongan ini adalah enzim-enzim yang

18


Kelompok 2

mengkatalisis reaksi pembentukan ikatan C-O, C-S, C-N, dan C-C. Subkelasnya diwakili

oleh :

Enzim-enzim yang mengkatalisi pembentukan ikatan G-S. Misalnya :

6.2.1.4 Suksinat : KoA ligase (GDP) [suksinat tiokinase]

GTP + suksinat : KoA ligase (GDP) + Pi + suksinil

Enzim-enzim yang mengkatalisis pembentukan ikatan C-N. Misalnya :

6.3.1.2 L-Glutamat : Amonia ligase (ADP) [Glutamin sintetase].

ATP + L-Glutamat + NH4 = ADP + oriofosfat + L-Glutamin

Enzim-enzim yang mengkatalisis pembentukan ikatan C-C. Misalnya :

6.4.1.2 Asetil-KoA : CO2 ligase (ADP) [asetil-KoA karboksilase].

ATP + asetil-KoA + CO2 = ADP + Pi + malonil- KoA

II.3.2 katabolisme anaerob (Fermentasi)

Fermentasi adalah suatu perluasan glikolisis yang dapat menghasilkan ATP hanya

dengan fosforilasi tingkat substrat sepanjang terdapat NAD+ yang cukup untuk menerima

electron selama langkah oksidasi dalam glikolisis. Tanpa beberapa mekanisme untuk

mendaur ulang NAD+ dari NADH , glikolisis akan segera mengosongkan kumpulan NAD+

dan berhenti secara diri karena tidak mempunyai agen pengoksidasi. Pada kondisi aerobic,

NAD+ didaur ulang secara produktif dari NADH dengan cara mentransfer electron ke rantai

transpor electron. Pilihan yang lain yaitu anaerobic, mentransfer electron dari NADH ke

piruvat, produk akhir glikolisis.

Fermentasi terdiri dari glikolisis ditambah dengan reaksi yang menghasilkan NAD+

melalui transfer electron dari NADH ke piruvat atau turunan piruvat. Terdapat banyak jenis

fermentasi , perbedaanya dalam produk limbahnya yang terbentuk dari piruvat. Dua jenis

yang umum adalah fermentasi alcohol dan fermentasi asam laktat.

Pada feremntasi alcohol, piruvat yang merupakan hasil glikolisis glukosa diubah

menjadi etanol (etil alkohol) dalam dua langkah. Langkah pertama melepaskan

karbondioksida dari piruvat, yang diubah menjadi senyawa asetildehida berkarbon dua.

Dalam langkah kedua, asetildehida direduksi oleh NADH menjadi etanol.

19


Kelompok 2

Selama fermentasi asam laktat piruvat direduksi langsung oleh NADH untuk

membentuk laktat sebagai produk limbahnya, tanpa melepas CO2. (Laktat merupakan bentuk

terionisasi dari asam laktat) .

Piruvat, produk akhir glikolisis , berfungsi sebagai penerima electron untuk

mengoksidasi NADH kembai menjadi NAD+. Kemudian NAD+ dapat digunakan lagi untuk

mengoksidasi gula selama glikolisis, yang meghasilkan selisih dua molekul ATP oleh

fosforilasi tingkat substrat. Sehingga piruvat tersebut langsung mereduksi piruvat menjadi

asam laktat.

II.3.3 Dampak dari diisfungsi metabolisme

1. Disfungsi Karbohidrat

Salah satu dampak dari disfungsi karbohidrat adalah penyakit Diabetes Melitus.

Dimana dalam kondisi ini, jumlah hormon insulin yang berfungsi untuk menyerap

glukosa ke dalam sel kurang atau reseptor sel dalam keadaan tidak sensitif, akibatnya

karbohidrat tidak bisa masuk kedalam sel dan glukosa menumpuk. Sehingga

20


Kelompok 2

terbentuklah glukoneogenesis yaitu pembentukan karbohidrat menggunakan protein

dan lemak. Selanjutnya sisa-sisa metabolisme tersebut dikeluarkan lewat urin.

2. Disfungsi Protein

Salah satu dampak dari disfungsi protein adalah penyakit Gout atau Pirai. Terjadi

ketika kadar asam urat serum melebihi batas kelarutannya, sehingga terjadi kristalisasi

natrium urat dijaringan lunak dan sendi sehingga menimbulkan reaksi inflamasi.

3. Disfungsi Lemak

Salah satu dampak dari disfungsi lemak adalah penyakit obesitas dan jantung koroner.

Obesitas terjadi akibat pemasukan lemak lebih besar dari pada energi yang

dibutuhkan, sehingga terjadi penimbunan lemak pada daerah-daerah tertentu. Obesitas

memperberat resiko hipertensi, diabetes dan penyakit jantung. Sedangkan jantung

koroner terjadi akibat penimbunan lemak pada pembuluh nadi (aterosklerosis).

