Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

METABOLISME Dra. Krisnawati SMUN I Genteng Dra. Krisnawati SMUN I Genteng.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "METABOLISME Dra. Krisnawati SMUN I Genteng Dra. Krisnawati SMUN I Genteng."— Transcript presentasi:

1 METABOLISME Dra. Krisnawati SMUN I Genteng Dra. Krisnawati SMUN I Genteng

2 PETA KONSEP METABOLISME Katabolisme Anabolisme Enzim Katabolisme Karbohidrat Katabolisme Karbohidrat Katabolisme Protein Katabolisme Protein Fotosintesis Kemosintesis Struktur Cara kerja Faktor-faktor Yang berngaruh Faktor-faktor Yang berngaruh Reaksi terang Reaksi gelap Respirasi Fermentasi Katabolisme Lemak Katabolisme Lemak meliputi melibatkan StrukturStruktur StrukturStruktur meliputi Terdiri atas Suhu pH Jumlah enzym Kosentrasi substrat Kosentrasi substrat Inhibitor Glikolisis Pembentukan Asetil KoA Siklus Kreb Transpor Elektron Fermentasi alkohol Fermentasi asam laktat Meliputi Tahap- tahap Terbagi menjadi

3 A. ENZYM A.1. Struktur Enzim adalah biokatalisator organik yang dihasilkan organisme hidup di dalam protoplasma, yang terdiri atas protein atau suatu senyawa yang berikatan dengan protein. Dua fungsi pokok Enzim 1.Mempercepat atau memperlambat reaksi kimia. 2.Mengatur sejumlah reaksi yang berbeda-beda dalam waktu yang sama.

4 Enzim disintesis dalam bentuk calon enzim yang tidak aktif, kemudian diaktifkan dalam lingkungan pada kondisi yang tepat. Misalnya, tripsinogen yang disintesis dalam pankreas, diaktifkan dengan memecah salah satu peptidanya untuk membentuk enzim tripsin yang aktif. Bentuk enzim yang tidak aktif ini disebut zimogen.

5 Enzim tersusun atas dua bagian. Kedua bagian enzim tersebut yaitu apoenzim dan koenzim. Apabila enzim dipisahkan satu sama lainnya menyebabkan enzim tidak aktif. Namun keduanya dapat digabungkan menjadi satu, yang disebut holoenzim.

6 Definisi istilah

7 ada 2 teori yang mengungkapkan cara kerja enzim yaitu: 1.Teori gembok dan anak kunci (Lock and key) Teori ini dikemukakan oleh Emil Fisher yang menyatakan kerja enzim seperti kunci dan anak kunci, melalui hidrolisis senyawa gula dengan enzim invertase, sebagai berikut: 1. Enzim memiliki sisi aktivasi, tempat melekat substrat 2. hubungan antara enzim dan substrat terjadi pada sisi aktivasi 3. Hubungan antara enzim dan substrat membentuk ikatan yang lemah A. ENZYM A.2. Kerja Enzim Cara kerja enzim

8 Reaksi Sintesa Reaksi pemecahan

9 2.Teori cocok terinduksi/ Induced fit theory /Hipothesis Daniel Koshland : a.Enzim dan sisi aktifnya merupakan struktur yang secara fisik lebih fleksibel daripada hypothesis Fischer. b.Terjadi interaksi dinamis antara enzim dan substrat c.Jika substrat berkombinasi dengan enzim, akan terjadi perubahan dalam struktur (konformasi) sisi aktif enzim sehingga fungsi enzim berlangsung efektif. d.Struktur molekul substrat juga berubah selama diinduksi sehingga kompleks enzim-substrat lebih berfungsi.

10

11 a.Suhu b.pH c.Jumlah enzym d.Konsentrasi substrat e.inhibitor A. ENZYM A.3. Faktor-faktor yang berpengaruh

12 Pengaruh Suhu dan pH Setiap enzim memiliki suhu optimal untuk dapat berfungsi Setiap enzim memiliki pH optimal di untuk dapat berfungsi Kondisi optimal mendukung bentuk yang paling aktif untuk molekul enzim

13 Optimal temperature for typical human enzyme (37°C) Optimal temperature for enzyme of thermophilic (heat-tolerant) bacteria (77°C) Temperature (°C) (a) Suhu optimal bagi 2 macam enzim Aktivitas enzim a.SUHU

14 Aktivitas enzim pH (b) pH Optimal bagi 2 macam enzim Optimal pH for pepsin (stomach enzyme) Optimal pH for trypsin (intestinal enzyme) b. pH

