Upload
syarifah-humaira-almudhir
View
235
Download
4
Embed Size (px)
DESCRIPTION
tugas mikrobiologi teknik kimia unsyiah
Citation preview
Nama : Syarifah Humaira
Nim : 1404103010047
5. METABOLISME MIKROBA
5.1. Definisi Metabolisme
Metabolisme adalah keseluruhan proses reaksi enzim dan kimiawi dalam
sel. Metabolism dapat dibedakan menjadi dua yakni metabolism primer dan
sekunder. Metabolisme primer adalah metabolisme yang selalu dilakukan oleh
semua organism yang ada di alam. Sedangkan metabolism sekunder hanya
dilakukan oleh organism tertentu dan menghasilkan zat tertentu pula.
Metablisme primer terdapat dibesar organisme. Keduanya terlibat menghasilkan
energi metabolisme, disebut katabolisme dan anabolisme. Produk dari
metabolisme primer seperti alkohol, asam amino, asam organik, nukleotida,
enzim dan mikroba sel (biomassa).
Sedangkan metabolisme sekunder hanya dilakukan oleh organisme tertentu dan
menghasilkan zat tertentu pula. Metabolisme sekunder menghasilkan produk
yang beragam dan spesifik seperti alkaloid, antibiotik, racun dan beberapa
pigmen. Metabolit sekunder tertentu dapat memberikan suatu ekologi
keuntungan, sedangkan yang lain tidak memiliki nilai nyata untuk organisme
yang memproduksinya.
Berdasarkan prosesnya metabolisme dibagi menjadi 2, yaitu:
1. Anabolisme/Asimilasi/Sintesis
yaitu proses pembentakan molekul yang kompleks dengan menggunakan
energi tinggi.
a. Fotosintesis
Arti fotosintesis adalah proses penyusunan atau pembentukan dengan
menggunakan energi cahaya atau foton. Pada kloroplas terjadi transformasi
energi, yaitu dari energi cahaya sebagai energi kinetik berubah menjadi energi
kimia sebagai energi potensial, berupa ikatan senyawa organik pada glukosa.
Dengan bantuan enzim-enzim, proses tersebut berlangsung cepat dan efisien.
Bila dalam suatu reaksi memerlukan energi dalam bentuk panas reaksinya
disebut reaksi endergonik. Reaksi semacam itu disebut reaksi endoterm.
Pada tabun 1937 : Robin Hill mengemukakan bahwa cahaya matahari yang
ditangkap oleh klorofil digunakan untak memecahkan air menjadi hidrogen dan
oksigen. Peristiwa ini disebut fotolisis (reaksi terang).
H2 yang terlepas akan diikat oleh NADP dan terbentuklah NADPH2, sedang O2
tetap dalam keadaan bebas. Menurut Blackman (1905) akan terjadi penyusutan
CO2 oleh H2 yang dibawa oleh NADP tanpa menggunakan cahaya. Peristiwa ini
disebut reaksi gelap NADPH2 akan bereaksi dengan CO2 dalam bentuk H+
menjadi CH20.
CO2 + 2 NADPH2 + O2 ————> 2 NADP + H2 + CO+ O + H2 +
O2
Ringkasnya :
Reaksi terang :——> 2 2H20 NADPH2 + O2
Reaksi gelap :CO2 + 2 NADPH2 + O2——>NADP + H2 + CO + O +
H2 +O2
atau 2H2O + CO2 ——> CH2O + O2
atau 12H2O + 6 CO2 ——> C6H12O6 + 6 O2
b. Kemosintesis
Tidak semua tumbuhan dapat melakukan asimilasi C menggunakan
cahaya sebagai sumber energi. Beberapa macam bakteri yang tidak mempunyai
klorofil dapat mengadakan asimilasi C dengan menggunakan energi yang
berasal dan reaksi-reaksi kimia, misalnya bakteri sulfur, bakteri nitrat, bakteri
nitrit, bakteri besi dan lain-lain. Bakteri-bakteri tersebut memperoleh energi dari
hasil oksidasi senyawa-senyawa tertentu.
Bakteri besi memperoleh energi kimia dengan cara oksidasi Fe2+ (ferro) menjadi
Fe3+ (ferri).
