Biokimia Dasar

7/16/2019 Biokimia Dasar

http://slidepdf.com/reader/full/biokimia-dasar-5634f93d1adf9 1/48

Biokimia Dasar



Definisi dan Esensi

• Istilah biokimia mulai sering digunakan sejak tahun 1882, namun mulai diterima setelahdipakai oleh Carl Neuberg, tahun 1904, seorangchemist dari Jerman

• Biokimia merupakan ilmu yang mempelajari

komposisi dan proses yang terjadi pada mahluk hidup, sampai tingkat yang paling kecil (sel,molekul, atom)



Komposisi Kimiawi Benda Hidup

• Komposisi benda hidupdisebut dengan biomolekul

• Air menyusun lebih dari 75%tubuh manusia (benda hidup),disamping unsur-unsur utamalainnya.

Unsur (termasuk air) %

Hidrogen 63

Oksigen 25,5

Carbon 9,5

Nitrogen 1,4

Ca 0,31

P 0,22

Cl 0,08

K 0,06



Komposisi Kimiawi Benda Hidup

• Namun apabila tanpa menghitung air, karbon adalah penyusun

utama bagian padat tubuh manusia.• Sehingga, kebanyakan biomolekul adalah senyawa karbon

Unsur %

Carbon 50 – 60

Oksigen 25 – 30

Nitrogen 8 – 10

Hidrogen 3 – 4



Atom membentuk Molekul Unit

Pembangun UtamaTerdapat 4 jenis Molekul unit pembangunutama mahluk hidup antara lain:

1. 21 jenis asam amino

2. Lima basa nitrogen dan 2 gula yang

menyusun asam nucleat (DNA/RNA)3. Unit pembangun lipid

4. α-D- glukosa, gula induk penyusun hampirseluruh senyawa karbohidrat



Asam Amino• Merupakan molekul yang memiliki gugusamine dan guguskarboksil yang terikat

pada atom yang sama.• Terdiri atas 21 jenis:

▫ Alanin

▫ Valin

▫ Leusin

▫ Isoleusin▫ Prolin

▫ Glisin

▫ Serin - Asam Glutamat - Metionin

▫ Threonin - Histidin - Glutamin

▫ Sistein - Asparagin - Selenosistein

▫ Tirosin - Fenilalanin▫ Triptofan - Arginin

▫ Asam Aspartat - Lisin

http://en.wikipedia.org/wiki/File:AminoAcidball.svg



AsamAmino



Asam Amino (lanjutan)



Asam Amino membentuk Protein• Protein (proteios=pertama/utama) merupakan bagian

terbesar dari benda hidup.

• Fungsinya:

▫ Struktur sel

▫ Enzim▫ Protein transport

▫ Efektor contoh imunoglobulin

▫ Neurotransmitter

▫ Prekursor hormon











Asam Nukleat• Asam nukleat terdiri atas 4

jenis nukleotida penyusunDNA dan 4 jenis penyusunRNA

• Masing-masing nukleotidamengandung

▫ 1 basa nitrogen organic

▫ Suatu gula 5-karbon (alpha-D-ribosa dan 2-deoksi-alpha-ribosa)

▫ Asam fosfat



Asam Nukleat• DNA disusun oleh:

▫ Adenine

▫ Thymine

▫ Guanine

▫ Cytosine• RNA disusun oleh

▫ Adenine

▫ Uracyl

▫ Guanine

▫ Cytosine



Asam Nukleat• DNA dan RNA mempunyai fungsi universal

yang sama pada semua sel, yaitu berperan

dalam penyimpanan, transmisi dan translasiinformasi genetik.











Unit Pembangun Lipid

• Lipid tersusun dari relatif hanya sedikit jenismolekul unit pembangun organik.

