Makalah midas 8 metabolisme mikroba

Metabolisme Mikrobia Page 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

Dalam kehidupan, mahluk hidup memerlukan energy yang diperoleh

dari proses metabolisme. Metabolisme terjadi pada semua mahluk hidup

termasuk kehidupan mikroba. Pada hewan atau tumbuhan yang berderajat

tinggi enzim yang di sediakan untuk keperluan metabolisme reatif stabil,

selama terjadi perkembangan individu memang terjadi perubahan susunan

enzim, akan tetapi pada pergantian lingkungan perubahan itu sangat kecil.

Metabolisme merupakan serentetan reaksi kimia yang terjadi dalam sel hidup.

Dalam metabolisme ada dua fase yaitu katabolisme dan anabolisme.

Metabolime ini selalu terjadi dalam sel hidup karena di dalam sel hidup

terdapat enzim yang diperlukan untuk membantu berbagai reaksi kimia yang

terjadi. Suatu proses reaksi kimia yang terjadi dapat menghasilkan energi dan

dapat pula memerlukan energi untuk membantu terjadinya reaksi tersebut.

Bila dalam suatu reaksi menghasilkan energi maka disebut reaksi

eksergonik, dan apabila untuk dapat berlangsungnya suatu reaksi diperlukan

energi, reaksi ini disebut reaksi endergonik. Kegiatan metabolisme meliputi

proses perubahan yang dilakukan untuk sederetan reaksi enzim yang

berurutan. Secara singkat kegiatan proses ini disebut transformasi zat. Hasil

kegiatan ini akan dihasilkan nutrien sederhana seperti glukosa, asam lemak

berantai panjang atau senyawa-senyawa aromatik yang dapat digunakan

sebagai bahan untuk proses neosintetik bahan sel.

Proses metabolisme akan menghasilkan hasil metabolisme yang

berfungsi menghasilkan sub satuan makromolekul dari hasil metabolisme yang

berguna sebagai penyediaan tahap awal bagi komponen-komponen sel

menghasilkan dan menyediakan energi yang dihasilkan dari ATP lewat ADP

dengan fosfat. Energi ini sangat penting untuk kegiatan proses lain yang dalam

prosesnya hanya bisa berlangsung kalau tersedia energi.


Dalam makalah ini akan dibahas khususnya tentang metabolisme

mikroba.

1.2.Tujuan

Adapun tujuan disusunnya makalah ini adalah sebagai berikut :

1) Untuk mengetahui kelompok mikrobia.

2) Untuk mengetahui anabolisme dan katabolisme.

3) Untuk mengetahui tahap metabolisme pada mikrobia.

4) Untuk mengetahui enzim yang terlibat dalam metabolisme.

1.3.Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dari makalah ini adalah sebagai berikut :

1) Kelompok mikrobia.

2) Anabolisme dan katabolisme.

3) Tahap metabolisme pada mikrobia.

4) Enzim yang terlibat dalam metabolisme.


BAB II

PEMBAHASAN

2.1.Kelompok Bakteri

Menurut cara memperoleh makanan, bakteri dapat dikelompokkan

menjadi bakteri heterotrof dan bakteri autotrof.

1) Bakteri Heterotrof

Bakteri heterotrof adalah bakteri yang hidup dan memperoleh

makanan dari lingkungannya karena tidak dapat membuat makanan

sendiri. Bakteri ini dapat hidup secara saprofit dan parasit.

Bakteri saprofit adalah bakteri yang hidup pada jasad yang sudah

mati, misalnya, sampah, bangkai, atau kotoran. Bakteri ini sering disebut

sebagai bakteri pembersih karena dapat menguraikan sampah-sampah

organik sehingga menguntungkan bagi manusia, contohnya,bakteri

Eschericia coli yang berperan sebagai pembusuk sisa makanan dalam usus

besar dan bakteri Lactobacillus garicus yang berperan dalam pembuatan

yogurt.

Bakteri parasit adalah bakteri yang hidup menumpang pada

makhluk hidup lain. Bakteri ini biasanya bersifat merugikan makhluk

hidup yang ditumpanginya karena dapat menimbulkan penyakit. Contoh

penyakit yang disebabkan oleh bakteri ini, kolera disebabkan oleh bakteri

Vibrio cholerae.

Berdasarkan asal energi yang digunakan, bakteri heterotrof dapat

dibedakan menjadi dua, yaitu bakteri yang bersifat fotoheterotrof dan

bakteri yang bersifat kemoheterotrof. Bakteri fotoheterotrof adalah bakteri

yang sumber energinya berasal dari cahaya matahari, dan sumber

karbonny berasal dari bahan-bahan kimia organik seperti lignin, monomer,

dan komponen-komponen organik lainnya. Sedangkan bakteri

kemoheterotrof, baik sumber energy maupun sumber karbonnya berasal

dari komponen-komponen organic.