Bakteri Nitrosomonas dan Nitrosococcus memperoleh energi dengan cara
mengoksidasi NH3, tepatnya Amonium Karbonat menjadi asam nitrit dengan
reaksi:
3. Sintesis Lemak
Lemak dapat disintesis dari karbohidrat dan protein, karena dalam
metabolisme, ketiga zat tersebut bertemu di dalarn daur Krebs. Sebagian besar
pertemuannya berlangsung melalui pintu gerbang utama siklus (daur) Krebs,
yaitu Asetil Ko-enzim A. Akibatnya ketiga macam senyawa tadi dapat saling
mengisi sebagai bahan pembentuk semua zat tersebut.
Lemak dapat dibentuk dari protein dan karbohidrat, karbohidrat dapat dibentuk
dari lemak dan protein dan seterusnya.
d. Sintesis Protein
Sintesis protein yang berlangsung di dalam sel, melibatkan DNA, RNA dan
Ribosom. Penggabungan molekul-molekul asam amino dalam jumlah besar akan
membentuk molekul polipeptida. Pada dasarnya protein adalah suatu
polipeptida.
Setiap sel dari organisme mampu 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". Substansi-substansi tersebut adalah DNA
dan RNA.
2. Katabolisme (Dissimilasi),
yaitu proses penguraian zat untuk membebaskan energi kimia yang tersimpan
dalam senyawa organik tersebut. Contoh:
C6H12O6 + 6 O2 enzim
6 CO2 + 6 H2O + 686 KKal. energi
kimia
Saat molekul terurai menjadi molekul yang lebih kecil terjadi pelepasan energi
sehingga terbentuk energi panas. Bila pada suatu reaksi dilepaskan energi,
reaksinya disebut reaksi eksergonik. Reaksi semacam itu disebut juga reaksi
eksoterm.
Molekul ATP adalah molekul berenergi tinggi. Merupakan ikatan tiga molekul
fosfat dengan senyawa Adenosin. Ikatan kimianya labil, mudah melepaskan
gugus fosfatnya meskipun digolongkan sebagai molekul berenergi tinggi.
Perubahan ATP menjadi ADP (Adenosin Tri Phosphat) diikuti dengan pembebasan
energi sebanyak 7,3 kalori/mol ATP. Peristiwa perubahan ATP menjadi ADP
merupakan reaksi yang dapat balik Katabolisme adalah reaksi pemecahan /
pembongkaran senyawa kimia kompleks yang mengandung energi tinggi
menjadi senyawa sederhana yang mengandung energi lebih rendah. Tujuan
utama katabolisme adalah untuk membebaskan energi yang terkandung di
dalam senyawa sumber. Bila pembongkaran suatu zat dalam lingkungan cukup
oksigen (aerob) disebut proses respirasi, bila dalam lingkungan tanpa oksigen
(anaerob) disebut fermentasi. Contoh Respirasi : C6H12O6 + O2 ——————>
6CO2 + 6H2O + 688KKal. (glukosa) Contoh Fermentasi :C6H1206 ——————>
2C2H5OH + 2CO2 + Energi. (glukosa) (etanol) Respirasi yaitu suatu proses
pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi melalui proses
kimia dengan menggunakan oksigen. Dari respirasi akan dihasilkan energi kimia
ATP untak kegiatan kehidupan, seperti sintesis (anabolisme), gerak,
pertumbuhan.
Contoh: Respirasi pada Glukosa, reaksi sederhananya: C6H,206 + 6 02
———————————> 6 H2O + 6 CO2 + Energi (glukosa)
ENZIM
Enzim adalah suatu biokatalisator, yaitu suatu bahan yang berfungsi
mempercepat reaksi kimia dalam tubuh makhluk hidup tetapi zat itu sendiri tidak ikut
bereaksi karena pada akhir reaksi terbentuk kembali. Suatu reaksi kimia yang
berlangsung dengan bantuan enzim memerlukan energi yang lebih rendah. Jadi enzim
juga berfungsi menurunkan energi aktivasi.
Enzim berfungsi menurunkan energi aktivasi.
Struktur enzim
Suatu enzim (holoenzim) tersusun atas bagian protein dan bukan protein. Bagian
protein disebut apoenzim, dan bagian non protein disebut kofaktor. Kofaktor dapat
berupa ion logam (Cu, Mg, K, Fe, Na), atau koenzim yang berupa bahan organik,
misalkan vitamin B (B1, B2).
Mekanisme kerja enzim
Enzim umumnya merupakan protein globular dan ukurannya berkisar dari
hanya 62 asam amino pada monomer 4-oksalokrotonat tautomerase, sampai
dengan lebih dari 2.500 residu pada asam lemak sintase. Terdapat pula sejumlah
kecil katalis RNA, dengan yang paling umum merupakan ribosom; Jenis enzim ini
dirujuk sebagai RNA-enzim ataupun ribozim. Aktivitas enzim ditentukan oleh
struktur tiga dimensinya (struktur kuaterner). Walaupun struktur enzim
menentukan fungsinya, prediksi aktivitas enzim baru yang hanya dilihat dari
strukturnya adalah hal yang sangat sulit.
