KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur kami panjatkan ke Hadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat limpahan Rahmat dan Karunia-nya sehingga kami dapat menyusun makalah ini dengan baik dan benar, serta tepat pada waktunya. Dalam makalah ini kami akan membahas mengenai METABOLISME . Makalah ini dibuat dengan beberapa bantuan dari berbagai pihak untuk membantu menyelesaikan hambatan selama mengerjakan makalah ini. Oleh karena itu, kami mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan penyusunan makalah ini. . Akhir kata semoga makalah ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua.
Palembang, September 2015
1
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ............................................. ................................................................... ............................................ .............................. ........ 1 DAFTAR ISI............................................................... ..................................................................................... ............................................. ........................... .... 2 BAB I PENDAHULUAN .................................... .......................................................... ............................................ .................................. ............ 3 1.1 Latar belakang .......................................... ................................................................ ............................................ .............................. ........ 3 1.2 Rumusan Masalah ......................... ................................................ .............................................. ......................................... .................. 4 1.3 Tujuan Masalah ........................................... ................................................................. ............................................ ........................... ..... 4 BAB II PEMBAHASAN ........................................................... ................................................................................. .................................. ............ 5 2.1 Pengertian Metabolisme Sel .............................................. ..................................................................... ........................... .... 5 2.2 Molekul Yang Terlibat Dalam Metabolisme ............................................ ................................................ .... 6 1. Enzim ......................................... ............................................................... ............................................. .......................................... ................... 6 2.Atp (Adenosin Tri Phosphat) ................................ ...................................................... ...................................... ................ 7 1.Katabolisme ......................................... ............................................................... ............................................ ...................................... ................ 8
Respirasi ............................................ .................................................................. ............................................ ........................... ..... 8
Fermentasi ......................................... ............................................................... ............................................. ........................... .... 10
2. Anabolisme ......................................... ............................................................... ............................................ ...................................... ................
Fotosintesis ........................................... .................................................................. ............................................. ...................... 20
Pigmenfotosintesis ........................................... .................................................................. .................................. ........... 21
Kemosintesis ............................................. .................................................................... ......................................... .................. 22
Sintesis Lemak ................................................. ........................................................................ .................................. ........... 22
Sintesis Protein...................................... Protein............................................................ ............................................. ....................... 23
BAB III PENUTUP ......................................... ............................................................... ............................................ ...................................... ................ 2.1 Kesimpulan ........................................... ................................................................. ............................................ .................................. ............ 2.2 .Saran ............................................ ................................................................... ............................................. ......................................... ................... DAFTAR PUSTAKA .......................................... ................................................................ ............................................ .................................. ............ 26
2
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Metabolisme merupakan modifikasi senyawa kimia secara biokimia di dalam organisme dan sel. Metabolisme mencakup sintesis (anabolisme) dan penguraian (katabolisme) molekul organik kompleks. Metabolisme biasanya terdiri atas tahapan-tahapan yang melibatkan enzim, yang dikenal pula sebagai jalur metabolisme. Metabolisme total merupakan semua proses biokimia di dalam organisme. Metabolisme sel mencakup semua proses kimia di dalam sel. Tanpa metabolisme, makhluk hidup tidak dapat bertahan hidup. Produk metabolisme disebut metabolit. Cabang biologi yang mempelajari komposisi metabolit secara keseluruhan pada suatu tahap perkembangan atau pada suatu bagian tubuh dinamakan metabolomika. Metabolisme (bahasa Yunani: μεταβολισμος, metabolismos, perubahan) adalah semua reaksi kimia yang terjadi di dalam organisme, termasuk yang terjadi di tingkatselular.Secara umum, metabolisme memiliki dua arah lintasan reaksi kimia organik: • Katabolisme, yaitu reaksi yang mengurai molekul senyawa organik untuk mendapatkan energi. • Anabolisme, yaitu reaksi yang merangkai senyawa organik dari molekulmolekul tertentu, untuk diserap oleh sel tubuh. Kedua arah lintasan metabolisme diperlukan setiap organisme untuk dapat bertahan hidup. Arah lintasan metabolisme ditentukan oleh suatu senyawa yang disebut sebagai hormon, dan dipercepat (dikatalisis) oleh enzim. Pada senyawa organik, penentu arah reaksi kimia disebut promoter dan penentu percepatan reaksi kimia disebut katalis. Pada setiap arah metabolisme, reaksi kimiawi melibatkan sejumlah substrat yang bereaksi dengan dikatalisis enzim pada jenjang-jenjang reaksi guna menghasilkan senyawa intermediat, yang merupakan substrat pada jenjang reaksi berikutnya. Keseluruhan pereaksi kimia yang terlibat pada suatu jenjang reaksi disebut metabolom. Semua ini dipelajari pada suatu cabang ilmu biologi yang disebut metabolomika.
3
1.2
Rumusan masalah
•
Pengertian Metabolisme Sel ?
•
Molekul Yang Terlibat Dalam Metabolisme?
•
Pengertian Katabolisme?
•
Pengertian Anabolisme?
1.3
Tujuan penulisan
Tujuan penulisan makalah ini agar kita dapat mengetahui tentang metabolisme energi dalam tubuh kita beserta sistem energi mulai dari glikolisis aerob dan anaerob. Selain itu pembaca dapat mengetahui juga sumber – sumber energi yang menghasilkan energi.
4
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Metabolisme Sel
Sel merupakan unit kehidupan yang terkecil, oleh karena itu sel dapat menjalankan aktivitas hidup, di antaranya metabolisme. Metabolisme adalah proses-proses kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup/sel. Metabolisme disebut juga reaksi enzimatis, karena metabolisme terjadi selalu menggunakan katalisator enzim. Berdasarkan prosesnya metabolisme dibagi menjadi 2, yaitu: 1. Anabolisme/AsimilasI/Sintesis, yaitu proses pembentakan molekul yang kompleks dengan menggunakan energi tinggi. Contoh : fotosintesis (asimilasi C)
energi cahaya 6 CO2 + 6 H2O ——————————— > C6H1206 + 6 02 klorofil glukosa (energi kimia) 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 enzimenzim, 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. 2. Katabolisme (Dissimilasi), yaitu proses penguraian zat untuk membebaskan energi kimia yang tersimpan dalam senyawa organik tersebut. Contoh: enzim C6H12O6 + 6 O2 ——————————— > 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.