2) Bakteri Autotrof

Bakteri autotrof adalah bakteri yang dapat membuat makanannya

sendiri. Berdasarkan asal energi yang digunakan, bakteri autotrof dapat

dibedakan menjadi dua, yaitu bakteri yang bersifat kemoautotrof dan

bakteri yang bersifat fotoatotrof. Bakteri kemoautotrof adalah bakteri yang

membuat makanannya dengan bantuan energi yang berasal dari reaksi-

reaksi kimia, misalnya, proses oksidasi senyawa tertentu, serta sumber

karbon dari CO2. Contohnya, bakteri nitrit dengan mengoksidkan NH3,

bakteri nitrat dengan mengoksidkan HNO2, bakteri belerang dengan

mengoksidkan senyawa belerang, Nitosococcus, dan Nitrobacter. Bakteri

fotoautotrof adalah bakteri yang membuat makanannya dengan bantuan

energi yang berasal dari cahaya matahari, dan sumber karbon yang berasal

dari CO2. Bakteri ini adalah bakteri yang mengandung zat warna hijau

sehingga dapat melakukan fotosintesis, seperti tumbuhan hijau. Contohnya

bakteri-bakteri yang mempunyai zat warna, antara lain, dari golongan

Thiorhodaceae (bakteri belerang berzat warna).

Berdasarkan kebutuhan akan oksigen, bakteri dibagi menjadi 2

yaitu bakteri aerob dan anaerob:

1. Bakteri Aerob

Bakteri aerob adalah bakteri yang hidupnya memerlukan oksigen

bebas. Bakteri yang hidup secara aerob dapat memecah gula menjadi

air, CO2, dan energy berupa ATP, NADH, FADH, dan sebagainya.

Bakteri aerob secara obligat adalah bakteri yang mutlak memerlukan

oksigen bebas dalam hidupnya, misalnya, bakteri Nitrosomonas.

2. Bakteri Anaerob

Bakteri anaerob adalah bakteri yang dapat hidup tanpa oksigen bebas,

misalnya, bakteri asam susu, bakteri Lactobacillus bulgaricus, dan

Clostridium tetani. Metabolisme bakteri anaerob akan menghasilkan

produk-produk fermentasi seperti asam, alcohol, CO2 dan sebagainya.

Jika bakteri tersebut dapat hidup tanpa kebutuhan oksigen secara


mutlak atau dapat hidup tanpa adanya oksigen, bakteri itu disebut

bakteri anaerob fakultatif.

2.2.Anabolisme dan Katabolisme

Metabolisme meliputi semua reaksi kimia yang terjadi pada seluruh

tubuh organisme. Metabolisme berasal dari kata metabole yang artinya

perubahan. Ada dua macam proses dalam metabolisme, yaitu anabolisme dan

katabolisme. Kedua proses metabolisme tersebut merupakan reaksi enzimatis.

Artinya reaksi tersebut melibatkan peranan enzim.

Anabolisme merupakan reaksi kimia yang memerlukan energi untuk

membentuk senyawa kompleks (organik) dari senyawa sederhana (anorganik).

Pada tumbuhan, anabolisme berupa peristiwa fotosintesis dan kemosintesis.

Fotosintesis adalah peristiwa penyusunan zat organik (Karbohidrat) dari H2O

dan CO2 dengan pertolongan energi cahaya. Proses ini hanya terjadi pada

tumbuhan berklorofil. Kemosintesis merupakan proses penyusunan bahan

organic (karbohidrat) dari H2O dan CO2 menggunakan energi pemecahan

senyawa kimia. Kemosintesis dilakukan oleh mikroorganisme seperti bakteri

belerang (Begiota, Thiotrix), bakteri nitrit (Nitrosomonas), bakteri nitrat

(Nitrosobacter), dan bakteri besi (Cladotrix). Pada peristiwa anabolisme terjadi

suatu siklus yang memperlihatkan hubungan antara lingkungan abiotik dengan

dunia kehidupan, seperti: daur nitrogen, daur karbon dan oksigen, daur air,

daur belerang dan daur fosfor.