Kebanyakan enzim berukuran lebih besar daripada substratnya, tetapi
hanya sebagian kecil asam amino enzim (sekitar 3–4 asam amino) yang secara
langsung terlibat dalam katalisis. Daerah yang mengandung residu katalitik yang
akan mengikat substrat dan kemudian menjalani reaksi ini dikenal sebagai tapak
aktif. Enzim juga dapat mengandung tapak yang mengikat kofaktor yang
diperlukan untuk katalisis. Beberapa enzim juga memiliki tapak ikat untuk
molekul kecil, yang sering kali merupakan produk langsung ataupun tak
langsung dari reaksi yang dikatalisasi. Pengikatan ini dapat meningkatkan
ataupun menurunkan aktivitas enzim. Dengan demikian ia berfungsi sebagai
regulasi umpan balik.
Sama seperti protein-protein lainnya, enzim merupakan rantai asam
amino yangmelipat. Tiap-tiap urutan asam amino menghasilkan struktur
pelipatan dan sifat-sifat kimiawi yang khas. Rantai protein tunggal kadang-
kadang dapat berkumpul bersama dan membentuk kompleks protein.
Kebanyakan enzim dapat mengalami denaturasi (yakni terbuka dari lipatannya
dan menjadi tidak aktif) oleh pemanasan ataupun denaturan kimiawi.
Tergantung pada jenis-jenis enzim, denaturasi dapat bersifat reversibel maupun
ireversibel.
Enzim dapat bekerja dengan beberapa cara, yang kesemuaannya menurunkan
ΔG‡:
Menurunkan energi aktivasi dengan menciptakan suatu lingkungan yang
mana keadaan transisi terstabilisasi (contohnya mengubah bentuk
substrat menjadi konformasi keadaan transisi ketika ia terikat dengan
enzim.)
Menurunkan energi keadaan transisi tanpa mengubah bentuk substrat
dengan menciptakan lingkungan yang memiliki distribusi muatan yang
berlawanan dengan keadaan transisi.
Menyediakan lintasan reaksi alternatif. Contohnya bereaksi dengan
substrat sementara waktu untuk membentuk kompleks Enzim-Substrat
antara.
Menurunkan perubahan entropi reaksi dengan menggiring substrat
bersama pada orientasi yang tepat untuk bereaksi. Menariknya, efek
entropi ini melibatkan destabilisasi keadaan dasar, dan kontribusinya
terhadap katalis relatif kecil.
Sifat-sifat enzim
Sebagai suatu bahan yang penting dalam metabolisme, enzim memiliki
sifat-sebagai berikut:
kerja enzim bersifat spesifik/khusus, artinya bahwa satu enzim
hanya dapat bekerja pada satu substrat
enzim bekerja pada suhu tertentu
enzim berkerja pada derajat keasaman (pH) tertentu
kerja enzim dapat bolak-balik, artinya selain dapat memecah
substrat juga dapat membentuk substrat dari penyusunnya
faktor faktor yang mempengaruhi kerja enzim
Selain adanya zat penghambat (inhibitor), kerja enzim dapat dipengaruhi
oleh beberapa faktor antara lain: adanya zat pengaktif (aktivator), suhu,
hasil akhir, pH, konsentrasi enzim atau substrat, dan air. Secara rinci
dapat dijelaskan sebagai berikut:
a. Zat-zat pengaktif (aktivator)
Zat-zat kimia tertentu dapat memacu atau mengaktifkan kegiatan
enzim. Contoh: garam-garam dari logam alkali dan logam alkali tanah
dengan konsentrasi encer, ion kobalt (Co), mangan (Mn), nikel (Ni),
magnesium (Mg), dan klor (Cl).
b. Suhu
Setiap enzim dapat bekerja dengan efektif pada suhu tertentu dan
aktivitasnya akan berkurang jika berada pada kondisi di bawah atau di
atas titik tersebut. Kondisi yang menyebabkan kerja enzim menjadi efektif
ini disebut kondisi optimal. Sebagian besar enzim pada manusia
mempunyai suhu optimal yang mendekati suhu tubuh (35 oC - 40 oC).