5
2.2 Molekul Yang Terlibat Dalam Metabolisme 1. Enzim
Enzim merupakan biokatalisator / katalisator organik yang dihasilkan oleh sel. Struktur enzim terdiri dari: • Apoenzim, yaitu bagian enzim yang tersusun dari protein, yang akan rusak bila suhu terlampau panas(termolabil). • Gugus Prostetik (Kofaktor), yaitu bagian enzim yang tidak tersusun dari protein, tetapi dari ion-ion logam atau molekul-molekul organik yang disebut KOENZIM. Molekul gugus prostetik lebih kecil dan tahan panas (termostabil), ion-ion logam yang menjadi kofaktor berperan sebagai stabilisator agarenzim tetap aktif. Koenzim yang terkenal pada rantai pengangkutan elektron (respirasi sel), yaitu NAD (Nikotinamid Adenin Dinukleotida), FAD (Flavin Adenin Dinukleotida), SITOKROM.
Enzim mengatur kecepatan dan kekhususan ribuan reaksi kimia yang berlangsung di dalam sel. Walaupun enzim dibuat di dalam sel, tetapi untuk bertindak sebagai katalis tidak harus berada di dalam sel. Reaksi yang dikendalikan oleh enzim antara lain ialah respirasi, pertumbuhan dan perkembangan, kontraksi otot, fotosintesis, fiksasi, nitrogen, dan pencernaan. Sifat-sifat enzim
Enzim mempunyai sifat-siat sebagai berikut:
1. Biokatalisator, mempercepat jalannya reaksi tanpa ikut bereaksi. 2. Thermolabil; mudah rusak, bila dipanasi lebih dari suhu 60º C, karena enzim tersusun dari protein yang mempunyai sifat thermolabil. 3. Merupakan senyawa protein sehingga sifat protein tetap melekat pada enzim. 4. Dibutuhkan dalam jumlah sedikit, sebagai biokatalisator, reaksinya sangat cepat dan dapat digunakan berulang-ulang. 5. Bekerjanya ada yang di dalam sel (endoenzim) dan di luar sel (ektoenzim), contoh ektoenzim: amilase,maltase. 6. Umumnya enzim bekerja mengkatalisis reaksi satu arah, meskipun ada juga yang mengkatalisis reaksi dua arah, contoh : lipase, mengkatalisis pembentukan dan penguraian lemak.
6
lipase Lemak + H2O ——————————— > Asam lemak + Gliserol 7. Bekerjanya spesifik ; enzim bersifat spesifik, karena bagian yang aktif (permukaan tempat melekatnya substrat) hanya setangkup dengan permukaan substrat tertentu. 8. Umumnya enzim tak dapat bekerja tanpa adanya suatu zat non protein tambahan yang disebut kofaktor.
Gbr. Penghambatan Reversible terhadap kerja enzim
Pada reaksis enzimatis terdapat zat yang mempengaruhi reaksi, yakni aktivator dan inhibitor, aktivator dapat mempercepat jalannya reaksi. 2+ 2+ contoh aktivator enzim: ion Mg, Ca, zat organik seperti koenzim-A. Inhibitor akan menghambat jalannya reaksi enzim. Contoh inhibitor : CO, Arsen, Hg, Sianida. 2.
ATP (Adenosin Tri Phosphat)
7
Molekul ATP adalah molekul berenergi tinggi. Merupakan ikatan tiga molekulfosfat dengan senyawa Adenosin. Ikatan kimianya labil, mudah melepaskan gugus fosfatnya meskipun digolongkan sebagai molekul berener gi 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. 1.Katabolisme
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 respirad, 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
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: C6H1206 + 6 02 ——————————— > 6 H2O + 6 CO2 + Energi (glukosa) Reaksi pembongkaran glukosa sampai menjadi H20 + CO2 + Energi, melalui tiga tahap : 1. Glikolisis. 2. Daur Krebs. 3. Transpor elektron respirasi. 1. Glikolids: Peristiwa perubahan :
8
Glukosa - Glulosa - 6 - fosfat - F ruktosa 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
Gbr. Bagan reaksi pada siklus Krebs
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.
9
Ketiga proses respirasi yang penting tersebut dapat diringkas sebagai b erikut: PROSES
AKSEPTOR
1. Glikolisis: Glukosa —— > 2 asam piruvat 2. Siklus Krebs: 2 asetil piruvat —— > 2 asetil KoA + 2 C02 2 asetil KoA —— > 4 CO2 NADH2 3. Rantai trsnspor elektron respirator: 10 NADH + 502 —— > 10 NAD+ + 10 H20 2 FADH2 + O2 —— > 2 PAD + 2 H20
ATP
2 NADH
2 ATP
2 NADH 6 NADH
2 ATP 2
30 ATP 4 ATP Total
38 ATP
Kesimpulan :
Pembongkaran 1 mol glukosa (C6H1206) + O2 —— > 6 H20 + 6 CO2 menghasilkan energi sebanyak 38 ATP.
Fermentasi
Pada kebanyakan tumbuhan den hewan respirasi yang berlangsung adalah respirasi aerob, namun demikian dapat saja terjadi respirasi aerob terhambat pada sesuatu hal, maka hewan dan tumbuhan tersebut melangsungkan proses fermentasi yaitu proses pembebasan energi tanpa adanya oksigen, nama lainnya adalah respirasi anaerob. Dari hasil akhir fermentasi, dibedakan laktat/asam susu dan fermentasi alkohol.
menjadi
fermentasi
asam
A. Fermentasi Asam Laktat
Fermentasi asam laktat yaitu fermentasi dimana hasil akhirnya adalah asam laktat. Peristiwa ini dapat terjadi di otot dalam kondisi anaerob. Reaksinya: C6H12O6 ———— > 2 C2H5OCOOH + Energi enzim Prosesnya : 1. Glukosa ———— > asam piruvat (proses Glikolisis). enzim C6H12O6 ———— > 2 C2H3OCOOH + Energi
10
2. Dehidrogenasi asam piravat akan terbentuk asam laktat. 2 C2H3OCOOH + 2 NADH2 ———— > 2 C2H5OCOOH + 2 NAD piruvat dehidrogenasa Energi yang terbentak dari glikolisis hingga terbentuk asam laktat : 8 ATP — 2 NADH2 = 8 - 2(3 ATP) = 2 ATP.
