METABOLISME MIKROBIA Dyah Ayu Widyastuti

Metabolisme Merupakan semua reaksi kimia dan biologis yang terjadi di dalam sel Metabolisme pada semua organisme pada prinsipnya memiliki kesamaan namun ada perbedaan tergantung jenis organismenya Metabolisme mikrobia meliputi semua reaksi biokimia yang terjadi dalam sel mikroba yang berperan penting dalam regenerasi energi dan metabolit

Fungsi Metabolisme Mendapatkan tenaga kimia dari pemecahan nutrien dari sekitarnya/dari sinar matahari yang diserap Mengubah molekul nutrien menjadi senyawa dasar atau prekursor untuk pembentukan makromolekul Menyusun senyawa dasar menjadi protein, asam nukleat, lipid, dan polisakarida

Jalur Utama Metabolisme

METABOLISME KATABOLISME ANABOLISME

Konsep Dasar Metabolisme

Anabolisme dan Katabolisme

Katabolisme Proses degradasi nutrien menjadi fragmen-fragmen yang lebih kecil Proses katabolisme menghasilkan ATP, proton motive force, menurunkan tenaga dan pengambilan nutrisi serta pembentukan rangka karbon dalam jalur metabolisme inti Katabolisme bisa pendek (misal: pembentukan asetat) atau bisa panjang (misal: pembentukan asam benzoat)

Katabolisme  menghasilkan energi (ATP) Energi, digunakan oleh mikroba, untuk: Sistesis bagian sel (dinding sel, membran sel, dan substansi sel lainnya) Sintesis enzim, asam nukleat, polisakarida, fosfolipid, atau komponen sel lainnya Mempertahankan kondisi sel optimal dan memperbaiki bagian sel yang rusak Pertumbuhan dan perkembangan Penyerapan hara dan ekskresi senyawa yang tidak diperlukan (waste product) Pergerakan (motility)

Total Hasil Energi

Anabolisme Biosintesis polimer dari monomer (asam amino, nukleotida, dan lipid) dari rangka karbon utama melalui pemanfaatan ATP dan NADPH Pertumbuhan sel dengan menggabungkan struktur makromolekul melalui proses polimerisasi monomer- monomer yang dihasilkan dari proses biosintesis, melibatkan berbagai nukleotida fosfat Polimer yang dihasilkan antara lain protein, asam nukleat, dinding sel, cadangan makanan, dll.

Tipe Metabolisme Mikrobia Heterotrof Autotrof Fotosintesis

Metabolisme Sumber C Sumber N Sumber energi Sumber H+ Heterotrof/ Kemoorganotrof Organik Atau anorganik Oksidasi senyawa organik - Ototrof/ kemolitotrof CO2 Senyawa Fotosintesis Fotolitotrof Bakteri Sianobakteri Fotoorganotrof Anorganik Cahaya matahari H2S atau H2 Fotolisis H2O Bahan organik

Heterotrof Jamur dan bakteri tertentu Mendapatkan energi dari oksidasi senyawa organik Senyawa organik mengandung karbon dan nitrogen yang digunakan secara aerob atau anaerob untuk menghasilkan tenaga pereduksi seperti nicotinamide adenine dinucleotide tereduksi (NADH + H+) dan energi (ATP)

Respirasi (oksidasi) Aerob vs. Anaerob Respirasi Aerob  katabolisme bahan organik dengan akseptor elektron terakhir berupa O2; dan donor elektron berupa bahan organik. Contoh katabolisme gula C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energi Efisiensi respirasi aerob 55% Respirasi Anaerob  katabolisme dengan akseptor elektron terakhir berupa NO3, SO4, senyawa organik fumarat, dan CO2; dan donor elektron berupa bahan organik Misal bakteri metanogen 4H2 + CO2 → CH4 + 2H2O

Metabolisme Autotrof (kemotrof, kemoautotrof, kemolitotrof) Bakteri yang tumbuh lambat dengan keberadaan senyawa anorganik (ion mineral) tanpa menggunakan sinar matahari sebagai sumber energi Sumber karbon: karbondioksida Sumber nitrogen (N): NH3, NO3-, atau N2

Bakteri Autotrof Tipe kemosintetis Oksidasi senyawa anorganik sebagai sumber energi Famili, Genus, spesies pewakil Pengoksidasi NH3 (aerob) NH3 dioksidasi menjadi NO2 Nitrobacteriaceae (Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrospira) Pengoksidasi NO2 NO2 dioksidasi menjadi NO3 (Nitrobacter, Nitrococcus) Pengoksidasi sulfur (aerob) dan besi S2 dioksidasi menjadi SO4, dan Fe2+ dioksidasi menjadi Fe3+. Thiobacillus thiooxidans Thiobacillus ferrooxidans Ferrobacillus, Leptothrix Pengoksidasi senyawa sulfur dan pereduski NO3 (denitrifikasi) S2O3 dioksidasi, NO3 direduksi Thiobacillus denitrificans

Metabolisme Fotosintesis (Fotoautotrof, Fotoorganotrof) Mikroba Prokaryotik  bakteri dan cyanobacteria Memerlukan sinar matahari (foton) dan pigmen fotosintesis Fotoautotrof  membuat gula di dalam sel untuk respirasi (pembentukan energi) Fotoorganotrof 

Fotosintesis Anoksigenik: Tidak Menghasilkan O2 Fotosintesis bakteri ungu non belerang CO2 + 2CH3CHOHCH3 → (CH2O) + H2O + 2CH3COCH3 Fotosintesis bakteri hijau belerang CO2 + 2H2S → (CH2O) + H2O + 2S Fotosintesis Anoksigenik: Tidak Menghasilkan O2 Fotosintesis Oksigenik: Menghasilkan O2 Fotosintesis Sianobakteri 6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2

Terimakasih