Katabolisme adalah reaksi kimia yang menghasilkan energi dengan

memecah senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana denagn bantuan

enzim. Dalam tubuh organisme, terdapat ribuan proses kimia yang

berlangsung melibatkjan ribuan enzim. Karena itu, produk suatu enzim bisa

menjadi substrat bagi enzim lainnya. Semua reaksi kimia dalam organisme

hidup diatur dengan mengatur kerja katalisator.


2.3. Tahap Metabolisme Mikrobia

1. Glikolisis

Tahap awal metabolisme konversi glukosa menjadi energi di dalam

tubuh akan berlangsung secara aerobik melalui proses yang dinamakan

Glikolisis. Proses glikolisis berlangsung di dalam sitoplasma. Glikolisis

berlangsung dengan mengunakan bantuan enzim yang berfungsi sebagai

katalis di dalam sitoplasma. Inti dari keseluruhan proses Glikolisis adalah

untuk mengkonversi glukosa menjadi produk akhir berupa piruvat.

Pada proses Glikolisis, 1 molekul glukosa yang memiliki 6 atom

karbon pada rantainya (C6H12O6 ) akan terpecah menjadi produk akhir berupa

2 molekul piruvat (pyruvate) yang memiliki 3 atom karbom (C3H3O3). Proses

ini berjalan melalui beberapa tahapan reaksi yang disertai dengan

terbentuknya beberapa senyawa antara seperti Glukosa 6-fosfat dan Fruktosa

6-fosfat.

Selain akan menghasilkan produk akhir berupa molekul piruvat, proses

glikolisis ini juga akan menghasilkan ATP serta NADH. Molekul ATP yang

terbentuk ini kemudian akan diekstrak oleh sel-sel tubuh sebagai komponen

dasar sumber energi. Pada pembentukan Asetil Co-A organisme prokariotik

terjadi dalam sitosol. Proses tersebut menghasilkan NADH dan mengeluarkan

CO2.

2. Aerobik dan Anaerobik

Tahap metabolisme energi berikutnya akan berlangsung pada kondisi

aerobik dengan mengunakan bantuan oksigen (O2). Bila oksigen tidak tersedia

maka molekul piruvat hasil proses glikolisis akan terkonversi menjadi asam

laktat, dengan kata lain sama dengan kondisi an aerobik. Dalam kondisi

aerobik, piruvat hasil proses glikolisis akan teroksidasi menjadi produk akhir

berupa H2O dan CO2 di dalam tahapan proses yang dinamakan respirasi

selular. Proses respirasi selular ini terbagi menjadi 3 tahap utama yaitu

produksi Acetyl-CoA, proses oksidasi Acetyl-CoA dalam siklus asam sitrat


(Citric-Acid Cycle) serta Rantai Transpor Elektron (Electron Transfer

Chain/Oxidative Phosphorylation).

Pada pembentukan Asetil Co-A organisme prokariotik terjadi dalam

sitosol. Proses tersebut menghasilkan NADH dan mengeluarkan CO2. Tahap

kedua dari proses respirasi selular yaitu Siklus Asam Sitrat merupakan pusat

bagi seluruh aktivitas metabolisme tubuh. Siklus ini tidak hanya digunakan

untuk memproses karbohidrat namun juga digunakan untuk memproses

molekul lain seperti protein dan juga lemak. Siklus Asam Sitrat (Citric Acid

Cycle) berfungsi sebagai pusat metabolisme tubuh. Siklus kreb berfungsi

menghasilkan energy dan berbagai senyawa antara. Senyawa-senyawa antara

tersebut berfungsi untuk sintesis senyawa lain. Adapun hasil akhir TCA

dari 2 asetil Co-A yaitu 4CO2, 2ATP, 6NADH dan 2FADH2. Untuk ETC

elektron yang terdapat di dalam molekul NADH akan mampu untuk

menghasilkan 3 buah molekul ATP sedangkan elektron yang terdapat dalam

molekul FADH2 akan menghasilkan 2 buah molekul ATP. Dalam proses ini

juga terjadi pemompaan elektron dari NADH disertai dengan atom hidrogen

ke luar membran plasma.

Jika tak ada oksigen, sel tidak memliki akseptor elektron alternatif

untuk memproduksi ATP, sehingga terpaksa elektron yang didapatkan dari

glikolisis diangkut oleh senyawa organik, proses ini disebut fermentasi.

Fermentasi alkohol dilakukan oleh ragi dengan cara melepaskan gugus

CO2 dari piruvat melalui dekarboksilasi dan menghasilkan molekul 2 karbon,

asetaldehida. Asetaldehida kemudia menerima elektron dari NADH sehingga

berubah menjadi etanol. Fermentasi alkohol dilakukan oleh tumbuhan.