Pada suhu tinggi (>50 oC), enzim dapat rusak dan pada suhu rendah (0
oC), enzim menjadi tidak aktif. Perhatikan Gambar 2.7. Suhu yang tidak
sesuai tersebut akan menyebabkan terjadinya perubahan bentuk sisi aktif
enzim. Sifat en zim yang tidak tahan panas atau dapat berubah karena
pengaruh suhu ini disebut termolabil.
Gambar 1.1. Grafik pengaruh suhu terhadap
aktivitas enzim.
c. pH
Selain suhu, faktor lingkungan yang mempengaruhi kerja enzim
adalah derajat keasaman (pH). Sebagaimana faktor suhu, enzim juga
mempunyai pH tertentu agar dapat bekerja secara efektif. Enzim dapat
bekerja optimal pada pH netral (pH = 7), pH basa (>7) atau pH asam (<7)
tergantung pada jenis enzim masing-masing. Perhatikan Gambar 2.8.
Enzim pencerna protein misalnya, mempunyai pH paling optimal 1-2,
sedangkan enzim pencernaan yang lain mempunyai pH optimal 8. Pada
pH tertentu, enzim dapat mengubah substrat menjadi hasil akhir.
Kemudian, apabila pH tersebut diubah, enzim dapat mengubah kembali
hasil akhir menjadi substrat.
Gambar 1.2. Grafik pengaruh pH terhadap aktivitas satu
jenis enzim
d. Hasil akhir
Kalian telah mengetahui bahwa dalam suatu reaksi kimia diperlukan
adanya reaktan yang akan diubah menjadi produk atau hasil akhir. Hasil
akhir merupakan senyawa baru sebagai hasil pembentukan maupun
penguraian reaktan. Apabila hasil akhir ini banyak, enzim akan sulit
bergabung dengan substrat sehingga reaksi kimianya berlangsung
lambat.
e. Konsentrasi enzim
Konsentrasi enzim yang tinggi akan mempengaruhi
kecepatan reaksi secara linear (kecepatan bertambah secara konstan).
Dapat dikatakan bahwa hubungan antara konsentrasi enzim dengan
kecepatan reaksi enzimatis berbanding lurus. Kecepatan reaksi suatu
enzim satu dengan yang lain berbeda-beda meskipun mempunyai
konsentrasi enzim yang sama. Konsentrasi enzim yang sangat tinggi
dalam suatu sistem yang kompleks akan berpengaruh terhadap
kecepatan reaksi.
Gambar 1.3. Hubungan laju reaksi dengan
konsentrasi beberapa enzim.
Gambar 1.4. Hubungan V dengan [E] sangat tinggi pada sistem yang
kompleks.
f. Konsentrasi substrat
Pada konsentrasi substrat yang rendah, kenaikan substrat
akan meningkatkan kecepatan reaksi enzimatis hampir secara linear.
Jika konsentrasi substrat tinggi, maka peningkatan kecepatan reaksi
enzimatis akan semakin menurun sejalan dengan peningkatan jumlah
substratnya. Kecepatan maksimum (Vmax) reaksi enzimatis
ditunjukkan dengan garis mendatar yang menggambarkan peningkatan
kecepatan reaksi yang rendah seiring penambahan konsentrasi substrat.
Gambar 1.5. Hubungan konsentrasi substrat kecepatan reaksi
enzimatik
g. Air
Menurut penelitian, di dalam biji terdapat bermacam-macam
enzim. Masih ingatkah kalian dengan perkecambahan biji? Ya, pada
proses perkecambahan, imbibisi air pada biji yang sehat dan telah tua
akan mengaktifkan enzim- enzim dalam biji sehingga biji berkecambah.
Cara kerja enzim
Enzim bekerja berdasar prinsip ‘kunci dan anak kunci’ (lock and
key)
Enzim bekerja berdasar prinsip ‘kunci dan anak kunci’ (lock and key).
Pada salah satu sisi enzim terdapat tempat aktif yang memiliki bentuk
yang dapat berpasangan tepat sama dengan bentuk permukaan substrat.
Akibatnya satu enzim hanya dapat digunakan untuk satu jenis substrat.
Contoh enzim yang sering digunakan sebagai materi praktikum
adalah enzim katalase. Enzim ini banyak terdapat pada organel
peroksisom dan berfungsi memecah peroksida (H2O2) yang bersifat toksik
menjadi H2O dan O2.
