MAKALAH KIMIA BAHAN ALAM
METABOLISME
Disusun oleh :
MARIA SUHATRI ( H1031131060 )
NUR INTAN MIFTAHUL ZANNAH ( H1031131001)
RENTI OKTAVIANI ( H10311310
TIARA RITMA RATRI ( H1031131038 )
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN LMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS TANJUNGPURA PONTIANAK
2016
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL i
DAFTAR ISI ii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Rumusan Masalah 2
1.3 Tujuan Penulisan 2
1.4 Manfaat Penulisan 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Metabolisme 3
5.2 metabolit primer 3
5.3 metabolit sekunder 5
BAB III Pembahasan 6
3.1 Metabolit Primer 6
3.2 Metabolit Sekunder 7
BAB IV PENUTUP
4.1 kesimpulan 13
4.2 saran 13
DAFTAR PUSTAKA 14
BAB I
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Metabolisme merupakan suatu proses pembentukan atau penguraian zat di dalam sel yang di sertai dengan adanya perubahan energi. Proses – proses ini terjadi di dalam sel dapat berupa pembentukan zat ataupun penguraian zat menjadi zat yang lebih sederhana. Proses pembentukan zat terjadi pada proses fotosintesis , kemosintesis, sintesis lemak, dan sintesis protein. Proses penguraian zat dapat berupa respirasi sel dan fermentasi sel (Wirahadikusumah, 1985).
Pada tumbuhan ada dua jenis metabolisme yaitu metabolisme primer dan sekunder. Proses metabolisme primer menghasilkan senyawa-senyawa yang digunakan dalam proses biosintesis seperti karbohidrat, protein, lemak dan asam nukleat. Metabolit primer memiliki fungsi yang esensial dan jelas bagi kelangsungan hidup organisme penghasilnya (merupakan komponen esensial tubuh misalnya asam amino, vitamin, nukleotida, asam nukleat dan lemak). Sedangkan proses metabolisme sekunder menghasilkan senyawa dengan aktivitas biologis tertentu seperti alkaloid, terpenoid, flavonoid, tannin dan steroid. Senyawa hasil metabolisme diproduksi sebagai benteng pertahanan tumbuhan dari pengaruh buruk lingkungan atau serangan hama penyakit. Metabolit sekunder tidak memiliki fungsi khusus dalam pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Senyawa-senyawa tersebut lebih dibutuhkan untuk eksistensi kelangsungan hidup tanaman itu di alam ( Hanani, 2010 ; Safiudin , 2014 )
Fungsi pertama metabolit sekunder antara lain melindungi tanaman dari serangan mikroba, contohnya tanaman akan membentuk fitoaleksin, senyawa khusus yang disintesis di sekitar sel yang terinfeksi. Kedua, mempertahankan diri dari gangguan predator. Ketiga, untuk melawan gangguan herbivora yaitu dengan membentuk senyawa toksik yang menyebabkannya menjadi beracun. Keempat, perlindungan terhadap lingkungan, misalnya antosianin diproduksi untuk melindungi tanaman dari terpaan sinar UV. Kelima, memenangkan persaingan dengan cara menghasilkan senyawa yang bersifat alelopati, beracun terhadap tanaman lain di sekitarnya. Keenam, sebagai agen atraktan, menarik kehadiran serangga dan herbivora lain untuk membantu penyebaran biji. Senyawanya berupa pigmen yang membuat organ reproduksi berwarna cerah. Dalam satu tanaman, tidak mungkin hanya mengandung satu macam metabolit sekunder, hal ini yang menyebabkan tanaman tertentu dapat memiliki beberapa macam khasiat terapi yang berbeda-beda sesuai dengan metabolit sekunder yang terkandung di dalamnya (Hanani , 2010).
Berdasarkan telaah pustaka yang telah dilakukan , pada makalah ini akan dijabarkan mengenai proses metabolisme baik metabolisme primer dan sekunder yang disusun secara sistematis yang memuat penjelasan metabolisme secara umum, metabolisme primer, metabolit sekunder dan hubungan keduanya sebagai proses metabolisme serta jalur biosintesis metabolit sekunder yang tersusun dalam bentuk diagram sehingga diharapkan dari makalah ini , materi tentang metabolisme dapat dipahami dengan baik.