B. Fermentasi Alkohol
Pada beberapa mikroba peristiwa pembebasan energi terlaksana karena asam piruvat diubah menjadi asam asetat + CO2 selanjutaya asam asetat diabah menjadi alkohol. Dalam fermentasi alkohol, satu molekul glukosa hanya dapat menghasilkan 2 molekul ATP, bandingkan dengan respirasi aerob, satu molekul glukosa mampu menghasilkan 38 molekul ATP.
Reaksinya : 1. Gula (C6H12O6) ———— > asam piruvat (glikolisis) 2. Dekarbeksilasi asam piruvat. Asampiruvat ———————————————————— > asetaldehid + CO2. piruvat dekarboksilase (CH3CHO) 3. Asetaldehid oleh alkohol dihidrogenase diubah menjadi alkohol (etanol). 2 CH3CHO + 2 NADH2 ————————————————— > 2 C2HsOH + 2NAD. alkohol dehidrogenase enzim Ringkasan reaksi : C6H12O6 ————— > 2 C2H5OH + 2 CO2 + 2 NADH2 + Energi
C. Fermentasi Asam Cuka
Fermentasi asam cuka merupakan suatu contoh fermentasi yang berlangsung dalam keadaan aerob. Fermentasi ini dilakukan oleh bakteri asam cuka Acetobacter aceti ) dengan substrat etanol. ( Energi yang dihasilkan 5 kali lebih besar dari energi yang dihasilkan oleh fermentasi alkohol secara anaerob. Reaksi:
11
aerob
C6H12O6 ————— > 2 C2H5OH ——————————————— > 2 CH3COOH + H2O + 116 kal
1. Katabolisme Karbohidrat Struktur karbohidrat
Karbohidrat merupakan sumber energi uatama dan sumber serat utama. Karbohidrat mempunyai tiga unsur, yaitu karbon, hydrogen dan oksigen. Jenis jenis karbohidrat sangat beragam. Karbohidrat dibedakan satu dengan yang lain berdasarkan susunan atom-aromnya, panjang pendeknya rantai serta jenis ikatan. Dari kompleksitas strukturnya karbohidrat dibedakan menjadi karbohidarat sederhana (monosakarida dan disakarida)dan karbohidrat dengan struktur yang kompleks (polisakarida). Selain kelompok tersebut juga masih ada oligosakarida yang memiliki monosakarida lebih pendek dari polisakarida, contohnya adalah satkiosa, rafinosa, fruktooligosakarida, dan galaktooligosakarida
Fungsi dari Karbohidrat
1.
Simpanan energi, bahan bakar dan senyawa antara metabolism
2.
Bagian dari kerangka structural dari pembentuk RNA dan DNA
3.
Merupakan elemen structural dari dinding sel tanaman maupun bakteri.
4.
Identitas sel, berikatan dengan protein atau lipid dan berfungsi dalam
proses pengenalan antar sel .
Proses Katabolisme Karbohidrat
Pada Proses katabolisme karbohidrat, sering disebut dengan glikolosis yaitu proses degradasi. Proses degradasi 1 molekul glukosa (C6) menjadi 2 molekul piruvat (C3) yang terjadi dalam serangkaian reaksi enzimatis
menghasilkan
12
energi bebas dalam bentuk ATP dan NADH Proses glikolisis terdiri dari 10 langkah reaksi yang terbagi menjadi 2 Fase, yaitu: - 5 langkah pertama yang disebut fase preparatory - 5 langkah terakhir yang disebut fase payoff Fase I memerlukan 2 ATP dan Fase II menghasilkan 4 ATP dan 2 NADP, sehingga total degradasi Glukosa menjadi 2 molekul piruvat
menghasilkan 2
molekul ATP dan 2 molekul NADP. Pada tahap pertama, molekul D-Glukosa diaktifkan bagi reaksi berikutnya dengan fosforilasi pada posisi 6, menghasilkan glukosa-6-fosfat dengan memanfaatkan ATP Reaksi ini bersifat tidak dapat balik. Enzim heksokinase merupakan katalis dalam reaksi tersebut dibantu oleh ion Mg2+ sebagai kofaktor. Reaksi berikutnya ialah isomerasi, yaitu pengubahan glukosa-6-fosfat, yang merupakan suatu aldosa, menjadi fruktosa-6-fosfat, yang merupakan suatu ketosa, dengan enzim fosfoglukoisomerase dan dibantu oleh ion Mg2+. Tahap selanjutnya adalah fruktosa-6-fosfat diubah menjadi fruktosa-1,6difosfat oleh enzim fosoffruktokinase dibantu oleh ion Mg2+ sebagai kofaktor.
Dalam reaksi ini,gugus fosfat dipindahkan dari ATP ke fruktosa-6-fosfat pada posisi 1. Reaksi tahap keempat dalam rangkaian reaksi glikolisis adalah penguraian molekul
fruktosa-1,6-difosfat
membentuk dua
molekul
triosa
fosfat ,
yaitu dihidroksi aseton fosfat dan D-gliseraldehid-3-fosfat oleh enzim aldolase fruktosa difosfat atau enzim aldolase. Hanya satu di antara dua triosa fosfat
yang dibentuk oleh aldolase, yaitu gliseraldehid-3-fosfat, yang dapat langsung diuraikan pada tahap reaksi glikolisis berikutnya. Tetapi, dihidroksi aseton fosfat dapat dengan cepat dan dalam reaksi dapat balik, berubah menjadi gliseraldehid3-fosfat oleh enzim isomerase triosa fosfat. Tahap selanjutnya adalah reaksi oksidasi gliseraldehid-3fosfat menjadi asam 1,3 difosfogliserat . Dalam reaksi ini digunakan koenzim NAD+, sedangkan
13
gugus fosfat diperoleh dari asam fosfat. Enzim yang mengkatalisis dalam tahap ini adalah dehidrogenase gliseraldehida fosfat. Pada tahap ini, enzim kinase fosfogliserat mengubah asam 1,3-difosfogliserat menjadi asam 3-fosfogliserat.