Konvensi penamaan
Suatu nama enzim sering diperoleh dari substratnya atau reaksi
kimia yang mengkatalisasi, dengan kata berakhiran dengan -ase. Contoh
adalah lactase, alkohol dehydrogenase dan DNA polymerase. Ini dapat
mengakibatkan enzim berbeda, isozymes, dengan fungsi yang sama
mempunyai nama dasar yang sama.Isoenzymes mempunyai suatu asam
amino berbeda urutan dan dapat dibedakan oleh pH optimalnya,
kekayaan kinetik atau secara imunologi. Lagipula, reaksi fisiologis yang
normal suatu enzim yang mengkatalisasi tidak mungkin sama halnya di
bawah kondisi-kondisi tiruan, ini dapat mengakibatkan enzim yang sama
dikenali dengan dua nama berbeda. Seperti glukosa Isomerase, digunakan
dalam industri untuk mengkonversi glukosa ke dalam bahan pemanis
fructose, adalah suatu xylose isomerase didalam vivo.
The International Union of Biochemistry and Molecular Biology sudah
mengembangkan suatu tata nama untuk enzim, EC angka-angka; masing-
masing enzim diuraikan oleh suatu urutan empat angka-angka yang
didahului oleh jumlah " EC" pertama yang luas dengan menggolongkan
enzim berdasar pada mekanismenya:
Penggolongan yang tertinggi adalah :
* EC 1 Oxidoreductases: mengkatalisasi reaksi oxidation/reduction
* EC 2 Transferases: memindahkan suatu golongan fungsional (seperti
suatu metil atau kelompok fosfat)
* EC 3 Hydrolases: mengkatalisasi hidrolisis berbagai ikatan
* EC 4 Lyases: memecah berbagai ikatan selain dari hidrolisis dan oksidasi
* EC 5 Isomerases: mengkatalisasi perubahan isomerisasi di dalam
molekul tunggal
* EC 6 Ligases: menggabung dua molekul dengan ikatan kovalen
.
Penghambatan Aktivitas Enzim
Telah dijelaskan bahwa mekanisme kerja enzim dalam suatu reaksi kimia
dilakukan melalui pembentukan kompleks enzim-substrat. Adakalanya
reaksi kimia yang dikatalisir enzim mengalami gangguan, yaitu jika enzim
itu sendiri mengalami penghambatan. Molekul atau ion yang menghambat
kerja enzim disebut inhibitor. Terdapat tiga jenis inhibitor, yaitu inhibitor
reversibel, inhibitor tidak reversibel, dan inhibitor alosterik.
a.Inhibitor Reversibel
Inhibitor reversibel meliputi tiga jenis hambatan berikut.
1) Inhibitor kompetitif (hambatan bersaing)
Pada penghambatan ini zat-zat penghambat mempunyai struktur mirip
dengan struktur substrat. Dengan demikian, zat penghambat dengan
substrat saling berebut (bersaing) untuk bergabung dengan sisi aktif
enzim (Gambar 2.3).
Penghambatan Aktivitas Enzim
2) Inhibitor nonkompetitif (hambatan tidak bersaing)
Penghambatan ini dipicu oleh terikatnya zat penghambat pada sisi
alosterik sehingga sisi aktif enzim berubah. Akibatnya, substrat tidak
dapat berikatan dengan enzim untuk membentuk kompleks enzim-
substrat (Gambar 2.4).
3) Inhibitor umpan balik
Hasil akhir (produk) suatu reaksi dapat menghambat bekerjanya enzim.
Akibatnya, reaksi kimia akan berjalan lambat. Apabila produk disingkirkan,
reaksi akan berjalan lagi.
b.Inhibitor Tidak Reversibel
Hambatan ini terjadi karena inhibitor bereaksi tidak reversibel dengan
bagian tertentu pada enzim sehingga mengakibatkan bentuk enzim
berubah. Perubahan bentuk enzim ini mengakibatkan berkurangnya
aktivitas katalitik enzim tersebut. Hambatan tidak reversibel umumnya
disebabkan oleh terjadinya proses destruksi atau modifikasi sebuah gugus
enzim atau lebih yang terdapat pada molekul enzim.
c.Inhibitor Alosterik
Pada penghambatan alosterik, molekul zat penghambat tidak berikatan
pada sisi aktif enzim, melainkan berikatan pada sisi alosterik. Akibat
penghambatan ini sisi aktif enzim menjadi tidak aktif karena telah
mengalami perubahan bentuk.
