METABOLISME MIKORORGANISME

Mengapa perlu mempelajari Metabolisme? Klasifikasi bakteria Toleransi Oksigen Reaksi biokimia Asam, Ammonia, Gas Produk hasil fermentasi Produk makanan Yogurt, roti, alkohol Produk komersil Asam sitrat, plastik Pembersihan lingkungan

Ying & Yang Metabolisme Metabolisme = Anabolisme + Katabolisme Fotosintesis membutuhkan Respirasi Respirasi membutuhkan Fotosintesis Produksi Energi = Konsumsi Energi

Salah satu ciri makhluk hidup adalah melakukan metabolisme Metabolisme adalah : Total dari semua reaksi kimia yang terjadi di dalam sel. Metabolisme terbagi dua : 1. Anabolisme 2. Katabolisme

Perbedaan reaksi 1. Katabolisme, yaitu adalah reaksi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa senyawa yang lebih sederhana dengan bantuan enzim (R espirasi) 2. Anabolisme, yaitu lintasan metabolisme yang menyusun beberapa senyawa organik sederhana menjadi senyawa kimia atau molekul kompleks (Fotosintesis)

Perbedaan reaksi Reaksi Anabolik Menghasilkan polimer atau makromolekul Membutuhkan energi Energi diperoleh dari reaksi katabolik Reaksi Katabolik Menghasilkan monomer Menghasilkan atau melepas energi Energi disimpan di dalam ATP

Sumber Energi (Foto- vs. Kemotrof) Sumber Elektron Pembawa Elektrons Penerima Elektron Akhir Sumber Karbon (Auto- vs. Heterotrof) Auto- : Karbondioksida Hetero- : bahan organik

Klasifikasi Mikroorganisme Berdasarkan Metabolisme

Klasifikasi Mikroorganisme Berdasarkan Metabolisme

Klasifikasi Mikroorganisme Berdasarkan Metabolisme Jenis Sumber Energi Sumber Karbon Contoh Fotoautotrof Cahaya CO2 Algae, Bakteri sulfur ungu, bakteri sulfur hijau Fotoheterotrof Bahan organik Bakteri non sulfur ungu Kemoautotrof Oksidasi bahan inorganik   Bakteri nitrifikasi, bakteri besi, bateri H2 Kemoheterotrof Oksidasi bahan organik Bakteri secara umum, jamur, protozoa

Sumber Elektron Autotrof Kemotrof Fotosynthesis H2O, H2S Bahan Organik Karbohidrat (C H2O) Glukosa, Laktosa, Sukrosa, Mannitol, Sitrat Asam Amino Chapter 5

Pembawa Elektron Fotosintesis Respirasi NADP + H to NADPH Respirasi NAD + H to NADH FAD + H to FADH mengandung Niacin and Riboflavin Vitamin, tidak stabil Tidak dapat menyimpan molekul-molekul ini Chapter 5

Penerima Elektron Akhir Fotosintesis CO2 + H’s to CH2O Menyimpan energi Respirasi Aerob 1/2 O2 + H 2 to H2O Anaerob Fermentasi Chapter 5

Pola Memperoleh Energi Setelah gula dibuat atau diperoleh, mereka menjadi sumber energi kehidupan. Pemecahan gula (katabolisme) dengan berbagai cara, yaitu : Respirasi Aerob Respirasi Anaerob (Fermentasi)

Respirasi Aerob Cara paling efisien memperoleh energi dari glukosa. Proses: Glikolisis Siklus Kreb (Siklus Asam Sitrat) Rantai Elektron transpor Terdiri dari banyak ATP NAD+ diregenerasi

Respirasi Aerob - Glikolisis Eukariot glucosa -----> G-6-P----->F-6-P-----> …... 2 pyruvate +2ATP + 2NADH Prokariot glucose-----> G-6-P------>F-6-P Proses berlangsung selama transportasi substrat. Fosfat berasal dari phosphoenolpyruvate (PEP) .....-----> 2 pyruvate +2ATP + 2NADH

Glikolisis: Oksidasi of Glukosa two Glyceraldehyde-3-PO4 Glucose 2ATP 2 NAD+ 2ADP 2NADH + 2H+ 4 ADP 4 ATP two Glyceraldehyde-3-PO4 two Pyruvate