• Kebanyakan molekul lipid mengandung satuatau lebih asam lemak berantai panjang,diantaranya: asam palmitat dan asam oleat

• Banyak lipid juga mengandung suatu alkoholcontohnya gliserol



Unit Pembangun Lipid

Asam OleatGliserol

http://www.google.com/url?sa=i&source=images&cd=&cad=rja&docid=OoH_ueepVPV3ZM&tbnid=Ao5eq_gNk2w2RM:&ved=0CAgQjRwwAA&url=http://www.fas.org/irp/imint/docs/rst/Sect20/A12.html&ei=HdQ4Uda4GoWokQXM64CIDg&psig=AFQjCNEtFL9l7guiK5WH7LRc1SSdpWX03A&ust=1362765213470582

http://www.google.com/url?sa=i&source=images&cd=&cad=rja&docid=OoH_ueepVPV3ZM&tbnid=Ao5eq_gNk2w2RM:&ved=0CAgQjRwwAA&url=http://www.fas.org/irp/imint/docs/rst/Sect20/A12.html&ei=HdQ4Uda4GoWokQXM64CIDg&psig=AFQjCNEtFL9l7guiK5WH7LRc1SSdpWX03A&ust=1362765213470582



Lipid

• Lipid adalah senyawa berlemak atau berminyak yang memiliki 2 peranan utama yaitu:

▫ Sebagai komponen struktural utama padamembran sel

▫ Sebagai penyimpan bahan bakar kaya energi(jaringan adiposa/lemak)











Karbohidrat • Karbohidrat tersusun atasmonomer yang dikenal denganmonosakarida, contoh : D-glukosa

• D-glukosa merupakan unitpembangun karbohidratpenyimpan (polisakarida)seperti:selulosa, glikogen.

• Disamping itu juga merupakanprekursor untuk gula-gula lainnyaseperti D-manosa dan sukrosa

(gula tebu)

• Polisakarida memiliki 2 fungsiutama: Unsur struktural pada bagian luar sel dan penyimpan bahan bakar penghasil energi



Molekul Unit Pembangun dan perannyadalam Sel

http://www.google.com/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=L7qBdoES1mj4tM&tbnid=zpX3TYyUp7sT9M:&ved=0CAUQjRw&url=http://people.eku.edu/ritchisong/301notes1.htm&ei=f9k4Ub_NE8eQiQfil4D4Aw&bvm=bv.43287494,d.dGI&psig=AFQjCNFn8BEw9APGg8-O-kes9Kv25nALLw&ust=1362766583829651

http://www.google.com/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=L7qBdoES1mj4tM&tbnid=zpX3TYyUp7sT9M:&ved=0CAUQjRw&url=http://people.eku.edu/ritchisong/301notes1.htm&ei=f9k4Ub_NE8eQiQfil4D4Aw&bvm=bv.43287494,d.dGI&psig=AFQjCNFn8BEw9APGg8-O-kes9Kv25nALLw&ust=1362766583829651



Molekul Unit Pembangun dan perannya

dalam Sel• Asam Nukleat

http://www.google.com/url?sa=i&source=images&cd=&cad=rja&docid=0bF8kRXK5SRczM&tbnid=NT_zh1TBPyCsWM:&ved=0CAgQjRwwAA&url=http://www.nature.com/scitable/knowledge/library/using-genetics-to-understand-primate-social-systems-71223219&ei=-tk4Uar6G8iwkgXY1IH4Cg&psig=AFQjCNHxC9jiKwsy2gsHRVQfLb2oCtd7PA&ust=1362766714495949



Molekul Unit Pembangun dan perannyadalam Sel• Membran Sel

▫ Protein

▫ Lipid▫ Polisakarida

http://www.google.com/url?sa=i&source=images&cd=&cad=rja&docid=gMLS1x0Sa6MlpM&tbnid=OLP9DbWab7EelM:&ved=0CAgQjRwwAA&url=http://www.highlands.edu/academics/divisions/scipe/biology/faculty/harnden/2121/notes/cell.htm&ei=sdo4UduFJo2hmQXsl4HYDQ&psig=AFQjCNFXAx98vS4AXBs-LlQ68ohUo9doGw&ust=1362766897661272



Proses Biokimia Mahluk Hidup1. Bereproduksi dengan tepat penurunan informasi

genetik melalui DNA replikasi2. Pembentukkan protein sebagai komponen utama

struktur mahluk hidup, melalui DNA transkripsi dantranslasi protein

3. Pembentukkan energi (dalam bentuk ATP) yangdigunakan untuk biosintesa, gerak sel dan transportmembran.

1. Metabolisme karbohidrat: glikolisis, siklus asamtrikarboksilat, glukoneogenesis, metabolisme glikogen

2. Metabolisme lipidSeluruh proses di atas dikatalisasi/dipercepat denganmenggunakan enzim



Enzim



Pendahuluan

• Hampir seluruh reaksi di tubuh diperantaraioleh enzim yang merupakan katalis protein yang

meningkatkan laju reaksi tanpa ikut berubah pada keseluruhan proses.

