77
DIKTAT KULIAH BIOKIMIA Oleh: Eddy Sulistyowati, Apt., M.S. FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA 2010

Diktat Kuliah Biokimia

  • Upload
    ngomien

  • View
    256

  • Download
    1

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Diktat Kuliah Biokimia

DIKTAT KULIAH

BIOKIMIA

Oleh:

Eddy Sulistyowati, Apt., M.S.

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

2010

Page 2: Diktat Kuliah Biokimia

KATA PENGANTAR

Diktat kuliah ininmerupakan kumpulan hand out kuliah Biokimia yang telah

dipergunakan sejak tahun 1992 hinga tahun 2009 dengan telah mengalami perbaikan dan

penyempurnaan dengan mengambil dari berbagai sumber sebagai referensi.

Tentu saja masih belum sempurna, namun untuk kepentingan pendidikan

Biokimia bagi mahasiswa kependidikan maupun non kependidikan dirasa telah cukup

sebagai bekal awal dalam mempelajari Biokimia lanjut.

Harapan kami semoga diktat ini bermanfaat dan sumbang saran pembaca sangat

diharapkan, dan penulis menerimanya dengan senang hati sehingga diktat ini akan lebih

sempurna lagi.

Terimakasih kepada Mbak Indri Pahalaning W., S.Si., dan Mbak Murniagus W,

S.Si. yang telah membantu terselesaikannya diktat ini.

Yogyakarta, 2010

Penulis diktat

Page 3: Diktat Kuliah Biokimia

1

KARBOHIDRAT

Karbohidrat = sakarida (yunani: gula)

Karbohidrat adalah polihidroksi aldehid/keton dan polimer-polimernya,

mengandung C, H, O dan unsur-unsur lain N, P, S.

Klasifikasi karbohidrat

1. Monosakarida

Gula sederhana = monomer → unit tunggal

Rumus umum (CH2O)n , n: 3-10, C: 5-6

Umumnya terdapat di alam

Berdasar gugus keton/aldehid maka dibagi 2, yaitu aldosa dan ketosa

Jumlah atom C-nya: 3 atom C disebut treosa aldotreosa

Ketotreosa

Semua monosakarida mempunyai satu atau lebih atom C asimetri

Struktur monosakarida mempunyai satu gugus aldehid (pada atom C no.

1)/keton (pada atom C no.2)

Contoh:

Glukosa, fruktosa

Mempunyai struktur terbuka

Mempunyai struktur tertutup (cincin)

HC O

C

C

C

C

CH2OH

OH

HO

OH

OH

CH2OH

C

C

C

C

CH2OH

O

HO

OH

OH

C

OH

C

C

C

C

CH2OH

OH

HO

H

O

C

C

C

C

CH2OH

HO

CH2OH

OH

O

Beberapa reaksi dari monosakarida

I. Reaksi transformasi enediol dari Lobry De Bruyn.

D. glukosa enediol D. mannosa

D. fruktosa

Page 4: Diktat Kuliah Biokimia

2

HC O

C

C

C

C

CH2OH

C OH

C

C

C

C

CH2OH

OH

HC O

C

C

C

C

CH2OH

OH

CH2OH

C

C

C

C

CH2OH

O

II. Reaksi mereduksi: adanya gugus aktiv HC

O

dapat mereduksi ion logam

sebagai dasar identifikasi kualitatif dan kuantitatif.

III. Reaksi pembentukan ozazon, bila direaksikan dengan fenil hidrazin.

HC O

C

C

C

C

CH2OH

C6H5 NH NH2

H2O

HC N

HC

C

C

C

CH2OH

NH

C6H5

OH

C6H5 NH

NH2

HC N

C

C

C

C

CH2OH

NH

C6H5

O

C6H5 N NH H

H

H2O

D. glukosa D. glukosa Phenil hidrason hasil antara

HC N

C

C

C

C

CH2OH

NH

C6H5

N NHC6H5

D. glukosa phenil ozazon

Page 5: Diktat Kuliah Biokimia

3

CH2OH

C

C

C

C

CH2OH

D. fruktosa phenil hidrason

N NH

C6H5

HC N

C

C

C

C

CH2OH

NH

C6H5

N NC6H5

D. fruktosa phenil ozazon

H

Ozazon akan dihidrolisis oleh Hcl pekat → ozon

HC N

C

NH

C6H5

N NH

R

C6H5

ozazon

Hclp

H2O

HC O

C O

R

2 C6H5 N NH2

H

ozon

Jika ozon direaksikan dengan Zn dan asam asetat akan mereduksi gugus

aldehid → ketosa.