Fermentasi asam laktat dilakukan oleh sel hewan dengan cara

mentransfer elektron dari NADH kembali ke piruvat sehingga dihasilkan asam

laktat yang menyebabkan pegal-pegal.

3. TCA Cycle (Siklus Krebs)

Siklus asam sitrat atau sering disebut juga siklus Krebs atau siklus

TCA (three carboxylic acid cycle) merupakan suatu urutan reaksi yang


mengarahkan dua atom karbon pada asetil-CoA teroksidasi menjadi CO2 .

Siklus Asam Sitrat (Citric Acid Cycle) berfungsi sebagai pusat metabolisme

tubuh. Siklus kreb berfungsi menghasilkan energy dan berbagai senyawa

antara. Senyawa-senyawa antara tersebut berfungsi untuk sintesis senyawa

lain. TCA terjadi didalam membrane sel pada organisme prokariot. Setiap kali

oksalo asetat bergabung dengan asetil COA yang berasal dari Piruvat masuk

kedalam siklus akan membentuk senyawa 6 karbon yang dikenal dengan asam

sitrat sehingga dinamakan siklus asam sitrat. Dalam setiap putaran

menghasilkan serangakaian oksidasi menyebabkan terjadinya reduksi NAD

atau FAD dan membebaskan 2 molekul CO2. Jadi senyawa 6 karbon asam

sitrat kembali ke bentuk semula yaitu senyawa 4 karbon oksalo asetat yang

siap bergabung kembali dengan asetat / astil COA. Akhirnya semua senyawa

NADH dan FADH mengalami posforilasi oksidatif dengan melepaskan

elektron melalui serangkain cyticrom ke oksigen menghasilkan air dan 3

molekul ATP untuk setiap pasang elektron dari NADH. Sehingga hasil akhir

yang diperoleh dari TCA yaitu 2 asetil Co-A yaitu 4 CO2, 2 ATP, 6 NADH +

H+ dan 2 FADH2, CTP.

4. Electron Transport Chain (Transpor Elektron) dan PMF

Proses konversi molekul FADH2 dan NADH yang dihasilkan dalam

siklus asam sitrat (citric acid cycle) menjadi energi dikenal sebagai proses

fosforilasi oksidatif (oxidative phosphorylation) atau juga Rantai Transpor

Elektron (electron transport chain) yang terjadi di dalam membran plasma. Di

dalam proses ini, elektron-elektron yang terkandung didalam molekul NADH2

& FADH ini akan dipindahkan ke dalam aseptor utama yaitu oksigen (O2).

Pada akhir tahapan proses ini, elektron yang terdapat di dalam molekul NADH

akan mampu untuk menghasilkan 3 buah molekul ATP sedangkan elektron

yang terdapat dalam molekul FADH2 akan menghasilkan 2 buah molekul

ATP. Dalam proses ini juga terjadi pemompaan elektron dari NADH disertai

dengan atom hidrogen ke luar membran plasma.


Bersamaan dengan terjadinya ETC, terjadi pula proses yang disebut

Proton Motive Force (PMF). Dalam proses ini terjadi perpindahan proton

Hidrogen (H+) karena berkonsentrasi tinggi yang berada di luar membran

plasma atau dinamakan membrane periplasma. Kemudian H+ akan masuk

kedalam sitoplasma kembali dengan bantuan enzim ATP Synthase.

Pergerakan proton yang masuk kembali ke dalam sitoplasma tersebut

dimanfaatkan sebagai energi untuk membentuk ATP dari ADP + Pi (36-38

ATP/1 mol glukosa).

5. Chemiosmosis

Secara definisi kemiosmosis adalah difusi ion yang melewati suatu

membran. Proses ini berhubungan dengan pembentukan ATP karena

pergerakan ion hidrogen yang melewati membran. Ion hidrogen atau proton

akan mengalami difusi dari tempat yang konsentrasi ion nya tinggi ke tempat

yang konsentrasi ion nya rendah. Proses ini disebut kemiosmosis karena mirip

dengan terjadinya osmosis, yaitu difusi air melewati membran.

Fosforilasi atau pembentukan ATP yang melibatkan peristiwa

kemiosmosis terjadi pada mitokondria dan kloroplas. Di dalam sel, peristiwa

kemiosmosis melibatkan proton motive force (PMF). PMF diawali oleh proses

terjadinya pergerakan elektron pada rantai transpor elektron. Elektron pada

rantai transpor elektron digerakkan dengan adanya pelepasan elektron.