Rumusan Masalah
Jelaskan pengertian proses metabolisme secara umum?
Jelaskan metabolisme primer dan metabolisme sekunder?
Bagaimana proses biosintesis metabolit sekunder ?
Tujuan Penulisan
Menjelaskan pengertian proses metabolisme secara umum
Menjelaskan tentang metabolit primer dan metabolit sekunder
Menjabarkan proses biosintesis metabolit sekunder
Manfaat Penulisan
Manfaat dari penulisan makalah ini dapat memberikan informasi ilmiah mengenai proses metabolisme tumbuhan baik metabolit primer dan metabolit sekunder yang disusun secara sistematis.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Metabolisme
Metabolisme merupakan suatu proses pembentukan atau pengurain zat di dalam sel yang di sertai dengan adanya perubahan energi. Proses – proses ini terjadi di dalam sel mahluk hidup. Proses yang terjadi dapat berupa pembentukan zat atau dapat pula berupa penguraian zat menjadi zat – zat yang lebih sederhana. Proses pembentukan zat terjadi pada proses fotosintesis, kemosintesis, sintesis lemak, dan sintesis protein. Proses penguraian zat dapat berupa respirasi sel dan fermentasi sel (Wirahadikusumah, 1985)..
Metabolisme adalah segala proses resksi kimia yang terjadi di dalam mahluk hidup mulai mulai dari mahluk bersel satu yang sangat sederhana seperti bakteri, protozoa, jamur, tumbuhan, hewan, sampai kepada manusia, mahluk yang susunan tubuhnya sangat kompleks. Proses metabolisme ini menbuat mahluk hidup mendapat, mengubah, dan memakai senyawa kimia dari sekitarnya untuk mempertahankan kelangsungan hidupnya (Wirahadikusumah, 1985).
Metabolit Primer
Metabolit primer adalah suatu metabolit atau molekul produk akhir atau produk antara dalam proses metabolisme makhluk hidup, yang fungsinya sangat esensial bagi kelangsungan hidup organisme tersebut, serta terbentuk secara intraseluler. Contohnya adalah protein, lemak, karbohidrat, dan DNA pada umumnya metabolit primer tidak diproduksi berlebihan. Pada sebagian besar mikroorganisme, produksi metabolit yang berlebihan dapat menghambat pertumbuhan, dan kadang-kadang dapat mematikan mikroorganisme tersebut. Proses metabolisme untuk membentuk metabolit primer disebut metabolisme primer (Dewick, 1999).
Mikroorganisme menghasilkan metabolit primer seperti etanol dan metabolit sekunder misalnya antibiotik. Metabolit primer diproduksi pada waktu yang sama dengan pembentukan sel baru, dan kurva produksinya mengikuti kurva pertumbuhan populasi secara paralel. Metabolit sekunder mikroorganisme tidak diproduksi hingga sel mikroorganisme menyelesaikan secara lengkap fase pertumbuhan logaritmiknya, dikenal sebagai fase tropofase dan memasuki fase stasioner. Periode selanjutnya, ketika sebagian besar metabolit sekunder dihasilkan, disebut sebagai idiofase. Metabolit sekunder mikroorganisme dapat merupakan konversi dari metabolit primer mikroorganisme (Hogg, 2005).
Ciri-ciri metabolit primer yaitu (Saifudin, 2014):
Terbentuk melalui metabolisme primer
Memiliki fungsi yang esensial dan jelas bagi kelangsungan hidup organisme penghasilnya (merupakan komponen esensial tubuh misalnya asam amino, vitamin, nukleotida, asam nukleat dan lemak).
Sering berhubungan dengan pertumbuhan orgnisme penghasilnya.
Bersifat tidak spesifik (ada pada hampir semua makhluk hidup).
Dibuat dan dismpan secara intraseluler.
Dibuat dalam kuantitas yang cukup banyak
Hasil akhir dari metabolisme energi adalah etanol.