RIBOZIM
Enzim nonprotein disebut dengan istilah ribozim. Istilah tersebut
berasal dari jenis zat penyusun ribozim yaitu RNA (asam ribonukleat) dan
bukannya protein. Ribozim biasanya mengkatalisis proses metabolisme
yang terkait dengan reaksi transesterifikasi dan hidrolisis ikatan
fosfodiester. Substrat ribozim biasanya adalah RNA, atau bahkan bagian
dari ribozim itu sendiri. Ribozim berinteraksi dengan substrat terutama
yang berupa RNA dengan cara memanfaatkan interaksi pasangan basa
nitrogen.
Gambar : Struktur ribozim
Ribozim dapat dikelompokkan berdasarkan struktur, fungsi dan
mekanisme katalitiknya, yang amat dipengaruhi oleh urutan dan jumlah
nukleotida. Ada beberapa jenis ribozim yang telah dikarakterisasi dengan
baik. Diantaranya adalah intron grup I dan II, RNase P, dan hammerherad
ribozim. Jumlah nukleotida dari jenis-jenis ribozim ini sangat bervariasi.
Intron grup I tersusun atas lebih dari 400 nukleotida, sedangkan
hammerhead ribozim tersusun hanya 41 nukleotida. RNase P secara
struktur membentuk kompleks dengan protein. Protein ini berfungsi hanya
untuk menstabilkan struktur RNase P, sedangkan yang memiliki
kemampuan katalitik tetaplah RNA.
Intron grup I merupakan RNA pertama yang berhasil diketahui
memiliki kemampuan katalitik. Intron grup I berfungsi untuk
melakukan self-splicing, yaitu kemampuan untuk memotong bagian intron
dari bagian ekson dari suatu RNA. Dengan adanya self-splicing ini, intron
akan terpisah dan tidak ikut ditranslasi menjadi protein.
Selain memiliki aktivitas katalitik, intron grup I ini juga memiliki
berbagai karakteristik enzim lainnya, seperti spesifik terhadap substrat,
dan kinetikanya yang serupa dengan kinetika enzim pada umumnya.
Intron grup I juga dapat dihambat secara kompetitif dengan 3-
deoxyguanosin. Sifatnya yang spesifik terhadap substrat disebabkan
adanya suatu urutan nukleotida tertentu yang disebut sebagai ‘internal
guide sequence’. Urutan nukleotida ini mampu membentuk ikatan dengan
bagian ujung ekson yang akan terpotong melalui ikatan pasangan basa
yang spesifik.
Satu hal yang agak berbeda adalah intron grup I tidak mampu
mengkatalisis reaksi lebih dari satu. Setelah terjadi self-splicing, bagian
ujung dari intron grup I mengalami perubahan secara kimia. Setelah self-
splicing tersebut, nukleotida intron grup I mengalami serangkaian siklisasi
dan pemutusan, sehingga nukleotida-nukleotida tersebut kehilangan 19
nukleotidanya. Sisa nukleotida yang ada berbentuk linear dan disebut
sebagai ribozim L-19 IVS.
Ribozim L-19 IVS juga memiliki aktivitas katalitik. Ia mampu mengkatalisis
reaksi untuk memindahkan nukleotida dari suatu oligonukleotida ke
nukleotida lainnya. Mekanismenya hampir serupa dengan reaksi self-
splicing. Akan tetapi, ribozim L-19 IVS dapat terbentuk kembali di akhir
reaksi. Ribozim L-19 IVS juga bersifat spesifik karena juga memiliki
‘internal guide sequence’ yang memilah oligonukleotida tertentu saja
yang dapat ditransfer nukleotidanya. Secara kinetika Ribozim L-19 IVS
mengikuti kinetika Michellis-Menten, kinetika yang sama untuk enzim
protein.
Satu persatu jenis-jenis ribozim lain yang mulai dikenal sejak tahun 90an
ini mulai ditemukan. Enzim memiliki definisi baru, karena tidak hanya
berupa protein saja. Definisi lama yang mungkin saja masih digunakan,
terutama dari referensi-referensi lama harus mulai diluruskan.
1. Glikolisis: Peristiwa perubahan : Glukosa - Glulosa - 6 - fosfat - Fruktosa 1,6 difosfat - 3 fosfogliseral dehid (PGAL) / Triosa fosfat - Asam piravat. Jadi hasil dari glikolisis : 1.1. 2 molekul asam piravat. 1.2. 2 molekul NADH yang berfungsi sebagai sumber elektron berenergi tinggi. 1.3. 2 molekul ATP untuk setiap molekul glukosa.