• Enzim secara selektif menyalurkan substrat

(pereaksi) ke dalam jalur-jalur yang berguna(mengarahkan peristiwa metabolik)



Tata Nama

• Setiap enzim diberi 2 nama:

▫ Nama rekomendasi atau nama pendek

Nama enzim yang paling sering digunakanmemiliki akhiran “-ase” yang disambungkandengan substrat reaksinya (contoh: glukosidase,urease), atau disambungkan dengan aksi yg

dijalankannya (contoh: laktat dehidrogenase)



Tata Nama (lanj.)▫ Nama sistematik International Union of Biochemistry and Molecular Biology (IUBMB) telah mengembangkan sistem nama yang membagienzim dlm 6 kelas utama:1. Oksidoreduktase: mengkatalisis reaksi oksidasi-reduksi

contoh: laktat dehidrogenase2. Transferase: mengkatalisis pemindahan gugus yangmengandung C-,N-, atau P- Hidrolase: mengkatalisispembelahan ikatan dengan penambahan air, contoh:urease

3. Liase: mengkatalisis pembelahan C-C, C-S dan ikatan C-

N contoh: piruvat dekarboksilase4. Isomerase: mengkatalasisi rasemisasi isomer optik atau

geometrik 5. Ligase : mengkataisis pembentukian ikatan antara

karbon dan pasangan O,S,N untuk menghidrolisis fosfat berenergi tinggi



Tata Nama (lanj.)

1. Oksidoreduktase

Contoh: reaksi oksidasi laktat menjadi piruvat



Tata Nama• Transferase, contoh: serin hidroksimetiltransferase



Sifat Enzim• Tempat Aktif

▫ Molekul enzim mengandung suatu kantung ataucelah khusus yang disebut tempat aktif.

▫ Tempat-tempat tersebut mengandung rantaisamping asam amino yang menciptakanpermukaan 3D yang bersifat komplementerterhadap substrat, mengikat substrat dan

membentuk kompleks Enzim-Substrat (ES) dikonversi menjadi enzim-produk (EP) yang berpisah menjadi enzim dan produk.



Sifat Enzim



Sifat Enzim

• Efisiensi Katalitik

▫ Kebanyakan reaksi yang dikatalisis oleh enzim

bersifat sangat efisien, dapat berlangsung 1000-1 juta kali lebih cepat dari reaksi yang tidak dikatalisis.

▫ Jumlah molekul substrat yang dikonversi menjadiproduk per molekul enzim disebut jumlahpergantian (turnover number)



Sifat Enzim• Spesifisitas

▫ Enzim bersifatspesifik yang

berinteraksi dengansatu atau beberapasubstrat danmengkatalisis hanya

satu jenis reaksikimia



Sifat Enzim• Kofaktor

▫ Beberapa enzim berhubungan dengan kofaktor

non-protein yang diperlukan untuk aktivitasenzimik, biasanya berupa ion-ion logam spt: Zn2+ ,dan molekul organik (koenzim), contoh NAD+,FAD+.

▫ Holoenzim= enzim dan kofaktornya

▫ Apoenzim: bagian protein dari holoenzim.

▫ Gugus prostetik adalah koenzim yang terikat kuattidak terlepas dari enzim.



Sifat Enzim• Pengaturan

▫ Aktivasi

▫ Inhibisi

Untuk meresponskebutuhansel



Sifat Enzim• Lokasi dalam sel

▫ Kebanyakan enzim berada di dalam organel

khusus di dalam sel▫ Kompartementalisasi tersebut berguna

mengisolasi substrat reaksi atau produk darireaksi pesaing lain.



Cara Kerja Enzim• Perubahan energi yang terjadi selama

berlangsung reaksi

▫ Hampir seluruh reaksi kimia memiliki suatusawar energi yang memisahkan pereaksi danproduknya, yang disebut Energi Aktivasi bebas,adalah selisih energi antara pereaksi dan zat

antara berenergi tinggi A T* B



Cara Kerja Enzim

• Sifat Kimia Tempat aktif ▫ Tempat aktif bukanlah suatu wadah yang pasif

melainkan cetakan molekul yang fleksibel yangmengikat substrat dengan struktur geometris yang

menyerupai keadaan transisi molekul.