Glikolisis Glikolisis Langkah pertama di dalam respirasi seluler dan fermentasi Pathway utama pada proses fermentasi dan merupakan metode metabolisme anaerob Proses anoxic Hasil glikolisis Melepaskan sedikit energi (ATP) Menghasilkan produk fermentasi

Glikolisis – Stage I: Persiapan Reaksi Tidak ada reaksi oksidasi/ reduksi 2 molecules of ATP are invested Figure 5.15

Glycolysis – Stage II: Making ATP and Pyruvate Oxidation-reduction reactions occur; NADH produced 4 molecules of ATP are produced; 2 net ATP produced Remember that 2 molecules of G3P are produced so everything is multiplied by 2 Substrate level phosphorylation occurs Pyruvate is produced Figure 5.15

Glycolysis – Stage III: Making Fermentation Products Oxidation-reductions occur by fermentation Yeast  ethanol + CO2 Different for different organisms Net energy yield for complete fermentation: 2 ATP NAD+ is regenerated If oxygen is present, pyruvate will be converted into acetyl CoA and enter the Krebs cycle Figure 5.15

SIKLUS KREB

Pyruvate + 4NAD + FAD -----> Siklus Kreb : Pyruvate + 4NAD + FAD -----> 3CO2 +4NADH + FADH GDP + Pi -----> GTP GTP + ADP -----> ATP + GDP

Rantai Transpor Elektron 4HADH -----> 12 ATP FADH ------> 2 ATP Total 15 ATP Glycolysis -----> 8 ATP Total equation: C6H12O6 + 6O2 ------> 6CO2 + 6H2O + 38 ATP

Respirasi Aerob –vs- Fermentasi Aerobik Glikolisis, Siklus Krebs (siklus asam sitrat) dan rantai transport elektron Terdiri dari banyak ATP NAD+ diregenerasi Anaerobik (Fermentasi) Glikolisis Menghasilkan 2 ATP Asam laktat atau fermentasi etanol

Respirasi Aerob vs Fermentasi

Respirasi Anaerob (Fermentasi) Digunakan oleh mikroorganisme yang tidak dapat berespirasi Disebabkan kekurangan penerima elektron inorganik yang cocok atau kekurangan rantai transpor elektron ATP hanya dihasilkan pada glikolisis Langkah lain untu mengkonsumsi kelebihan tenaga yang berkurang Memproses ulang NADH Jalur fermentasi menggunakan pyruvate or derivative as penerima elektron paling ujung

Respirasi Anaerob (Fermentasi) Final electron acceptor : never be O2 Sulfate reducer: final electron acceptor is sodium sulfate (Na2 SO4) Methane reducer: final electron acceptor is CO2 Nitrate reducer : final electroon acceptor is sodium nitrate (NaNO3) O2/H2O coupling is the most oxidizing, more energy in aerobic respiration. Therefore, anaerobic is less energy efficient.

Respirasi Anaerob (Fermentasi) Glycosis: Glucose ----->2 Pyruvate + 2ATP + 2NADH Fermentation pathways a. Homolactic acid F. P.A -----> Lactic Acid eg. Streptococci, Lactobacilli b.Alcoholic F. P.A -----> Ethyl alcohol eg. yeast

Respirasi Anaerob (Fermentasi) c. Mixed acid fermentation P.A -----> lactic acid acetic acid H2 + CO2 succinic acid ethyl alcohol eg. E.coli and some enterbacter d. Butylene-glycol F. P.A -----> 2,3, butylene glycol eg. Pseudomonas e. Propionic acid F. P.A -----> 2 propionic acid eg. Propionibacterium

Respirasi Anaerob (Fermentasi)

Produk akhir dari fermentasi tergantung dari organisme

Kesimpulan Respirasi Respirasi Aerob Anaerobic Respiration Glikolisis Siklus Kreb Rantai Transpor Elektron Anaerobic Respiration Pyruvate  Asam Laktat Mixed Acids Alkohol + CO2 Recycle NADH 2 ATP / Glucose Chapter 5

Teerima kasih