Terlibat langsung dalam fungsi fisiologis normal seperti protein dan enzim
Terdapat didalam organisme atau sel.
Dikenal dengan istilah metabolit sentral
Berat molekul (BM) dari kecil dalam bentuk monomer hingga polimer sangat besar ( > 1500 Dalton)
Metabolit Sekunder
Metabolit sekunder adalah senyawa organik yang dihasilkan tumbuhan yang tidak memiliki fungsi langsung pada fotosintesis, pertumbuhan atau respirasi, transport solut, translokasi, sintesis protein, asimilasi nutrien, diferensiasi, pembentukan karbohidrat, protein dan lipid. Metabolit sekunder seringkali hanya dijumpai pada satu spesies atau sekelompok spesies berbeda dengan metabolit primer (asam amino, nukelotida, gula, lipid) yang dijumpai hampir di semua kingdom tumbuhan. Metabolit sekunder yang merupakan hasil samping atau intermediet metabolisme primer memiliki fungsi sebagai berikut (Mastuti, 2016) :
Berperan penting pada dua strategi resistensi, yaitu:
Level struktur, phenyl propanoid adalah komponen utama polimer dinding polimer lignin dan suberin,
Menginduksi antibiotik pertahanan yang berasal dari fenolik dan terpenoid (fitoaleksin)
Melindungi tumbuhan dari gangguan herbivor dan menghindari infeksi yang disebabkan oleh patogen mikrobia. Tumbuhan menggunakan metabolit sekunder sebagai antibiotik atau agen sinyal selama interaksi dengan patogen.
Menarik polinator dan hewan penyebar biji
Berperan sebagai agen kompetisi antar tanaman
Memberikan kontribusi yang bernilai terhadap hubungan antara tumbuhan dan lingkungannya
Adapun kelompok utama metabolit sekunder yaitu terpen, senyawa fenol dan produk sekunder yang mengandung nitrogen. Berikut adalah jalur biosintesis metabolit sekunder pada tanaman (Mastuti, 2016) :
Gambar 1. Jalur Biosistesis Metabolit Sekunde
BAB IV
PEMBAHASAN
4.1 Metabolit Primer
Metabolisme merupakan suatu proses pembentukan atau pengurain zat di dalam sel yang disertai dengan adanya perubahan energi. proses ini terjadi di dalam sel mahluk hidup.Proses yang terjadi dapat berupa pembentukan zat atau dapat pula berupa penguraian zat menjadi zat-zat yang lebih sederhana. Proses pembentukan zat terjadi pada proses fotosintesis , kemosintesis, sintesis lemak, dan sintesis protein. Proses penguraian zat dapat berupa respirasi sel dan fermentasi sel.Dalam proses metabolisme, enzim sangat diperlukan sebagai katalisator ( senyawa yangdapat mempercepat proses terjadinya reaksi tanpa habis reaksi ). Enzim bekerja dengan caramenempel pada permukaan molekul zat-zat yang bereaksi, dan dengan demikian dapat mempercepat proses reaksi ( Manito, 1992)
Kedua arah lintasan metabolisme diperlukan setiap organisme untuk dapat bertahan hidup.Arah lintasan metabolisme ditentukan oleh suatu senyawa yang disebut sebagai hormon, dan dipercepat oleh enzim. Pada senyawa organik, penentu arah reaksi kimia disebut promor dan penentu percepatan reaksi kimia disebut katalis. Pada setiap arah metabolisme, reaksi kimiawi melibatkan sejumlah substrat yang berinteraksi dengan enzim pada jenjang-jenjang reaksi guna menghasilkan senyawa intermediat yanglazim disebut dengan metabolit, yang merupakan substrat pada jenjang reaksi berikutnya.Keseluruhan pereaksi kimia yang terlibat pada suatu jenjang reaksi disebut metabolom. Karakteristik dari senyawa bahan alam Metabolik primer (Wilkins,1992):
Tersebar merata dalam tiap organisme
Fungsi universil, sumber energy, enzim, pengemban keturunan, bahan struktur
Perbedaan stuktur kimia kecil
Kaktifan fisiologi berkaitan denga struktur kimia
4.2 Metabolit Sekunder
Metabolit sekunder termasuk sumber senyawa kimia pada tumbuhan yang dapat dikembangkan menjadi cikal bakal obat-obatan melalui penelitian untuk menunjang berbagai kepentingan industri. Fakta yang mendukung dari penyataan diatas terdapat sekitar 250.000 jenis tumbuhan tingkat tinggi, akan tetapi hanya sekitar 0,4% yang telah dilakukan penelitian. Tumbuhan tersebut berasal dari hutan hujan tropis terdapat lebih dari 30.000 jenis tumbuhan tingkat tinggi sangat potensial untuk diteliti dan dikembangkan oleh para peneliti Indonesia ( Gunawan dkk, 2004)
Senyawa-senyawa metabolit sekunder yang berhasil ditemukan antara lain morfin sebagai obat nyeri, kuinin sebagai obat malaria, reserpin sebagai obat penyakit tekanan darah tinggi dan vinkristin serta vinblastin sebagai obat kanker. Selain sebagai bahan obat, senyawa metabolit sekunder juga di gunakan oleh manusia untuk menunjang kepentingan industri seperti industri kosmetik dan industri pembuatan pestisida dan insektisida.