15 pH

16 C. JUMLAH ENZIM Aktivitas enzim Jumlah enzim

17 d. Konsentrasi Substrat

18 e. Pengaruh jumlah inhibitor terhadap laju aktivitas enzim Aktivitas enzim Jumlah Inhibitor

19 Substrat e. Inhibitor e.1. Inhibitor Reversible Inhibitor Kompetitif berikatan dengan sisi aktif enzim Inhibitor merubah bentuk sisi aktif, sehingga sisi aktif tidak bisa mengikat substrat Substrat Enzim Inhibitor Alosterik Sisi Alosterik

20 Konsentrasi subtrat meningkat

21 B. ADENOSINE TRIPHOSPHATE (ATP) (a) Struktur ATP Phosphate groups Adenine Ribose

22 Adenosine triphosphate (ATP) Energy Inorganic phosphate Adenosine diphosphate (ADP) (b) Hidrolisis ATP Ikatan antara gugus fosfat dari ekor ATP dapat dipatahkan oleh hidrolisis Energi dilepaskan dari ATP ketika ikatan fosfat terminal rusak Ini pelepasan energi berasal dari perubahan kimia ke keadaan energi bebas yang lebih rendah, bukan dari ikatan fosfat sendiri

23 Regenerasi ATP ATP merupakan sumber daya terbarukan yang diregenerasi dengan penambahan gugus fosfat dari adenosin difosfat (ADP) Energi untuk memfosforilasi ADP berasal dari reaksi katabolik dalam sel Siklus ATP adalah pintu putar di mana energi melewati selama transfer nya dari katabolik ke jalur anabolik Energi yang berasal dari katabolisme (exergonic, energy-releasing processes) Energi untuk Pekerjaan seluler (endergonic, energy-consuming processes) ATP ADPP i H2OH2O

24 C. KATABOLISME 1.Katabolisme karbohidrat a.Respirasi 1.Glikolisis 2.Pembentukan Asetil KoenzimA 3.Siklus Asam Sitrat 4.Transpor Elektron (Fosforilasi Oksidatif) b.Fermentasi 1.Fermentasi alkohol 2.Fermentasi asam laktat 2.Katabolisme Lemak dan protein a.Katabolisme lemak b.Katabolisme protein

25 Proses pemecahan : – Karbohidrat Glukosa – Protein Asam Amino – Lemak Asam Lemak dan Gliserol C. KATABOLISME

26 1. KATABOLISME KARBOHIDRAT 1.a. Respirasi Glikolisis Pembentukan asetil koenzim A Siklus Asam sitrat Transport elektron dan fosforilasi kemiosmosis Glukosa Piruvat asetil koenzim A Siklus asam sitrat Transport elektron dan fosforilasi kemiosmosis ATP mitokondria sitosol

27 Glycolysis: Energy Investment Phase ATP Glucose Glucose 6-phosphate ADP Hexokinase 1 Fructose 6-phosphate Phosphogluco- isomerase 2 1. Fosforilasi Glukosa 2. Perubahan glukosa 6-fosfat menjadi fruktosa 6-fosfat 1.a. Respirasi Glikolisis Glukosa (6C) 2 Piruvat (3C) 10 tahap

28 Glycolysis: Energy Investment Phase ATP Fructose 6-phosphate ADP 3 Fructose 1,6-bisphosphate Phospho- fructokinase 4 5 Aldolase Dihydroxyacetone phosphate Glyceraldehyde 3-phosphate To step 6 Isomerase 3. Fosforilasi fruktosa 6-fosfat menjadi fruktosa 1,6-difosfat 4. Penguraian fruktosa 1,6 difosfat menjadi dua triosa fosfat 5. Pengubahan dihidroksiaseton fosfat menjadi gliseraldehid 3-fosfat

29 6. Pengoksidasian gliseraldehide 3-fosfat menjadi 3-fosfogliseroil fosfat Glycolysis: Energy Payoff Phase 2 NADH 2 ATP 2 ADP NAD  + 2 H  2 P i 3-Phospho- glycerate 1,3-Bisphospho- glycerate Triose phosphate dehydrogenase Phospho- glycerokinase Pengubahan 3-fosfogliseroil fosfat menjadi 3-fosfogliseraldehid dan ATP