Dalam reaksi ini terbentuk satu molekul ATP dari ADP dan memerlukan ion Mg2+ sebagai kofaktor. Pada tahap ini, terjadi pengubahan asam 3-fosfoliserat menjadi asam 2-fosfogliserat. Reaksi ini melibatkan pergeseran dapat balik gugus fosfat dari posisi 3 ke posisi 2. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim fosfogliseril mutase dengan ion Mg2+ sebagai kofaktor. Reaksi berikutnya adalah reaksi pembentukan asam fosfoenol piruvat dari asam 2-fosfogliserat dengan katalisis enzim enolase dan ion Mg2+ sebagai kofaktor. Reaksi pembentukan asam fosfoenol piruvat ini ialah reaksi dehidrasi. Tahap terakhir pada glikolisis ialah reaksi pemindahan gugus fosfat berenergi tinggi dari fosfoenolpiruvat ke ADP yang dikatalisis oleh enzim piruvat kinase sehingga terbentuk molekul ATP dan molekul asam piruvat.
14
2. Katabolisme Lemak Struktur Lemak
Berdasarkan struktur dan fungsi bermacam-macam lemak menjadi salah satu dasar pengklasifiksian lemak. Asam-asam lemak : Merupakan suatu rantai hidrokarbon yang mengandung satu gugus metal pada salah satu ujungnya dan salah satu gugus asam atau karboksil.
Secara
umum
formula
kimia
suatu
asam
lemak
adalah
CH3(CH2)nCOOH, dan biasanya kelipatan dua. a. Rantai pendek : rantai hidrokarbonnya terdiri dari jumlah atom karbon genap 4-6 atom. b. Rantai sedang : 8-12 atom c. Rantai panjang : 14-26 atom. Dan asam lemak-asam lemak ini merupakn asam lemak jenuh
Sedangkan untuk asam lemak tidak jenuh, adalah yang mempunayi ikatan rangkap atau lebih misalnya palmitoleat, linolenat, arakhidat, dan lain sebagainya. CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH (oleat). Turunan-turunan asam lemak : merupakan suatu komponen yang terbentuk dari satu atau lebih asam lemak yang mengandung alcohol dan disebut ester. Terdapat dua golongan ester yaitu gliserol ester dan cholesterol ester. 1.
Gliserol ester : terbentuk melalui metabolism karbohidrat yang mengandung
tiga atom karbon, yang salah satu ataom karon bersatu dengan salah satu gugus alcohol. Reaksi kondensasi antara gugus karboksil dengan gugus alcohol dari gliserol akan membentuk gliserida, tergantung dari jumlah asam lemak dari gugus alkohol yang membentuk raeksi kondensasi. (monogliserida, digliserida, trigliserida) 2.
Kolesterol ester : terbentuk melelui reaksi kondensasi, sterol, kolesterol, dan
sam lemak terikat dengan gugus alcohol.
15
3.
Glikolipid : komponen ini mempunayi sifat serperti lipid, terdiri dari satu atu
lebih komponen gula, dan biasanya glukosa dan galaktosa. 4.
Sterol : merupakan golongan lemak yang larut dalam alcohol, Mislanya
kolesterol sterol. Berbeda dengan struktur lainnya sterol mempunyai nucleus dengan empat buah cincin yang saling berhubunga, tiga diantaranya mengandung 6 atom karbon, sedang yang keempat mengandung 5 atom karbon. Fungsi Lemak
1.
Sebagai penyusun struktur membran sel Dalam hal ini lipid berperan
sebagai barier untuk sel dan mengatur aliran material-material. 2. 3.
Sebagai cadangan energi Lipid disimpan sebagai jaringan adiposa Sebagai hormon dan vitamin, hormon mengatur komunikasi antar sel,
sedangkan vitamin membantu regulasi proses-proses biologis Proses Katabolisme Lemak
Lemak merupakan salah satu sumber energy bagi tubuh, bahkan kandungan energinya paling tinggi diantara sumber energy yang lain, yaitu sebesar 9kkal/gram. Energi hasil pemecahan lemak dimulai saat lemak berada didalam kebutuhan energi. Pemecahan lemak dimulai saat lemak berada didalam system pencernaan makanan. Lemak akan dipecah menjadi asam lemak dan gliserol. Dari kedua senyawa tersebut, asam lemak sebagian mengandung sebagian besar energi, yaitu sekitar 95%, sedangkan gliserol hanya mengandung 5% dari besar energi lemak. Untuk dapat menghasilkan energi , asam lemak akan mengalami oksidasi yang terjadi didalm mitokondria, sedangkan gliserol dirombak secara glikolisis. Gliserol dalam glikolisis akan diubah kembali menjadi dihidroksi aseton fosfat. Oksidasi asam lemak juga melalui lintasan akhir yang dilalui karbohidrat, yaitu siklus krebs. Setelah berada didalam mitokondria, asam lemak akan mengalami oksidasi untuk menghasilkan energi. Oksidasi asam lemak terjadi dalam dua tahap, yaitu
16
oksidasi asam lemak yang menghasilkan residu asetil KoA dan oksidasi asetil KoA menjadi karbon dioksida melalui siklus krebs. 3. Katabolisme Protein Struktur Protein
Dilihat dari tingkat organisasi struktur, protein dapat diklasifikasikan ke dalam empat kelas dengan urutan kerumitan yang berkurang. Kelas-kelas itu adalah : 1.
Struktur primer: Ini adalah hanya urutan asam amino di dalam rantai
protein. Struktur primer protein dilakukan oleh ikatan-ikatan (peptida) yang kovalen. 2.