Elektron tersebut dapat berasal dari NADH atau FADH2 yang tereduksi

apabila fosforilasi terjadi pada mitokondria sedangkan pada kloroplas, energi

cahaya memecah molekul air menjadi ion H+ dan oksigen dan juga melepas

elektron. Pergerakan elektron tersebut menimbulkan energi dan energi tersebut

digunakan sebagai pemompa proton. Proton bergerak dari dalam membran ke

membran antara di dalam sel mitokondria atau kloroplas. Pergerakan proton

ke luar membran menyebabkan konsentrasi tinggi pada partikel ion positif,

menyebabkan perbedaan konsentrasi antara di dalam dan di luar membran.

Perbedaan ini menghasilkan gradien elektrokimia. Gradien tersebut

menghasilkan perbedaan tingkat pH dan juga perbedaan tingkat muatan listrik.


Kedua perbedaan inilah yang disebut PMF. Maka setelah terjadi PMF

bergeraklah proton dari konsentrasi ion H+ yang tinggi ke ion H+ yang rendah

atau bisa disebut dengan difusi ion. Maka terjadilah aliran proton. Aliran

proton ini hanya dapat masuk ke dalam membran melalui enzim ATP synthase

yang membawa cukup energi untuk menggabungkan ADP dan fosfat

anorganik maka terbentuklah ATP.

6. Substrat Level Phosporilasi

Di dalam sitoplasma, yaitu pada kondisi aerob terjadi peristiwa

Glikolisis, di mana terjadi perombakan senyawa-senyawa kompleks menjadi

senyawa yang lebih sederhana seperti protein menjadi asam amino,

karbohidrat menjadi glukosa dan sebagainya (terjadi katabolisme) kemudian

bereaksi membentuk asam piruvat kemudian memasuki Siklus Asam Tri

Karboksilat (TCA Cycle) di luar membran plasma (periplasma). Dari proses

metabolisme ini dihasilkan energi berupa 2 ATP. Dinamakan substrat level

phosporilasi karena terjadi pembentukan senyawa-senyawa / phosphor dengan

menggunakan substrat.

7. Oksidatif Phosporilasi

Proses ini terjadi di dalam periplasma di luar membran plasma pada

kondisi aerob atau terdapat oksigen sehingga disebut Oxidative

Phosphorilation. Pada Oxidative Phosphorilation terjadi peristiwa TCA Cyle

atau Siklus Asam Tri Karboksilat (TCA Cycle) di mana dihasilkan energi

berupa NADH, FADH2, dan GTP yang nilainya merupakan kelipatn dari nilai

ATP. Selanjutnya akan terjadi peristiwa ETC dan PMF dengan bantuan enzim

ATPase yang akan menghasilkan energi berupa ATP. Dinamakan oksidative

phosporilasi karena terjadi pembentukan senyawa-senyawa / phosphor dengan

menggunakan reaksi oksidasi.


8. Respirasi

Berdasarkan kebutuhan akan oksigen, respirasi internal dibagi menjadi

respirasi aerobik (memerlukan oksigen) dengan tiga tahap yaitu glikolisis,

siklus Krebs, dan transpor elektron serta respirasi anaerobik (tidak

membutuhkan oksigen) yang menghasilkan fermentasi alkohol, asam laktat,

atau asam sitrat.

Respirasi aerobik memerlukan oksigen untuk menghasilkan energi

(ATP). Karbohidrat, lemak, dan protein dapat semua akan diproses dan

dikonsumsi dan dapat diubah menjadi asam piruvat yang disebut glikolisis

terjadi pada sitoplasma, siklus Krebs dan ETC terjadi dalam membrane sel,

semuanya termasuk dalam respirasi aerob

Reaksi sederhana: C6H12O6 (aq) + 6 O2 (g) → 6 CO2 (g) + 6 H2O (l)

Respirasi anaerob adalah respirasi yang tidak memerlukan oksigen

(O2). Organel yang berperan serta reaksi-reaksi yang terjadi dalam respirasi

anaerob sama seperti yang terjadi pada respirasi aerob. Namun dalam respirasi

anaerob peran oksigen digantikan oleh zat lain, contohnya NO3 dan SO3.

Respirasi anaerob hanya dapat dillakukan oleh mikroorganisme tertentu

contohnya bakteri. Respirasi anaerob terjadi dalam sitoplasma. Respirasi

dimulai dari asam piruvat yang berlanjut pada proses selanjutnya, apabila

tidak ada oksigen akan terjadi respirasi anaerob atau fermentasi.

Jika tak ada oksigen, sel tidak memliki akseptor elektron alternatif

untuk memproduksi ATP, sehingga terpaksa elektron yang didapatkan dari

glikolisis diangkut oleh senyawa organik, proses ini disebut fermentasi.