30 8. Pengubahan 3-fosfogliseraldehid menjadi 2-fosfogliseraldehid Glycolysis: Energy Payoff Phase 2 ATP 2 ADP H 2 O 2-Phospho- glycerate 3-Phospho- glycerate Phospho- glyceromutase Enolase Pyruvate kinase 9. Pengubahan 2-fosfogliseraldehide menjadi fosfoenol piruvat 10. Pengubahan fosfoenol piruvat menjadi piruvat PENDALAMAN GLIKOLISIS PENDALAMAN GLIKOLISIS Pyruvate Phosphoenol- pyruvate (PEP)

31 Glikolisis Glukosa Sitosol Piruvat Etanol atau asam laktat Asetil KoA Ada Oksigen Respirasi seluler Tidak ada Oksigen Fermentasi Siklus Asam sitrat Siklus Asam sitrat Mitokondria Jalur metabolisme piruvat Sitoplasma

32 Tahap mengkonsumsi ATP Tahap memproduksi ATP

33 1.a. Respirasi 1.a.2. Pembentukan Asetil KoenzimA 1.Dekarboksilasi oksidatif 2.Oksidasi 2 C sisa, hidrogen diterima NAD⁺ Pyruvate Transport protein CYTOSOL MITOCHONDRION CO 2 Coenzyme A NAD  + H  NADH Acetyl CoA 23 2 piruvat + 2 NAD⁺ + 2 KoA-SH→2 asetil KoA + 2CO₂+2NADH+H⁺ 3.Gugus asetil melekat pada gugus sulfidril koenzim A Protein yang ada di dalam membran-dalam mitikondria mentranslokasi piruvat dari sitosol ke dalam matriks mitokondria 1

34 1.a. Respirasi 1.a.2. Pembentukan Asetil KoenzimA 1.Dekarboksilasi oksidatif Gugus karboksil piruvat, yang telah dioksidasi sepenuhnya dikeluarkan sebagai molekul CO₂, yang berdifusi keluar dari sel Pyruvate Transport protein CYTOSOL MITOCHONDRION 1 CO 2

35 1.a. Respirasi 1.a.2. Pembentukan Asetil KoenzimA 2.Oksidasi 2 C sisa, hidrogen diterima NAD⁺ Fragmen berkarbon dua yang tersisa, dioksidasi. Sementara NAD⁺ direduksi menjadi NADH Pyruvate Transport protein CYTOSOL MITOCHONDRION CO 2 NAD  + H  12 NADH

36 1.a. Respirasi 1.a.2. Pembentukan Asetil KoenzimA Pyruvate Transport protein CYTOSOL MITOCHONDRION CO 2 Coenzyme A NAD  + H  NADH Acetyl CoA piruvat + 2 NAD⁺ + 2 KoA-SH→2 asetil KoA + 2CO₂+2NADH+H⁺ 3.Gugus asetil melekat pada gugus sulfidril koenzim A Akhirnya gugus asetil berkarbon-dua diikatkan pada koenzim A (CoA). Koenzim ini memiliki satu atom sulfur, yang diikat pada fragmen asetil oleh ikatan yang tak stabil. Ini akan mengaktifkan gugus asetil oleh pada reaksi pertama siklus Krebs

37 1.a. Respirasi 1.a.3. Siklus Asam Sitrat siklus asam sitrat, juga disebut siklus Krebs, melengkapi memecah piruvat menjadi CO₂ Siklus mengoksidasi bahan bakar organik yang berasal dari piruvat, menghasilkan – 1 ATP, – 3 NADH, dan – FADH₂ per 1 siklus

38 Pyruvate NAD  NADH + H  Acetyl CoA CO 2 CoA 2 CO 2 ADP + P i FADH 2 FAD ATP 3 NADH 3 NAD  Siklus asam sitrat + 3 H 

39 Siklus asam sitrat memiliki delapan langkah, masing- masing dikatalisis oleh enzim spesifik Kelompok asetil dari asetil KoA bergabung dengan oksaloasetat, membentuk sitrat Tujuh langkah selanjutnya menguraikan sitrat kembali ke oksaloasetat, sehingga membuat siklus NADH dan FADH₂ dihasilkan oleh siklus elektron, secara estafet diekstraksi dari makanan ke rantai transpor elektron

40 1 Acetyl CoA Citrate Citric acid cycle CoA-SH Oxaloacetate

41 1 Acetyl CoA Citrate Isocitrate Citric acid cycle H2OH2O 2 CoA-SH Oxaloacetate

42 Figure Acetyl CoA Citrate Isocitrate  -Ketoglutarate Citric acid cycle NADH + H  NAD  H2OH2O 32 CoA-SH CO2CO2 Oxaloacetate