Struktur sekunder: Hal ini merujuk ke banyaknya struktur helix-aa atau
lembaran berlipatan-B setempat yang berhubungan dengan struktur protein secara keseluruhan. Struktur sekunder protein diselenggarakan oleh ikatan-ikatan hidrogen antara oksigen karbonil dan nitrogen amida dari rantai polipeptida. 3.
Struktur tersier: Hal ini menunjuk ke cara rantai protein ke dalam protein
berbentuk bulat dilekukkan dan dilipat untuk membentuk struktur tigadimensional
secara
menyeluruh
dari
molekul
protein.
Struktur
tersier
diselenggarakan oleh interaksi antara gugus-fufus R dalam asam amino. 4.
Struktur kuartener. Banyak protein ada sebagai oligomer, atau molekul-
molekul besar terbentuk dari pengumpulan khas dari subsatuan yang identik atau berlainan yang dikenal dengan protomer. Fungsi Protein
1.
Membentuk jaringan/ bagian tubuh lain
2.
Pertumbuhan (bayi, anak, pubertas)
3.
Pemeliharaan (dewasa)
4.
Membentuk sel darah
5.
Membentuk hormon, enzim, antibody,dll
6.
Memberi tenaga (protein sparing efek)
17
7.
Pengaturan (enzim, hormone)
Proses Katabolisme Protein
Asam-asam amino tidak dapat disimpan oleh tubuh. Jika jumlah asam amino berlebihan atau terjadi kekurangan sumber energi lain (karbohidrat dan protein), tubuh akan menggunakan asam amino sebagai sumber energi. Tidak seperti karbohidrat dan lipid, asam amino memerlukan pelepasan gugus amina. Gugus amin ini kemudian dibuang karena bersifat toksik bagi tubuh. Terdapat 2 tahap pelepasan gugus amin dari asam amino, yaitu: 1.
Transaminasi : Enzim aminotransferase memindahkan amin kepada α
ketoglutarat menghasilkan glutamat atau kepada oksaloasetat menghasilkan aspartat 2.
Deaminasi oksidatif : Pelepasan amin dari glutamat menghasilkan ion
ammonium Gugus-gugus amin dilepaskan menjadi ion amonium (NH4+) yang selanjutnya masuk ke dalam siklus urea di hati. Dalam siklus ini dihasilkan urea yang selanjutnya dibuang melalui ginjal berupa urin. Proses yang terjadi di dalam siklus urea digambarkan terdiri atas beberapa tahap yaitu: 1.
Dengan peran enzim karbamoil fosfat sintase I, ion amonium bereaksi
dengan CO2 menghasilkan karbamoil fosfat. Dalam raksi ini diperlukan energi dari ATP 2.
Dengan peran enzim ornitin transkarbamoilase, karbamoil fosfat bereaksi
dengan L-ornitin menghasilkan L-sitrulin dan gugus fosfat dilepaskan. 3.
Dengan peran enzim argininosuksinat sintase, L-sitrulin bereaksi dengan L-
aspartat menghasilkan L-argininosuksinat. Reaksi ini membutuhkan energi dari ATP
18
4.
Dengan peran enzim argininosuksinat liase, L-argininosuksinat dipecah
menjadi fumarat dan L-arginin 5.
Dengan peran enzim arginase, penambahan H2O terhadap L-arginin akan
menghasilkan L-ornitin dan urea.
Hubungan Antara Katabolisme Antara Karbohidrat, Lemak, & Protein
Anda sudah mengetahui bahwa di dalam sel reaksi metabolisme tidak terpisah satu sama lain yaitu membentuk suatu jejaring yang saling berkaitan. Di dalam tubuh manusia terjadi metabolisme karbohidrat, protein, dan lemak. Bagaimana keterkaitan ketiganya? Pada bagan terlihat karbohidrat, protein, dan lemak bertemu pada jalur siklus Krebs dengan masukan asetil koenzim A. Tahukah Anda bahwa Asetil Ko-A sebagai bahan baku dalam siklus Krebs untuk menghasilkan energi yang berasal dari katabolisme karbohidrat, protein, maupun lemak. Titik temu dari berbagai jalur metabolisme ini berguna untuk saling menggantikan “bahan bakar” di dalam sel, Hasil katabolisme karbohidrat, protein, dan lemak juga bermanfaat untuk menghasilkan senyawa- senyawa lain yaitu dapat membentuk ATP, hormon, komponen hemoglobin ataupun komponen sel lainnya. Lemak (asam heksanoat) lebih banyak mengandung hidrogen terikat dan merupakan senyawa karbon yang paling banyak tereduksi, sedangkan karbohidrat (glukosa) dan protein (asam glutamat) banyak mengandung oksigen dan lebih sedikit hidrogen terikat adalah senyawa yang lebih teroksidasi. Senyawa karbon yang tereduksi lebih banyak menyimpan energi dan apabila ada pembakaran sempurna akan membebaskan energi lebih banyak karena adanya pembebasan elektron yang lebih banyak. Jumlah elektron yang dibebaskan menunjukkan jumlah energi yang dihasilkan. Perlu Anda ketahui pada jalur katabolisme yang berbeda glukosa dan asam glutamat dapat menghasilkan jumlah ATP yang sama yaitu 36 ATP. Sedangkan katabolisme asam heksanoat dengan jumlah karbon yang sama dengan glukosa (6 karbon) menghasilkan 44 ATP,
19
sehingga jumlah energi yang dihasilkan pada lemak lebih besar dibandingkan dengan yang dihasilkan pada karbohidrat dan protein. Sedangkan jumlah energi yang dihasilkan protein setara dengan jumlah yang dihasilkan karbohidrat dalam berat yang sama.
Dari
penjelasan
itu
dapat
disimpulkan
jika
kita
makan
dengan
mengkonsumsi makanan yang mengandung lemak akan lebih memberikan rasa kenyang jika dibandingkan dengan protein dan karbohidrat. Karena rasa kenyang tersebut disebabkan oleh kemampuan metabolisme lemak untuk menghasilkan energi yang lebih besar . 2.Anabolisme
Anabolisme adalah suatu peristiwa perubahan senyawa sederhana menjadi senyawa kompleks, nama lain dari anabolisme adalah peristiwa sintesis atau penyusunan. Anabolisme memerlukan energi, misalnya : energi cahaya untuk fotosintesis, energi kimia untuk kemosintesis.