Fermentasi alkohol dilakukan oleh ragi dengan cara melepaskan gugus

CO2 dari piruvat melalui dekarboksilasi dan menghasilkan molekul 2 karbon,

asetaldehida. Asetaldehida kemudia menerima elektron dari NADH sehingga

berubah menjadi etanol. Fermentasi alkohol dilakukan oleh tumbuhan.

Fermentasi asam laktat dilakukan oleh sel hewan dengan cara

mentransfer elektron dari NADH kembali ke piruvat sehingga dihasilkan asam

laktat yang menyebabkan pegal-pegal.


Kondisi aerob dan anaerob berhubungan dengan proses yang

berlangsung di dalam dan luar sitoplasma. Proses yang berlangsung di dalam

sitoplasma atau dalam substrat disebut Substat Level Phosphorilation,

sedangkan proses yang berlangsung di luar sitoplasma Oxidative

Phosphorilation.

2.4.Enzim yang Berperan dalam Metabolisme

Semua proses biologis, misalnya : nutrisi, bioenergi dan biosintesis

selalu memerlukan biokatalisator yang disebut enzim.

Reaksi yang terjadi di dalam sel hanya mungkin berlangsung dengan

pertolongan enzim yang dihasilkan oleh sel. Seperti halnya katalisator-

anorganik, enzim dapat mempercepat reaksi kimia dan enzim sendiri tidak

mengalami perubahan atau jumlah enzim sebelum dan sesudah reaksi akan

tetap. Enzim seperti halnya kunci pintu yang dapat membuka daun pintu dari

kusennya dan sebaliknya dapat merapatkan daun pintu dengan kusennya. Di

dalam mikroorganisme, enzim melakukan pengendalian genetis, sintesis

senyawa, analisis senyawa dan lain-lain yang berperan dalam pertumbuhan,

diferensiasi, maupun perkembangan mikroorganisme.

Jumlah enzim di dalam sel sangat sedikit tetapi mempunyai daya yang

sangat besar untuk melakukan perubahan biokimia. Di dalam reaksi enzimatik

(reaksi yang membutuhkan enzim) akan terjadi ikatan sementara antara enzim

dengan substratnya, kemudian ikatan ini akan pecah kembali menjadi hasil

reaksi dan enzim. Enzim yang terlepas kemudian bergabung lagi dengan

substrat lain sehingga terjadi reaksi yang berulang-ulang sampai semua

molekul substrat yang tersedia habis menjadi produk, sehingga enzim

mempunyai mekanisme kerja efisiensi katalitik yang tinggi. Ilustrasi reaksi

dapat digambarkan sebagai berikut :

E + S ↔ ES ↔ E + P

Keterangan : E = enzim ; S = substrat ; ES = ikatan enzim-substrat ; P

= hasil reaksi


Selain mempunyai efisiensi katalitik yang tinggi, enzim juga

mempunyai spesifikasi substrat yang tinggi. Artinya, sel hanya menghasilkan

satu enzim untuk setiap senyawa dalam proses metabolisme, tetapi perubahan

suatu senyawa menjadi senyawa yang lain biasanya tidak dilakukan oleh satu

enzim tunggal tetapi oleh sekelompok enzim yang disebut sistem enzim yang

bekerja secara berurutan, masing-masing menyebabkan terjadinya suatu reaksi

kimia yang menghasilkan perubahan spesifik pada produk yang dibentuk oleh

reaksi enzimatis yang mendahuluinya. Reaksi terakhir dalam sistem ini

menghasilkan produk akhir.

Untuk menamakan enzim tunggal digunakan akhiran –ase, misalnya :

suksinat dehidrogenase, enzim ini bekerja pada substrat suksinat dalam proses

reaksi dehidrogenasi (mengambilan hidrogen), enzim hidrolase bekerja untuk

menambah molekul air (hidrolisis) untuk memecahkan ikatan kimia substrat.

Untuk penamaan suatu kompleks enzim yang terdiri dari banyak enzim

berdasarkan reaksi-reaksi yang dikatalisis digunakan kata sistem, misalnya

sistem suksinat oksidase, yang mengkatalisis oksidasi asam suksinat oleh

oksigen dalam beberapa langkah reaksi oleh beberapa enzim tunggal.

Klasifikasi enzim hanya diperuntukan enzim tunggal dan bukan untuk sistem

enzim.