Berbagai penelitian tentang metabolit sekunder telah banyak dilakukan oleh peneliti. Menurut penelitian dari Ningsih dkk (2016) yang penelitiannya tentang manfaat metabolit sekunder sebagai aktivitas antibakteri dari ekstrak daun sirsak menyatakan bahwa daun sirsak yang diekstrak dengan menggunakan pelarut kloroform memiliki kemampuan aktivitas antibakteri yang sangat kuat. Penelitian yuhernita dan juniarti ( 2011) tentang senyawa metabolit sekunder menyatakan bahwa daun suriah memiliki sifat antioksidan dengan nilai IC50 sebesar 4,80 sedangkan asam askorbaat adalah 9,23 ppm. Nilai IC50 dari ekstrak metanol daun surian yang relatif lebih kecil ini menunjukkan bahwa aktivitas antioksidannya relatif lebih besar dibandingkan larutan standar asam askorbat. Berdasarkan penelitian ini dapat dibuktikan bahwa senyawa metabolit sekunder sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia bukan hanya untuk benteng tumbuhan akan tetapi juga dapat dimanfaatkan menjadi obat-obatan dalam skala modern pada industri.
Metabolit sekunder yang terdapat pada tumbuhan merupakan hasil dari biosintesis metabolit primer. Pada umumnya sintesis metabolit primer awal dimulai dengan mesintesis gula melalui proses fotosintesis dengan bantuan CO2 dan H2O. Didalam metabolisme terdapat 2 peran yaitu primer dan sekunder. Jalur biosintesis metabolit sekunder paling banyak terdapat di tanaman. Salah satu contoh dari metabolit sekunder pada tumbuhan yaitu Flavonoid terrestrial. Golongan senyawa ini termasuk kelompok senyawa fenolik alami dengan berbagai struktur kimia yang terdapat pada buah, sayur, biji, kulit batang, akar, batang, dan bunga (inda yulia,2014).Dalam biosintesis metabolit sekunder terdapat jalur jalur biosintesis metabolit sekunder antara lain ( Dewick, 1987; Saifudin , 2014 ):
JaIur asam asetat
Poliketida meliputi golongan besar bahan alam yang tergolong bersarna berdasarkan pada biosintesisnya. Keanekaragaman struktur dapat dijelaskan sebagai turunan rantai poli-ßketo, terbentuk oleh koupling unit-unit asam asetat (C2) via reaksi kondensasi, misalnya
n CH3CO2H [CH3C0]n -
Termasuk poliketida adalah asam temak, poliasetilena, prostaglandin, antibiotika makrolida, dan senyawa aromatik seperti antrakinon dan tetrasiklina. Pembentukan rantai poli-ß-keto dapat digambarkan sebagai sederet reaksi Claisen, keragaman melibatkan urutan ß-oksidasi dalam metabolisme asam lemak. Jadi, 2 molekul asetil-KoA dapat ikut serta dalam reaksi Claisen membentuk asetoasetil-KoA, kemudian reaksi dapat berlanjut sampai dihasilkan rantai poli-ßketo. Akan tetapi studi tentang enzim yang terlibat dalam biosintesis asam lemak belum terungkap secara rinci.,Dalam pembentukan asam lemak melibatkan enzim asam Iemak
sintase.