Fotosintesis
Arti fotosintesis adalah proses penyusunan atau pembentukan dengan menggunakan energi cahaya atau foton. Sumber energi cahaya alami adalah matahari yang memiliki spektrum cahaya infra merah (tidak kelihatan), merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu dan ultra ungu (tidak kelihatan). Yang digunakan dalam proses fetosintesis adalah spektrum cahaya tampak, dari ungu sampai merah, infra merah dan ultra ungu tidak digunakan dalam fotosintesis.
Dalam fotosintesis, dihasilkan karbohidrat dan oksigen, oksigen sebagai hasil sampingan dari fotosintesis, volumenya dapat diukur, oleh sebab itu untuk mengetahui tingkat produksi fotosintesis adalah dengan mengatur volume oksigen yang dikeluarkan dari tubuh tumbuhan. Untuk membuktikan bahwa dalam fotosintesis diperlukan energi cahaya matahari, dapat dilakukan percobaan Ingenhousz.
Pigmen Fotosintesis
Fotosintesis hanya berlangsung pada sel yang memiliki pigmen fotosintetik. Di dalam daun terdapat jaringan pagar dan jaringan bunga karang, pada keduanya 20
mengandung kloroplast yang mengandung klorofil / pigmen hijau yang merupakan salah satu pigmen fotosintetik yang mampu menyerap energi cahaya matahari. Dilihat dari strukturnya, kloroplas terdiri atas membran ganda yang melingkupi ruangan yang berisi cairan yang disebut stroma. Membran tersebut membentak suatu sistem membran tilakoid yang berwujud sebagai suatu bangunan yang disebut kantung tilakoid. Kantung-kantung tilakoid tersebut dapat berlapis-lapis dan membentak apa yang disebut grana Klorofil terdapat pada membran tilakoid dan pengubahan energi cahaya menjadi energi kimia berlangsung dalam tilakoid, sedang pembentukan glukosa sebagai produk akhir fotosintetis berlangsung di stroma. Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap pembentukan klorofil antara lain : 1. Gen : bila gen untuk klorofil tidak ada maka tanaman tidak akan memiliki klorofil. 2. Cahaya : beberapa tanaman dalam pembentukan klorofil memerlukan cahaya, tanaman lain tidak memerlukan cahaya. 3. Unsur N. Mg, Fe : merupakan unsur-unsur pembentuk dan katalis dalam sintesis klorofil. 4. Air : bila kekurangan air akan terjadi desintegrasi klorofil. Fotosintesis Tumbuhan Tumbuhan bersifat autotrof. Autotrof artinya dapat mensintesis makanan langsung dari senyawa anorganik. Tumbuhan menggunakan karbon dioksida dan air untuk menghasilkan gula dan oksigen yang diperlukan sebagai makanannya. Energi untuk menjalankan proses ini berasal dari fotosintesis. Perhatikan persamaan reaksi yang menghasilkan glukosa berikut ini: 6H2O + 6CO2 + cahaya → C6H12O6 (glukosa) + 6O2 Glukosa dapat digunakan untuk membentuk senyawa organik lain seperti selulosa dan dapat pula digunakan sebagai bahan bakar. Proses ini berlangsung melalui respirasi seluler yang terjadi baik pada hewan maupun tumbuhan. Secara umum reaksi yang terjadi pada respirasi seluler berkebalikan dengan persamaan di atas. Pada respirasi, gula (glukosa) dan senyawa lain akan bereaksi dengan oksigen untuk menghasilkan karbon dioksida, air, dan energi kimia. Tumbuhan menangkap cahaya menggunakan pigmen yang disebut klorofil. Pigmen inilah yang memberi warna hijau pada tumbuhan. Klorofil
21
terdapat dalam organel yang disebut kloroplas. klorofil menyerap cahaya yang akan digunakan
dalam
fotosintesis.
Meskipun seluruh bagian tubuh tumbuhan yang berwarna hijau mengandung kloroplas, namun sebagian besar energi dihasilkan di daun. Di dalam daun terdapat lapisan sel yang disebut mesofil yang mengandung setengah juta kloroplas setiap milimeter perseginya. Cahaya akan melewati lapisan epidermis tanpa warna dan yang transparan, menuju mesofil, tempat terjadinya sebagian besar proses fotosintesis. Permukaan daun biasanya dilapisi oleh kutikula dari lilin yang bersifat anti air untuk mencegah terjadinya penyerapan sinar matahari ataupun penguapan air yang berlebihan.
Proses Fotosintesis
Proses fotosintesis sangat kompleks karena melibatkan semua cabang ilmu pengetahuan alam utama, seperti fisika, kimia, maupun biologi sendiri. Pada tumbuhan, organ utama tempa berlangsungnya fotosintesis adalah daun. Namun secara umum, semua sel yang memiliki kloroplas berpotensi untuk melangsungkan reaksi ini. Di organel inilah tempat berlangsungnya fotosintesis, tepatnya pada bagian stroma. Hasil
22
fotosintesis (disebut fotosintat) biasanya dikirim ke jaringan-jaringan terdekat terlebih dahulu.
Pada dasarnya, rangkaian reaksi fotosintesis dapat dibagi menjadi dua bagian utama: reaksi terang (karena memerlukan cahaya) dan reaksi gelap (tidak memerlukan cahaya tetapi memerlukan karbon dioksida).