Enzim diklasifikasi dalam berbagai kategori sesuai dengan reaksi yang

dikatalisisnya. Menurut komisi enzim persatuan biokimia internasional

(Commission of Enzymes of the International Union of Biochemistry), enzim

dibedakan menjadi enam kelompok, yaitu : oksidoreduktase, transferase,

hidrolase, liase, isomerase, dan ligase.

1. Oksidoreduktase : mengkatalisis reaksi pemindahan elektron atau atom

hidrogen (transfer elektron). Enzim oksidoreduktase melaksanakan reaksi

dan menghasilkan energi. Ada ± 200 jenis oksidoreduktase, penghasilan

energi sering dilakukan oleh enzim dehidrogense dengan membuang

hidrogen juga membuang elektron sehingga dilepaskan energi yang

kemudian dapat ditangkap sel dan disimpan dalam bentuk energi kimia.


2. Transferase : mengkatalisis reaksi pemindahan gugusan kimia fungsional

(fosfat, amino, metil,) dari suatu substrat ke substrat lain. Reaksi

pemindahan ini tidak menghasilkan energi, tetapi mengubah substrat

menjadi senyawa yang dapat dioksidasi atau menjadi senyawa yang dapat

digunakan untuk sintesis material sel. Nama kinase digunakan khusus

untuk pemindahan fosfat dari ATP.

3. Hidrolase : mengkatalisis reaksi hidrolisis atau penambahan molekul air

untuk memecahkan ikatan kimia substrat. Disebut hidrolase karena enzim

ini menghidrolisis molekul-molekul besar menjadi komponen-komponen

kecil yang dapat digunakan. Misalnya : amilum, selulose menjadi glukose,

protein menjadi asam amino, lemak menjadi gliserol. Pada

mikroorganisme enzim-enzim ini diekskresikan ke luar tubuh (lingkungan)

sehingga senyawa-senyawa besar di luar tubuh dipecah dulu oleh enzim

menjadi molekul yang lebih kecil atau larut dan dapat memasuki sel

sebagai nutrien. Oleh karena itu enzim hidrolase disebut eksoenzim. Yang

termasuk hidrolase yaitu : selulase (menghidrolisis selulose menjadi

glukose), amilase (menghidrolisis amilum menjadi maltosa), protease

(menghidrolisis protein menjadi asam amino), lipase (menghidrolisis

lemak menjadi gliserol dan asam lemak), dan nuklease (menghidrolisis

RNA dan DNA menjadi molekul yang lebih kecil). Dengan demikian

eksoenzim ini bertanggung jawab terhadap kemampuan mikroorganisme

untuk mengabsorbsi nutrien dari bahan yang ukurannya molekulnya besar.

Beberapa eksoenzim merupakan racun dan menyebabkan mikroorganisme

bersifat penyebab penyakit dengan mengkatalisis reaksi-reaksi yang

merusak komponen sel organisme lain.

4. Liase : mengkatalisis reaksi penambahan gugusan ikatan ganda pada

molekul dan membuang gugusan non-hidrolitik dengan meninggalkan

ikatan ganda. Hal ini umumnya menyangkut pembuangan air (malat →

fumarat + H2O), amoniak (serin → piruvat + NH3 + H2O), dan gugus

karboksil (lisin → verin + CO2.


5. Isomerase : mengkatalisis reaksi isomerasi atau pengubahan suatu

senyawa menjadi isomernya (senyawa yang memiliki atom-atom yang

sama tetapi berbeda struktur molekulnya, misal : manosa → fruktosa ;

L_glutamat →D_glutamat).

6. Ligase : mengkatalisis reaksi penggabungan dua molekul menjadi satu

molekul atau pembentukan ikatan disertai pemecahan atau penambahan

ATP (adenin triphosphat)

Sejumlah enzim, terutama yang membuang sebagian molekul substrat

seperti dehidrogenase, liase, dan transferase, memerlukan molekul kedua

untuk menampung molekul yang dibuang dan membawanya ke penerima

lainnya. Molekul pembawa molekul buangan ini disebut koenzim. Enzim

biasanya berupa molekul protein tetapi koenzim bukan protein meskipun

sebagian besar berupa senyawa organik molekul kecil.

Aktivitas enzim dipengaruhi oleh banyak faktor, antara lain :

konsentrasi enzim, kandungan substrat, keasaman (pH), dan suhu. Hubungan

aktivitas enzim dengan konsentrasinya menunjukkan hubungan linier bahwa

semakin tinggi konsentrasi enzim maka aktivitas enzim juga semakin cepat.