2. Daur Krebs (daur trikarbekdlat): Daur Krebs (daur trikarboksilat) atau daur asam sitrat merupakan pembongkaran asam piravat secara aerob menjadi CO2 dan H2O serta energi kimia. 3. Rantai Transportasi Elektron Respiratori: Dari daur Krebs akan keluar elektron dan ion H+ yang dibawa sebagai NADH2 (NADH + H+ + 1 elektron) dan FADH2, sehingga di dalam mitokondria (dengan adanya siklus Krebs yang dilanjutkan dengan oksidasi melalui sistem
pengangkutan elektron) akan terbentuk air, sebagai hasil sampingan respirasi selain CO2. Produk sampingan respirasi tersebut pada akhirnya dibuang ke luar tubuh melalui stomata pada tumbuhan dan melalui paru-paru pada peristiwa pernafasan hewan tingkat tinggi. Ketiga proses respirasi yang penting tersebut dapat diringkas sebagai berikut: PROSES
AKSEPTOR ATP
1. Glikolisis Glukosa ——> 2 asam piruvat
2 NADH 2 ATP
2. Siklus Krebs: 2 asetil piruvat ——> 2 asetil KoA + 2 C02
2 NADH 2 ATP
2 asetil KoA ——> 4 CO2
6 NADH 2 FADH2
3. Rantai transnpor elektron respirator: 10 NADH + 502 ——> 10 NAD+ + 10 H20
30 ATP
2 FADH2 + O2 ——> 2 PAD + 2 H20
4 ATP
Total 38 ATP
DAFTAR PUSTAKA
Dwidjoseputro D. 1981. Dasar-dasar mikrobiologi. Jakarta; Djambatan.
Ibrahim, muslimin. 2007. Mikrobiologi prinsip dan aplikasi. Surabaya; unesa university perss
McKane, Larry and Judy Kandel.1950.micro-biology essentials and aplications.New York; McGraw-Hill Book Company
Okafor Nduka. 2007. Modern Industrial and Biotechnology . New Hamphsire : Science Publisher Ltd
Waites, Michel J., Neil L. Morgan, John S. Rockey, Gary Higton. 2001. Industrial microbiology: an introduction.London; blackwell science ltd.
D.L. Nelson, M.M. Cox, A.L. Lehninger, Principles of Biochemistry, 4th ed.,
Freeman, New York, 2008.
CONTOH SOAL
1. Oksigen yang dihasilkan pada proses fotosintesis berasal dari ...
A. fotorespirasi
B. fosforilasi
C. fotolisis air
D. reduksi karbon dioksida
E. glikolisis
Pembahasan :
Dalam proses fotosintesis diperlukan bahan baku berupa H2O dan CO2. H2O akan diproses
dengan cara diurai menjadi 2H+ dan OH- yang nantinya OH- ini akan diubah menjadi O2 proses ini
dinamakan Fotolisis air. Sedangkan CO2 akan diproses dalam siklus Calvin-Benson untuk diubah
menjadi molekul glukosa. Jadi O2 yang dihasilkan pada fotosintesis berasal dari fotolisis air.
JAWABAN : C. Fotolisis air
2. Enzim sebagai biokatalisator memiliki ciri khas yaitu
A. Dapat memperlambat atau mempercepat suatu reaksi
B. memacu pembentukan energy otot
C. hanya dapat bekerja bila tersedia energy ATP
D. bekerja pada substrat tertentu
E. mempercepat gerakan molekul lemak
Pembahasan:
Enzim adalah suatu senyawa yang khas yang dapat menurunkan energi aktivasi suatu
reksi sehingga reaksi dapat berlangsung dengan cepat. Enzim bekerja sangat khas
hanya bekerja pada satu jenis substrat tertentu, tidak ikut bereaksi, dan memiliki
syarat tertentu agar dapat bekerja secara optimal.
JAWABAN : D. bekerja pada substrat tertentu
3. Hasil akhir dari hasil glikolisis adalah
A. alcohol
B. asam laktat
C.asetil Co-A
D. asam sitrat
E. asam piruvat
Pembahasan:
Glikolisis merupakan tahap awal dari respirasi sel yang terjadi pada sitoplasma. Pada
proses glikolisis terjadi serangkaian reaksi enzimatis yang merubah glukosa menjadi
dua molekul piruvat yang nantinya akan bergabung dengan asetil koenzim A yang
akan masuk siklus krebs.