Reaksi Terang Reaksi terang terjadi pada grana (tunggal: granum), sedangkan reaksi gelap terjadi di dalam stroma. Dalam reaksi terang, terjadi konversi energi cahaya menjadi energi kimia dan menghasilkan oksigen (O2). Reaksi terang adalah proses untuk menghasilkan ATP dan reduksi NADPH2. Reaksi ini memerlukan molekul air dan cahaya matahari. Proses diawali dengan penangkapan foton oleh pigmen sebagai antena. Reaksi terang melibatkan dua fotosistem yang saling bekerja sama, yaitu fotosistem I dan II. Fotosistem I (PS I) berisi pusat reaksi P700, yang berarti bahwa fotosistem ini optimal menyerap cahaya pada panjang gelombang 700 nm, sedangkan fotosistem II (PS II) berisi pusat reaksi P680 dan optimal menyerap cahaya pada panjang gelombang 680 nm. Mekanisme reaksi terang diawali dengan tahap dimana fotosistem II menyerap cahaya matahari sehingga elektron klorofil pada PS II tereksitasi dan menyebabkan muatan menjadi tidak stabil. Untuk menstabilkan kembali, PS II akan mengambil elektron dari molekul H2O yang ada disekitarnya. Molekul air akan dipecahkan oleh ion mangan (Mn) yang bertindak sebagai enzim. Hal ini akan mengakibatkan pelepasan H+ di lumen tilakoid. Dengan menggunakan elektron dari air, selanjutnya PS II akan mereduksi plastokuinon (PQ) membentuk PQH2. Plastokuinon merupakan molekul kuinon yang terdapat pada membran lipid bilayer tilakoid. Plastokuinon ini akan mengirimkan elektron dari PS II ke suatu pompa H+ yang disebut sitokrom b6-f kompleks. Reaksi keseluruhan yang terjadi di PS II adalah: 2H2O + 4 foton + 2PQ + 4H- → 4H+ + O2 + 2PQH2
Sitokrom b6-f kompleks berfungsi untuk membawa elektron dari PS II ke PS I dengan mengoksidasi PQH2 dan mereduksi protein kecil yang sangat mudah bergerak dan mengandung tembaga, yang dinamakan plastosianin (PC). Kejadian ini juga menyebabkan terjadinya pompa H+ dari stroma ke membran tilakoid. Reaksi yang terjadi
23
pada sitokrom b6-f kompleks adalah: 2PQH2 + 4PC(Cu2+) → 2PQ + 4PC(Cu +) + 4 H+ (lumen).
Reaksi Terang dari fotosintesis dalam membran Tilakoid Elektron dari sitokrom b6-f kompleks akan diterima oleh f otosistem I. Fotosistem ini menyerap energi cahaya terpisah dari PS II, tapi mengandung kompleks inti terpisahkan, yang menerima elektron yang berasal dari H2O melalui kompleks inti PS II lebih dahulu. Sebagai sistem yang bergantung pada cahaya, PS I berfungsi mengoksidasi plastosianin tereduksi dan memindahkan elektron ke protein Fe-S larut yang disebut feredoksin. Reaksi keseluruhan pada PS I adalah: Cahaya + 4PC(Cu+) + 4Fd(Fe3+) → 4PC(Cu2+) + 4Fd(Fe2+) Selanjutnya elektron dari feredoksin digunakan dalam tahap akhir pengangkutan elektron untuk mereduksi NADP+ dan membentuk NADPH. Reaksi ini dikatalisis dalam stroma oleh enzim feredoksin-NADP+ reduktase. Reaksinya adalah: 4Fd (Fe2+) + 2NADP+ + 2H+ → 4Fd (Fe3+) + 2NADPH Ion H+ yang telah dipompa ke dalam membran tilakoid akan masuk ke dalam ATP sintase. ATP sintase akan menggandengkan pembentukan ATP dengan pengangkutan elektron dan H+ melintasi membran tilakoid. Masuknya H+ pada ATP sintase akan membuat ATP sintase bekerja mengubah ADP dan fosfat anorganik (Pi) menjadi ATP. Reaksi keseluruhan yang terjadi pada reaksi terang adalah sebagai berikut: Sinar + ADP + Pi + NADP+ + 2H2O → ATP + NADPH + 3H+ + O2. Sedangkan dalam reaksi gelap terjadi seri reaksi siklik yang membentuk gula dari bahan dasar CO2 dan energi (ATP dan NADPH). Energi yang digunakan dalam reaksi gelap ini diperoleh dari reaksi terang. Pada proses reaksi gelap tidak dibutuhkan cahaya matahari. Reaksi gelap bertujuan untuk mengubah senyawa yang mengandung atom karbon menjadi molekul gula. Dari semua radiasi matahari yang dipancarkan, hanya panjang gelombang tertentu yang dimanfaatkan tumbuhan untuk proses fotosintesis, yaitu panjang gelombang yang berada pada kisaran cahaya tampak (380-700 nm). Cahaya tampak terbagi atas cahaya merah (610 - 700 nm), hijau kuning (510 - 600 nm), biru (410 - 500 nm) dan violet (< 400 nm).[20] Masing-masing jenis cahaya berbeda pengaruhnya terhadap fotosintesis. Hal ini terkait pada sifat pigmen penangkap cahaya yang bekerja dalam fotosintesis. Pigmen yang terdapat pada membran grana menyerap cahaya yang memiliki panjang gelombang tertentu. Pigmen yang berbeda menyerap cahaya pada panjang gelombang yang berbeda. Kloroplas mengandung beberapa pigmen. Sebagai contoh, klorofil a terutama menyerap cahaya biru-violet dan merah. Klorofil b menyerap cahaya biru dan
24
oranye dan memantulkan cahaya kuning-hijau. Klorofil a berperan langsung dalam reaksi terang, sedangkan klorofil b tidak secara langsung berperan dalam reaksi terang. Proses absorpsi energi cahaya menyebabkan lepasnya elektron berenergi tinggi dari klorofil a yang selanjutnya akan disalurkan dan ditangkap oleh akseptor elektron. Proses ini merupakan awal dari rangkaian panjang reaksi fotosintesis.