Gambar 4.1 Jalur Asetat Biosintesis Metabolit Sekunder
2. Jalur asam sikimat
Jalur asam sikimat merupakan jalur alternatif menuju senyawa aromatik, utamanya L fenilalanin. L-tirosina. dan L-triptofan. Jalur ini berlangsung dalam mikroorganisme dan tumbuhan, tetapi tidak berlangsung dalam hewan, sehingga asam amino aromatik merupakan asam amino esensial yang harus terdapat dalam diet manusia maupun hewan. Zat antara pusat adalah asam sikimat, suatu asam yang ditemukan dalam tanaman IlIicium sp. beberapa tahun sebelum perannya dalammetabolisme ditemukan. Asam ini juga terbentuk dalam mutan tertentu dari Escherichia coli.
3. Jalur asam mevalonat
Terpenoid merupakan bentuk senyawa dengan keragaman struktur yang besar dalam produk alami yang diturunkan dan unit isoprena (C5) yang bergandengan dalam model kepala ke ekor (head-to-tail), sedangkan unit isoprena diturunkan dari metabolisme asam asetat oleh jalur asam mevalonat
BAB IV
PENUTUP
Kesimpulan
Melalui pembahasan yang telah dibuat , dapat disimpulkan bahwa
Metabolisme merupakan suatu pembentukan dan penguraian zat yang terbagi menjadi dua yaitu metabolit primer dan metabolit sekunder.
Metabolit primer biasanya digunakan untuk melakukan sintesis glukosa melalui proses fotosintesis sehingga menghasilkan energy bagi tumbuhan
Metabolit sekunder biasanya digunakan tumbuhan sebagai benteng pertahanan , dimana jalur metabolit sekunder dalam proses biosintesis dilalui melalui jalur asetat, jalur asam sikimat dan jalur asam melavonat
Saran
Adapun saran yang dapat diberikan pada makalah ini perlu dilakukan telaah pustaka lebih lanjut melalui dari jurnal penelitian terbaru secara lengkap sehingga pengetahuan yang terdapat didalam makalah bertambah
DAFTAR PUSTAKA
Dewick, P.M, 1999, Medicinal Natural Products, A Biosynthesis Approach, John Willey & Sons Ltd, England
Gunawan, D dan Sri M, 2004, "Ilmu Obat Alam (Farmakognosi)", Jilid I , Penebar Swadaya, Jakarta
Hanani E. 2010. Herbal Indonesia Berkhasiat. Trubus Info Kit Vol 8
Hogg, S., 2005, Essential Microbiology, John Willey & Sons Ltd, England
Manitto, P. 1992, "Biosintesis Produk Alami,":IKIP Press, Semarang
Mastuti, R. 2016. Modul Metabolit Sekunder dan Pertahanan Tumbuhan. Jurusan Biologi FMIPA Universitas Brawijaya
Ningsih D.R, Zuhafair, Kartika D, 2016, "Identifikasi Senyawa Metabolit Sekunder Serta Uji Aktivitas Ekstrak Daun Sirsak Sebagai Antibakteri", Molekul, Vol. 11. No. 1
Saifudin, A. 2014. Senyawa Alam Metabolit Sekunder Teori, Konsep, dan Teknik Pemurnian. Deepublish. Yogyakarta
Wilkins, M.B.1992," Fisiologi Tanaman", Bumi Angkasa.Jakarta
Wirahadikusumah, M. 1985. Biokimia: Metabolisme Energi, Karbohidrat, dan Lipid. ITB. Bandung
Yuhernita dan Juniarti, 2011, "Analisis Senyawa Metabolit Sekunder Dari Ekstrak Metanol Daun Surian Yang Berpotensi Sebagai Antioksidan" Makara, Sains, Vol. 15, No. 1,