Hubungannya dengan kandungan subtrat menunjukan bahwa mula-mula

aktivitasnya naik dengan cepat, kemudian tidak berpengaruh terhadap

pertambahan substrat. Hal ini disebabkan karena konsentrasi enzim yang

terbatas akan menyebabkan jumlah subtrat yang dikatalisis juga terbatas

sehingga pada batas ini, penambahan substrat tidak berpengaruh terhadap

aktivitasnya.

Hubungannya dengan keasaman menunjukan bahwa semakin jauh dari

kondisi kisaran pH normal aktivitasnya semakin menurun, hal ini disebabkan

karena enzim akan aktif dalam keadaan ionisasi yang tepat. Kondisi ionisasi

yang tepat untuk enzim yang berbeda juga berbeda tetapi pada umumnya

berkisar pada daerah netral (6 – 8). Hubungannya dengan suhu menunjukkan

bahwa naiknya suhu akan meningkatkan aktivitas tetapi pada kenaikan suhu

tertentu akan menurunkan aktivitas yang akhirnya menghentikan aktivitas.

Ada tiga pengaruh suhu terhadap aktivitas enzim, yairu suhu minimum, suhu


optimum, dan suhu maksimum. Suhu minimum menunjukkan suhu dimana

enzim mulai melakukan aktivitas dengan kecepatan minimum pada suhu

rendah. Suhu optimum menunjukkan suhu dimana enzim melakukan aktivitas

maksimum. Suhu maksimum menunjukkan suhu dimana enzim melakukan

aktivitas minimum sebelum mengakhiri aktivitas karena terjadi kerusakan.

Suhu di atas suhu maksimum akan mengakibatkan kerusakan permanen enzim

karena terjadi koogulasi asam amino. Suhu maksimum untuk aktivitas enzim

juga bervariasi tergantung jenis protein dalam enzim, tetapi pada umumnya di

atas 40 oC dan di bawah 70

0C.


BAB III

PENUTUP

3.1.Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang dapat ditarik dari makalah ini adalah sebagai

berikut :

1. Menurut cara memperoleh makanan, bakteri dapat dikelompokkan menjadi

bakteri heterotrof dan bakteri autotrof. Berdasarkan kebutuhan akan

oksigen, bakteri dibagi menjadi 2 yaitu bakteri aerob dan anaerob.

2. Metabolisme meliputi semua reaksi kimia yang terjadi pada seluruh tubuh

organisme. Ada dua macam proses dalam metabolisme, yaitu anabolisme

dan katabolisme. Kedua proses metabolisme tersebut merupakan reaksi

enzimatis. Artinya reaksi tersebut melibatkan peranan enzim.

3. Tahapan metabolisme mikrobia yaitu Glikolisis, aerobik dan anaerobik,

siklus krebs, transpor elektron, kemiosmosis, substrat level phospolirasi,

oksidatif phospolirasi, dan respirasi.

4. Enzim diklasifikasi dalam berbagai kategori sesuai dengan reaksi yang

dikatalisisnya. Menurut komisi enzim persatuan biokimia internasional

(Commission of Enzymes of the International Union of Biochemistry),

enzim dibedakan menjadi enam kelompok, yaitu : oksidoreduktase,

transferase, hidrolase, liase, isomerase, dan ligase.

3.2.Saran

Adapun saran yang dapat disarankan adalah semoga makalah ini dapat

memberikan pengetahuan yang bermanfaat bagi pembaca dan dapat diterapkan

serta diaplikasikan dalam kehidupan.


DAFTAR PUSTAKA

Anonim1. 2009. Metabolisme Bakteri.

http://agushome.blogspot.com/2009/07/metabolisme-bakteri.html (Diakses

14 April 2012)

Anonim2. 2011. Metabolisme Mikroba.

http://p3cell.blogspot.com/2011/07/metabolisme-mikroba.html (Diakses

14 April 2012)

Anonim3. 2012. Makalah Metabolisme Mikrobia.

http://blog.ub.ac.id/abdullahelg10/2012/04/10/makalah-metabolisme-

mikrobia/ (Diakses 14 April 2012)

Purnomo, Bambang. 2004. Bahan Kuliah Dasar-dasar Mikrobiologi. Google

Jurnal Filetype:PDF. (Diakses 18 April 2012)

http://agushome.blogspot.com/2009/07/metabolisme-bakteri.html

http://p3cell.blogspot.com/2011/07/metabolisme-mikroba.html

http://blog.ub.ac.id/abdullahelg10/2012/04/10/makalah-metabolisme-mikrobia/

http://blog.ub.ac.id/abdullahelg10/2012/04/10/makalah-metabolisme-mikrobia/

Education

Makalah midas 8 metabolisme mikroba