Reaksi Gelap (Siklus Calvin) dan fiksasi karbon Reaksi gelap terjadi pada stroma kloroplas yang dapat (bukan harus) berlangsung dalam gelap, karena enzim-enzim untuk fiksasi CO2 pada stroma kloroplas tidak memerlukan cahaya tetapi membutuhkan ATP dan NADPH yang menghasilkan dari reaksi terang. Reaksi gelap pada tumbuhan dapat terjadi melalui dua jalur, yaitu siklus Calvin-Benson dan siklus Hatch-Slack. Pada siklus Calvin-Benson tumbuhan mengubah senyawa ribulosa 1,5 bisfosfat menjadi senyawa dengan jumlah atom karbon tiga yaitu senyawa 3-phosphogliserat. Oleh karena itulah tumbuhan yang menjalankan reaksi gelap melalui jalur ini dinamakan tumbuhan C-3. Penambatan CO2 sebagai sumber karbon pada tumbuhan ini dibantu oleh enzim rubisco. Tumbuhan yang reaksi gelapnya mengikuti jalur Hatch-Slack disebut tumbuhan C-4 karena senyawa yang terbentuk setelah penambatan CO2 adalah oksaloasetat yang memiliki empat atom karbon. Enzim yang berperan adalah phosphoenolpyruvate carboxilase. Mekanisme siklus Calvin-Benson dimulai dengan fiksasi CO2 oleh ribulosa difosfat karboksilase (RuBP) membentuk 3-fosfogliserat. RuBP merupakan enzim alosetrik yang distimulasi oleh tiga jenis perubahan yang dihasilkan dari pencahayaan kloroplas. Pertama, reaksi dari enzim ini distimulasi oleh peningkatan pH. Jika kloroplas diberi cahaya, ion H+ ditranspor dari stroma ke dalam tilakoid menghasilkan peningkatan pH stroma yang menstimulasi enzim karboksilase, terletak di permukaan luar membran tilakoid. Kedua, reaksi ini distimulasi oleh Mg2+, yang memasuki stroma daun sebagai ion H+, jika kloroplas diberi cahaya. Ketiga, reaksi ini distimulasi oleh NADPH, yang dihasilkan oleh fotosistem I selama pemberian cahaya. Fiksasi CO2 ini merupakan reaksi gelap yang distimulasi oleh pencahayaan kloroplas. Fikasasi CO2 melewati proses karboksilasi, reduksi, dan regenerasi. Karboksilasi melibatkan penambahan CO2 dan H2O ke RuBP membentuk dua molekul 3-fosfogliserat (3-PGA). Kemudian pada fase reduksi, gugus karboksil dalam 3-PGA direduksi menjadi 1 gugus aldehida dalam 3-fosforgliseradehida (3-Pgaldehida). Reduksi
25
ini tidak terjadi secara langsung, tapi gugus karboksil dari 3-PGA pertama-tama diubah menjadi ester jenis anhidrida asam pada asam 1,3-bifosfogliserat (1,3-bisPGA) dengan penambahan gugus fosfat terakhir dari ATP. ATP ini timbul dari fotofosforilasi dan ADP yang dilepas ketika 1,3-bisPGA terbentuk, yang diubah kembali dengan cepat menjadi ATP oleh reaksi fotofosforilasi tambahan. Bahan pereduksi yang sebenarnya adalah NADPH, yang menyumbang 2 elektron. Secara bersamaan, Pi dilepas dan digunakan kembali untuk mengubah ADP menjadi ATP. Pada fase regenerasi, yang diregenerasi adalah RuBP yang diperlukan untuk bereaksi dengan CO2 tambahan yang berdifusi secara konstan ke dalam dan melalui stomata. Pada akhir reaksi Calvin, ATP ketiga yang diperlukan bagi tiap molekul CO2 yang ditambat, digunakan untuk mengubah ribulosa-5-fosfat menjadi RuBP, kemudian daur dimulai lagi. Tiga putaran daur akan menambatkan 3 molekul CO2 dan produk akhirnya adalah 1,3Pgaldehida. Sebagian digunakan kloroplas untuk membentuk pati, sebagian lainnya dibawa keluar. Sistem ini membuat jumlah total fosfat menjadi konstan di kloroplas, tetapi menyebabkan munculnya triosafosfat di sitosol. Triosa fosfat digunakan sitosol untuk membentuk sukrosa.
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: Nitrosomonas
(NH4)2CO3 + 3 O2 —————————— > 2 HNO2 + CO2 + 3 H20 + Energi Nitrosococcus
26
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. 1. Sintesis Lemak dari Karbohidrat : Glukosa diurai menjadi piruvat ——— > gliserol. Glukosa diubah ——— > gula fosfat ——— > asetilKo-A ——— > asam lemak. Gliserol + asam lemak ——— > lemak. 2. Sintesis Lemak dari Protein: Protein ———————— > Asam Amino protease Sebelum terbentuk lemak asam amino mengalami deaminasi lebih dabulu, setelah itu memasuki daur Krebs. Banyak jenis asam amino yang langsung ke asam piravat ——— > Asetil Ko-A. Asam amino Serin, Alanin, Valin, Leusin, Isoleusin dapat terurai menjadi Asam pirovat, selanjutnya asam piruvat —— > gliserol —— > fosfogliseroldehid Fosfogliseraldehid dengan asam lemak akan mengalami esterifkasi membentuk lemak. Lemak berperan sebagai sumber tenaga (kalori) cadangan. Nilai kalorinya lebih tinggi daripada karbohidrat. 1 gram lemak menghasilkan 9,3 kalori, sedangkan 1 gram karbohidrat hanya menghasilkan 4,1 kalori saja.
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.
27
BAB III PENUTUP 3.1 KESIMPULAN
Metabolisme merupakan modifikasi senyawa kimia secara biokimia di dalam organisme dan sel. Metabolisme mencakup sintesis (anabolisme) dan penguraian (katabolisme) molekul organik kompleks. Metabolisme biasanya terdiri atas tahapan-tahapan yang melibatkan enzim, yang dikenal pula sebagai jalur metabolisme. • Katabolisme, yaitu reaksi yang mengurai molekul senyawa organik untuk mendapatkan energi. • Anabolisme, yaitu reaksi yang merangkai senyawa organik dari molekulmolekul tertentu, untuk diserap oleh sel tubuh.
.
28
DAFTAR PUSTAKA
http://tedbio.multiply.com/journal/item/3 R. A. Repi, J. Ngangi, Y. S. Mokosuli.2008. BIOLOGI, Jilid 1, Depdiknas UNIMA Syamsuri, Istamar.2007.Biologi.Jakarta:Erlangga
29