JAWABAN : E. asam piruvat
4. Persamaan yang dimiliki fermentasi alkohol dan fermentasi asam laktat
a. anaerob
b. tahap glikolisis
c. dihasilkan 2 ATP
d. dilakukan oleh bakteri
Pembahasan:
Fermentasi alcohol : dilakukan oleh bakteri atau jamur, dihasilkan alcohol, CO2 dan
menghasilkan 2 ATP. Dan dilakukan secara anaerob
fermentasi asam laktat: dilakukan dalam sel-sel otot manusia, dihasilkan asam laktat,
berlangsung secara anaerob dan melalui jalur glikolisis dan hanya menghasilkan 2
ATP
JAWABAN :b
5. Enzim merupakan biokatalisator pada proses – proses metabolisme dalam tubuh makhluk hidup . Karena itu enzim mempunyai sifat – sifat berikut, kecuali …
A. Sifatnya sama dengan sifat protein pada umumnya
B. Bekerja baik ekstra maupun intraseluler
C. Banyak dihasilkan organel mitokondria
D. Hanya bekerja pada substrat tertentu yang sesuai
E. Oleh enzim, segala proses kimia berjalan cepat dan memerlukan sedikit energi
Jawaban : CSifat – sifat enzim :
· Sifatnya sama dengan sifat protein pada umumnya
· Dapat bekerja di dalam / luar sel
· Hanya bekerja pada substrat tertentu
· Mempercepat reaksi kimia dan memerlukan sedikit energi
· Enzim umumnya dihasilkan oleh ribosom
6. Salah satu hal yang terjadi pada proses kehidupan adalah penyusunan senyawa yang sederhana menjadi lebih kompleks. Proses tersebut dinamakan …
A. Respirasi
B. Anabolisme
C. Katabolisme
D. Disimilasi
E. Dekomposisi
Jawaban : B
7. Berikut ini adalah jenis enzim yang termasuk dalam golongan karbohidrase , kecuali ....
A. katalase
B. hidrolase
C. karboksilase
D. sitokrom
E. selulose
Jawaban : D
Pembahasan :
· Jenis-jenis enzim yang termasuk ke dalam golongan karbohidrase adalah katalase, selulose, hidrolase, dan karboksilase.
· Sitokrom bukan termasuk enzim. Sitokrom adalah pigmen yang dapat dioksidasi dan umum terdapat di dalam sel.
8. Hasil percobaan enzim katalase menggunakan potongan hati dan H2O2 adlah sebagai berikut
No Potongan Hati + Perlakuan Gelembung Udara Keterangan
1 H2O2 Suhu 30◦C +++ banyak sekali
2 H2O2 Suhu 35◦C +++ banyak
3 H2O2 Suhu 75◦C -- Kurang
4 H2O2 pH 4 --- Tidak ada
5 H2O2 pH 7 ++ Banyak
6 H2O2 pH 13 --- Tidak ada
Data di atas menunjukkan bahwa yang mempengaruhi kerja enzim antara lain adalah ….
A. suhu dan pH
B. banyaknya gelembung
C. potongan hati
D. macam substrat
E. jumlah H2O2
Jawaban : A
Pembahasan :
· Enzim memiliki karakteristik : bekerja pada pH optimum, jika suhu diturunkan, enzim menjadi nonaktif, jika suhu dinaikkan ( > 40◦ C ) enzim mengalami denaturasi.
9. Daging yang dibekukan di dalam lemari es tidak membusuk. Kejadian ini dapat dijelaskan sebagai ….
A. daging tersebut tidak mengalami metabolisme
B. di dalam lemari es tidak berlangsung respirasi aerobic
C. pada suhu rendah enzim mikroorganisme pembusuk tidak bekerja
D. di dalam lemari es tidak ada cahaya
E. di dalam lemari es tidak ada O2
Jawaban : c
Pembahasan :
· Seperti yang telah kita ketahui, kerja enzim dipengaruhi lingkungan.
· Pada suhu rendah misalnya 0◦ C atau di bawahnya seperti pada lemari es, enzim bersifat nonaktif, tetapi tidak rusak, sehingga di dalam kulkas daging tidak membusuk. Enzim baru dapat bekerja optimal pada suhu 30◦ C.
10. Enzim memiliki sifat sebagai berikut, kecuali ….
A. berperan sebagai biokatalisator
B. bekerja pada suhu dan pH tertentu
C. kerjanya dipengaruhi oleh ketersediaan air
D. terdiri dari zat protein
E. setiap enzim dapat bekerja untuk berbagai zat
Jawaban : e
Pembahasan :
1. Berperan sebagai biokatalisator
2. Bekerja pada suhu tertentu
3. Bekerja pada pH tertentu
4. Bekerja spesifik (khas), jadi setiap enzim hanya bekerja untuk satu substrat.
5. Enzim merupakan biokatalisator pada proses-proses metabolisme