Metabolismesegala proses reaksi yang terjadi di dalam makhluk
hidup mulai dari makhluk hidup bersel satu sampai yang paling
kompleks (manusia) untuk mendapat, mengubah , dan memakai senyawa
kimia di sekitar untuk mempertahankan kelangsungan hidup
Metabolisme
Dalam organisme terjadi banyak reaksi kimia yang teratur dan
terkontrol Metabolisme dibagi menjadi anabolisme dan katabolisme
Metabolisme perantara:
Metabolisme energi:
Menggabungkan semua reaksi pembentukan dan penyimpanan dan
penggunaan energi untuk pembentukan molekul kecil dan molekul
penyimpang energi Bagian metabolisme perantara yang berisi jalur
pembentukan dan penyipanan energi Jalur utama yang sama untuk
hampir semua organisme (oksidasi)
Jalur pusat:
ANABOLISME
Polimer : Protein, Asam Nukleat, Polisakarida, Lipid
KATABOLISME
Monomer : Asam amino, Nukleotida, Monosakarida, Asam lemak,
Gliserol
Metabolit intermediet : Piruvat, Asetil CoA, Intermediat suklus
TCA
Energ i
Energ i
Molekul sederhana : H2O, CO2, NH3
Metabolisme
Hampir semua organisme menggunakan molekul organik sebagi sumber
energi dan biosintesis Autotrof
Mampu membuat molekul organik dari anorganik
Heterotrof
Feeding on others
Aerobik: organisme tergantung pada respirasi Anaerob: mampu
melakukan metabolisme energi tanpa adnaya oksigen
Metabolisme Perantara
Perbedaan jalur biosintesis & degradasiMerupakan kebalikan
satu sama lain Menggunakan intermediet atau reaksi yang sama
Terjadi ditempat berbeda:
Oksidasi asam lemak di mitokondria Sintesis asam lemak di
sitoplasma
Pengendalian: mis level ATP
Aspek bioenergetikOksidasi biologis melibatkan tranfer elektron
dengan oksigen sebagai akseptor terakhir (proses koupling)
Melibatkan penangkapan energi bebas menjadi energi kimia (ATP) +
Agen pembawa elektron (NAD ) membawan elektron ke respirasi untuk
ditangkap oksigen
Aspek bioenergetika
Semakin tereduksi suatu metabolit semakin banyak energi yang
diberikan dalam oksidasiC6H12O6 + 6O2 C16H32O2 + 23O2 6CO2 + 6H2O +
Go' = -3,74 kcal/g 16CO2 + 16H2O +Go' = -9,74 kcal/g
RQ:jumlah mol CO2 yang dihasilkan tiap konsumsi per mol O2
(respiratory quotient) Semakin tinggi RQ maka semakin teoksidasi
suatu metabolit NADPH pembawa elektron yang digunakan untuk proses
biosintesis
Review this ATP molecule
Berikan alasan mengapa molekul ATP digunakan sebagai molekul
penyimpan energi kimia dalam proses metabolisme1. 2.
3.4.
Kestabilan resonansi Tolakan elektron Pengaruh hidrasi
Tautomeri
Daur ATPHidrolisis ATP ATP + HOH ======== ADP + Go = (GoADP
+GoPi) (GoATP + GoHOH) [ADP] [Pi] G = Go + RT ln [ATP] [HOH]
Setimbang : Go Penentuan(1)
Pi
=
- RT ln
ATP
+
= RT ln Keq [ATP] [HOH] Go heksokinase Glukosa ======= ADP
[ADP] [Pi]
+ Glukosa-6-fosfat
(2) Glukosa-6-fosfat + H2O
glukosa-6-fosfokinase ================ Glukosa + P
Keq 1 = 661 (Go = - 4,0 kkal/mol), Keq 2 = 171 (Go = - 3,3
kkal/mol), GoATP = -4,0 + (-3,3) = - 7,3 kkal/mol. ADP + H2O =====
AMP + Pi AMP + H2O =====Adenosin + Pi Go
Go = -7,3 kkal/mol = -3,4 kkal/mol
Energi bebas baku (Go ) berbagai senyawa fosfat Nama senyawa
Fosfoenolpiruvat 3-Fosfogliseroilfosfat Fosfokreatin Asetil fosfat
Fosfoargini ATP Glukosa-1-fosfat Fruktosa-1-fosfat Glukosa-6-fosfat
Gliserol-1-fosfat Go (kkal/mol) 14,8 11,8 10,3 10,1 7,7 7,3 5 3,8
3,3 2,2
Sistem ATP-ADP-AMP[ADP] + 2[ATP]Muatan energi = 1/2 [AMP] +
[ADP] + [ATP] keadaan penuh muatan energi sama dengan 1
Sistem NAD(P)+
Daur NAD/NADH atau NADP/NADPH.Zat (bentuk reduksi) Zat (bentuk
oksidasi)
katabolisme
NAD, atau NADP (bentuk oksidasi)
NADH, atau NADPH (bentuk reduksi)
Anabolisme (reaksi biosintesis reduksi)
Hasil akhir (bentuk reduksi)
Zat pemula (bentuk reduksi)
Jalur utama metabolisme energiGlikolisis, oksidasi asam lemak
Siklus asam sitrat Transport elektron dan fosforilasi oksidatif
Glukoneogenesis Fotosintesis
Mekanisme kontrol metabolisme
Kontrol pada level enzim
Level enzim berubah tergantung kebutuhan metabolit Ada induksi
ada represiModifikasi sisi aktif (mis fosforilasi) Pada eukariot
terdapat pembagian tugas sel sehingga lebih efisien Pesan dari luar
sel diteruskan dengan perubahan metabolisme dalam sel (transduksi
sinyal)
Kontrol pada aktivitas enzim
Kompartementasi
Regulasi hormonal
Level Enzim
Modifikasi sisi aktif enzim
Kompartementasi
Kompartementasi
Hormonal
Transduksi sinyal
How to study metabolism?
Tujuan studi metabolisme:
Identifikasi substrat, produk, stoikiometri semua reaksi
Pengendalian laju reaksi tertentu di jaringan/organ Fungsi
fisiologis suatu reaksi
Level studi
Organisme utuh
Feeding substrat berlabel-analisis metabolit di liver (NMR)
Glucose tolerance test
Organ terisolasi Sel utuh: tissue culture technology Sistem sel
bebas: untuk metabolit yang susah melewati membran Komponen murni:
organel, uji aktivitas enzim