II.3.4 Hubungan antara metabolisme dengan homeostasis

Suatu organisme melakukan metabolisme yang bertujuan mempertahankan

homeostasisnya. Dimana homeostasis merupakan keadaan dalam tubuh makhluk

hidup yang mempertahankan agar tetap konstan atau stabil. Apabila kegiatan

metabolisme yang dilakukan suatu organisme terganggu, maka sistem homeostasisnya

juga terganggu.

II.3.5 Dampak penyakit akibat peningkatan enzim:

Maag, diakibatkan karena peningkatan enzim pesin

Asam urat, diakibatkan karena peningkatan enzim xantin oksidase

eritrosit

II.3.6 Enzim yang bekerja di dalam sel dan di lua sel

Enzim yang bekerja di dalam sel antara lain :

Enzim katalase, berfungsi menguraikan hidrogen peroksida (H2O2) yang

bersifat racun menjadi air (H2O) dan oksigen (O2).

Enzim-enzim yang terdapat dalam sitoplasma yang membantu proses glikolisis.

Contoh : ALT (Alanin aminotransferase).

21


Kelompok 2

Enzim-enzim yang terdapat dalam nukleus yang membantu proses sintesis DNA

dan RNA. Contoh : AST (Aspartat aminotransferase), enzim polimerase.

Enzim-enzim yang terdapat dalam mitokondria yang membantu proses siklus

krebs.

Enzim yang bekerja di luar sel antara lain :

Enzim Amilase yang terdapat pada pankreas, berfungsi memecah molekul

amilum menjadi molekul yang lebih sederhana seperti maltosa.

Enzim Lipase yang dihasilkan oleh kelenjar pankreas dan dialirkan ke usus dua

belas jari (duodenum), berfungsi memecah lipid menjadi molekul yang lebih

sederhana seperti asam lemak dan gliserol.

Enzim Maltase, berfungsi memecah maltosa menjadi glukosa.

Enzim-enzim pada proses pencernaan seperti pepsin dan tripsin.

Enzim-enzim yang terdapat pada empedu seperti alakalin fosfatase.

Enzim pada proses pembekuan darah.

II.3.7 Contoh proses anabolisme

Fotosintesis

Pengubahan Zat anorganik, H2O dan CO2, oleh klorofil menjadi zat organik dan

dibantu oleh cahaya matahari.

Reaksi kimia:

6CO2 + 6H2O C6H12O6 + O2

Proses reaksinya dibagi menjadi 2:

1. Reaksi terang yang terjadi di Grana

2. Reaksi gelap yang terjadi di Stroma

Kemosintesis

Penyusunan bahan organik dengan energi yang diperoleh dari pemecahan senyawa

kimia pada mikroorganisme yang tidak punya klorofil.

Glukoneogenesis

Pembentukan glukosa dari protein dan lemak, terjadi saat puasa dimana suplai

glukosa kurang.

Sintesis lemak22


Kelompok 2

Disintesis dengan protein dan karbohidrat melalui asetil koenzim A. Sintesis lemak

dari karbohidrat jika karbohidrat yang masuk tubuh lebih banyak dari yang dapat

dipakai sebagai energi dan disimpan dalam bentuk glikogen, kelebihan karbohidrat

akan diubah jadi lemak dan disimpan dalam jaringan adiposa.

BAB III

PENUTUP

III.1 Kesimpulan

Metabolisme adalah aktivitas yang terjadi dalam tubuh untuk mempertahankan

homeostasis, metabolism terdiri dari katabolisme dan anabolisme, dimana katabolisme

merupakan proses penguraian senyawa kompleks menjadi sederhana yang akan

menghasilkan energy, sedangkan anabolisme merupakan proses pembentukan senyawa

sederhana menjadi kompleks yang membutuhkan enrgi. Metabolism akan berjalan tepat

apabila enzim-enzim yang mengkatalisis metabolisme tersebut terdapat factor-faktor

pendukung secara optimal.

23


Kelompok 2

DAFTAR PUSTAKA

Campbell, N.A., Reece, J.B., & Mitchell, L.G. 2002. Biologi, Edisi 5. Jakarta: Erlangga.

Guyton and Hall 2007. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. Edisi 11. Jakarta: EGC.

Muray, R.K., Granner, D.K., & Rodwell, V.W. 2006. Biokimia Harper. Jakarta: EGC.

Sophan, D. & Chevy, S.J. 1999. Biokimia 1. Bandung: Sinan.

Yulianti, Evi 2009. Klasifikasi enzim. (online). dilihat 16 november 2011.

http://staff.uny.ac.id/sites/default/pendidikan/Evy.Yulianti,M.Sc/Enzim4.Pdf .

24


Documents

skenario 3