43 Figure Acetyl CoA Citrate Isocitrate  -Ketoglutarate Succinyl CoA Citric acid cycle NADH + H  NAD  H2OH2O 324 CoA-SH CO2CO2 CO2CO2 Oxaloacetate

44 Figure Acetyl CoA Citrate Isocitrate  -Ketoglutarate Succinyl CoA Succinate Citric acid cycle NADH ATP + H  NAD  H2OH2O ADP GTPGDP P i 3245 CoA-SH CO2CO2 CO2CO2 Oxaloacetate

45 Figure Acetyl CoA Citrate Isocitrate  -Ketoglutarate Succinyl CoA Succinate Fumarate Citric acid cycle NADH FADH 2 ATP + H  NAD  H2OH2O ADP GTPGDP P i FAD CoA-SH CO2CO2 CO2CO2 Oxaloacetate

46 Figure Acetyl CoA Citrate Isocitrate  -Ketoglutarate Succinyl CoA Succinate Fumarate Malate Citric acid cycle NADH FADH 2 ATP + H  NAD  H2OH2O H2OH2O ADP GTPGDP P i FAD CoA-SH CO2CO2 CO2CO2 Oxaloacetate

47 Figure NADH 1 Acetyl CoA Citrate Isocitrate  -Ketoglutarate Succinyl CoA Succinate Fumarate Malate Citric acid cycle NAD  NADH FADH 2 ATP + H  NAD  H2OH2O H2OH2O ADP GTPGDP P i FAD CoA-SH CO2CO2 CO2CO2 Oxaloacetate

48 Pyruvate NAD  NADH + H  Acetyl CoA CO 2 CoA 2 CO 2 ADP + P i FADH 2 FAD ATP 3 NADH 3 NAD  Siklus asam sitrat + 3 H  Rangkuman siklus Krebs Siklus ini berfungsi sebagai tanur metabolik yang mengoksidasi bahan bakar organik yang diturunkan dari piruvat, produk glikolisis Diagram ini merangkum masukan dan keluaran begitu piruvat dipecah menjadi 3 molekul CO₂ Siklus ini menghasilkan 1 ATP perputaran melalui fosforilasi substrat, tetapi sebagian besar energi kimiawi ditransfer selama reaksi redoks ke NAD⁺ dan FAD Koenzim tereduksi, NADH dan FADH₂, membolak balik muatannya yang berupa elektron berenergi tinggi ke rantai transpor elektron untuk mensinteaia ATP melalui fodforilasi oksidatif Untuk menghitung masukan dan keluaran berdasarkan “per glukosa”, kalikan dengan 2, karena setiap molekul glukosa selama glikolisis dipecah menjadi 2 molekul piruvat PENDALAMAN SIKLUS ASAM SITRAT

49 Dalam proses rantai respirasi dihasilkan energi yang tinggi → energi tsb ditangkap oleh senyawa yang disebut ATP Fosforilasi oksidatif adalah proses pengikatan fosfor menjadi ikatan berenergi tinggi dalam proses rantai respirasi 1.a. Respirasi 1.a.4. Transpot Elektron/ fosforilasi oksidatif

50

51

52 Perhitungan Produksi ATP Respirasi sel Selama respirasi seluler, sebagian besar energi mengalir dalam urutan ini: – glukosa → NADH → rantai transpor elektron → proton- motif kekuatan → ATP – Sekitar 34% dari energi dalam molekul glukosa ditransfer ke ATP selama respirasi sel, membuat sekitar 32 ATP – 1 molekul NADH akan melepaskan/ menghasilkan 3 ATP, sedangkan 1 molekul FADH akan melepaskan/ menghasilkan 2 ATP

53 Electron shuttles span membrane MITOCHONDRION 2 NADH 6 NADH 2 FADH 2 or  2 ATP  about 32 or 34 ATP Glycolysis Glucose 2 Pyruvate Pyruvate oxidation 2 Acetyl CoA Citric acid cycle Oxidative phosphorylation: electron transport and chemiosmosis CYTOSOL Maximum per glucose: About 36 or 38 ATP 10NADHx3ATP 2 FADH 2 x2ATP 8 NADHx3ATP 4 FADH 2 x2ATP