Faktor-faktor yang Mempengaruhi

Kecepatan Reaksi A. Konsentrasi Substrat

1. Kecepatan maksimal

Laju atau kecepatan suatu reaksi adalah jumlahmolekul substrat yang dikonversi menjadi produk per satuan waktu (μmol/menit). Berhentinya lajureaksi saat konsentrasi substrat tinggi menunjukkan

kejenuhan terhadap substrat tmpt pengikatan




Kecepatan Reaksi• B. Suhu

1. Peningkatan kecepatan dengan suhu

Kecepatan reaksi meningkat sesuai dengan suhusampai puncak kecepatan tercapai.

2. Penurunan kecepatan dengan suhu yang lebihtinggi kenaikan suhu yang lebih jauh akanmenyebabkan denaturasi enzim sehingga kecepatanreaksi menjadi menurun




Kecepatan Reaksi• C. pH

▫ 1. pH yang ekstrem dapat menimbulkan

denaturasi enzim karena pada struktur molekulprotein yang aktif secara katalitik bergantungpada sifat ion rantai samping asam amino

▫ pH optimum bervariasi untuk enzim yang

berbeda, mis: pepsin akan aktif pada pH 2,sedangkan enzim lain dirancang bekerja pd pHnetral



Inhibisi Aktivitas enzim• Inhibisi Kompetitif

▫ Inihibisi ini terjadi ketika inhibitor secara

reversibel berikatan dengan enzim di lokasi yangsama dengan substrat normal, dan karena itu bersaing dengan substrat di tempat itu.

▫ Contoh: obat-obatan anti hiperlipidemik analog

substrat alami dari enzim HMGKoA reduktasesehingga menghambat sintesis kolesterol dalamtubuh.



Inhibisi Aktivitas enzim• Inhibisi Non-kompetitif

▫ Terjadi ketika inhibitor dan substrat berikatan di

tempat yang berbeda pada enzim. Inhibitor dapatmengikat baik enzim bebas ataupun kompleks ESsehingga mencegah terhadinya reaksi

▫ Contoh: pengikatan timbal (logam berat)

• Inhibitor Enzim sebagai obat

▫ Contoh: penisilin, ACE inhibitor



Pengaturan Aktivitas Enzim• Tempat pengikatan alosteric

▫ Enzim alosteric merupakan enzim yang memiliki satutempat regulasi selain tempat aktif. Molekul yang berikatan di tempat regulasi tersebut disebut efektor.



Pengaturan Aktivitas Enzim• Efektor homotropik

▫ Saat substrat dari enzim itu yang juga menjadi efektor,

sehingga ikatan efektor dengan enzim akanmemperbesar sifat katalitik di tempat pengikatansubstrat yang lain efektor positif/koorperatif

• Efektor heterotropik ▫ Saat efektor berbeda dengan substrat.

▫ Contoh: inihibisi umpan balik, enzim A BCDE.Enzim tersebut memiliki tmpt alosterik thd A dan E.Peningkatan produk E, menghambat kerja enzim yangmengubah A B



Induksi dan Represi Sintesis Enzim• Apabila enzim dibutuhkan pada satu tingkat

perkembangan , maka sintesis akan meningkat

misal saat gula darah meningkat, konsentrasiinsulin naik dan enzim2 penting dalammetabolisme glukosa akan turut meningkat(nanti dijelaskan pada metabolisme glukosa)



Enzim dan Kehamilan Alkaline Phosphatase

• Adalah enzim yang ditemukan di seluruh jaringan,namun lebih terkonsentrasi pada hati, saluran empedu,

ginjal, tulang dan plasenta• Kadar alkaline phosphatase meningkat 4x lipat

dibandingkan dengan wanita tidak hamil karena adanyapembentukkan tulang, dimana enzim ini juga byproductdari osteoblast

Pitosinase• Adalah enzim yang menyebabkan oksitosin tidak aktif.

Banyak sekali ditemukan pada darah ibu pada usiakehamilan 14- 38 minggu.



Terima Kasih

Documents

Biokimia Dasar