54

55

56 Uji kemampuan 1.Dari proses: glikolisis dekarboksilasi oksidatif, siklus krebs bedakan tentang a.Tempat terjadinya b.Zat yang diubah (input) c.Zat yang dihasilkan (out put) 2.Hitung jumlah ATP secara langsung dan secara tidak langsung (melalui tranfer elektron) untuk masing-masing proses

57 1. KATABOLISME KARBOHIDRAT b. Fermentasi Figure ADP 2 ATP Glucose Glycolysis 2 Pyruvate 2 CO 2 2  2 NADH 2 Ethanol 2 Acetaldehyde (a) Alcohol fermentation (b) Lactic acid fermentation 2 Lactate 2 Pyruvate 2 NADH Glucose Glycolysis 2 ATP 2 ADP  2 P i NAD 2 H   2 P i 2 NAD    2 H 

58 b.1. Fermentasi Alkohol Figure 9.17 (b) Lactic acid fermentation 2 Pyruvate 2 ADP 2 ATP Glucose Glycolysis 2 Pyruvate 2 CO 2 2  2 NADH 2 Ethanol 2 Acetaldehyde (a) Alcohol fermentation  2 P i NAD 2 H  

59 b.2. Fermentasi Asam Laktat (b) Lactic acid fermentation 2 Lactate 2 Pyruvate 2 NADH Glucose Glycolysis 2 ATP 2 ADP  2 P i 2 NAD   2 H 

60

61 2. KATABOLISME LEMAK DAN PROTEIN a.Katabolisme Lemak 1.Oksidasi asam lemak yang menghasilkan residu Asetil KoA 2.Oksidasi Asetil KoA menjadi Karbon Dioksida melalui Siklus Kreb b.Katabolisme Protein

62 2. KATABOLISME LEMAK DAN PROTEIN a.Katabolisme Lemak Lemak Asam Lemak Gliserol Dihidroksi aseton fosfat Glikolisis Oksidasi menghasilkan residu Asetil KoA Asetil KoA menjadi Karbon Dioksida melalui Siklus Kreb mitokondria Energi 5% Energi 95%

63 2. KATABOLISME LEMAK DAN PROTEIN a.Katabolisme Lemak 2. Oksidasi Asetil KoA menjadi Karbon Dioksida melalui Siklus Kreb 8 asetil-S-KoA16 O₂96 P₁96 ADP KoA-SH96 ATP104 H₂O 16 CO₂ +++ → Asetil KoAKarbon dioksidaAir 1.Oksidasi asam lemak yang menghasilkan residu Asetil KoA Palmitoil-S-KoA + 7KoA-SH + 7O₂ + 35 P₁ + 35 ADP8 asetil-S-KoA + 35 ATP + 42 H₂O Siklus Kreb oksidasi

64 2. KATABOLISME LEMAK DAN PROTEIN a.Katabolisme Lemak 2. Oksidasi Asetil KoA menjadi Karbon Dioksida melalui Siklus Kreb 8 asetil-S-KoA16 O₂96 P₁96 ADP KoA-SH96 ATP 104 H₂O 16 CO₂ ++ + Asetil KoAKarbon dioksidaAir Siklus Kreb oksidasi

65 Rangkuman katabolisme Lemak 131 ADPPalmitoil-S-KoA32 O₂131 P₁ KoA-SH 131 ATP 146 H₂O 16 CO₂ mol asam lemak ( 16C ) 1 mol asam lemak ( 16C ) 131 ATP 1 mol glukosa ( 6C ) 1 mol glukosa ( 6C ) 36 ATP

66 Glikolisis Glukosa 2 Piruvat Energi 2 KoA 2 Asetil KoA 2 Siklus TCA Energi Pecahan 2 karbon mengikat KoA Energi Gliserol KoA Asam Lemak Trigliserida 2 KoA 2 CO₂ Jalur metabolisme lemak menjadi energi (sumber: Whitney & Roffes, 1993

67 Lemak Gliserol Asam Lemak PGAL Asam piruvat Asetil-KoA Respirasi bahan bakar lemak

68 V 2. KATABOLISME LEMAK DAN PROTEIN a.Katabolisme Protein Protein Asam amino Amonia Urea Rantai karbon ( c ) Respirasi glukosa Protease Deaminasi Asam Piruvat Glisin, Serin, Alanin, Sistein, Treonin Tirosin Fenilalanin Lisin Triptofan Asparagin Aspartat CVCV Siklus Kreb Asetil KoA

69 D. ANABOLISME


Download ppt "METABOLISME Dra. Krisnawati SMUN I Genteng Dra. Krisnawati SMUN I Genteng."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google