HC O

C O

R

ozon

2HCH2OH

C O

R

ketosa

IV. Adisi HCN (sintesis kiliani) menjadi cyanhidrin, untuk memperpanjang rantai

karbon.

HC O

CHCN

C

CH2OH

1)

C

C

C

C

CH2OH

N

oks

COOH

C

C

C

CH2OH

HC

C

C

C

CH2OH

O

red

2)

C

C

C

C

CH2OH

N

cyanohidrin

oks

COOH

C

C

C

CH2OH

asam gula

HC

C

C

C

CH2OH

O

D. arabinosa

Page 6: Diktat Kuliah Biokimia

4

V. Pembentukan asam gula, dengan oksidasi air brom akan terjadi 3 macam asam.

COOH

C

C

C

C

CH2OH

asam aldonat

COOH

C

C

C

C

COOH

asam aldarat

C

C

C

C

COOH

asam uronat

HC O

VI. Reaksi asam terhadap monosakarida

Pada umumnya monosakarida relatif stabil dalam asam encer pada

pemanasan singkat tetapi untuk ketosa akan mengalami dekomposisi pada

pemanasan yang lebih lama.

* Bila (A) diperbesar monosakarida akan mengalami dekomposisi.

Contoh:

HC O

C

C

C

CH2OH

D. ribosa

Hclp

HC O

C

C

C

HC

furfural

O 3 H2O

HC O

HC

C

C

CH2OH

D. glukosa

OH

C

Hclp

HC O

HC

C

C

CH2OH

hidroksi metil furfural

CO 3 H2O

CH3

C

H C H

COOH

O

H C H

OHC

O

H CO CO2

asam levuinat

HC O

C

C

C

COOH

asam glukuronat

C

Hclp

O

HC

C

C

CH3OH

D. xylosa

C

CO2

Page 7: Diktat Kuliah Biokimia

5

VII. Pembentukan glikosida.

Gula sederhana direaksikan dengan alkohol dengan katalisator Hcl. Pada

atom C no. 1 ikat OR (hidroksil).

Contoh:

Glikosida saponin : gula + sapogenin

Glikosida indican : glukosa + indoxyl

Glikosida plorizin : glukosa + ploretin

Contoh:

C

C

C

HC

CH2OH

C

OCH3H

O atau

O

CH2OH

OCH3

- metil - D. galakto piranosida

Monosakarida yang terdapat banyak di alam bersifat optik aktif.

Contoh paling sederhana gliseraldehida, terdapat 1 pusat khiral, sehingga

dapat berbentuk 2 isomer optik yang berbeda. Aldoheksosa mempunyai 4

pusat khiral sehingga dapat berada dalam 2n

= 24 = 16 stereo isomer yang

berbeda.

Penggambaran struktur heksosa terdapat 3 cara:

Rumus proyeksi

HC O

C OHH

CH2OH

Proyeksi Haworth

OCH2OH

H

OHH

OH

OH

H

H

OH23

4

5

6

1

O CH2OH

OHOH

HOH

CH2OH1

4

52

3

6

- D - glukopiranosa - D - fruktofuranosa

Page 8: Diktat Kuliah Biokimia

6

Rumus konformasi

HO

O

H

H

HOH

HO

OH

HH

CH2OH

- D - glukopiranosa

O

Jika dua gula berbeda konfigurasi pada satu atom karbon spesifik, senyawa

tersebut dinamakan epimer.

Contoh:

D. glukosa dan D. manosa epimer pada atom C-2

D. glukosa dan D. galaktosa epimer pada atom C-4

CHO

C

C

C

CH2OH

C

CHO

C

C

C

CH2OH

C

CHO

C

C

C

CH2OH

C

CHO

C

C

C

CH2OH

C

2. Oligosakarida, terdiri beberapa monosakarida, antara lain:

Disakarida

Contoh:

Sukrosa, maltosa, laktosa.

Kedua unit monosakarida digabungkan dengan ikatan kovalen yang disebut

ikatan glikosida, yaitu gugus hidroksil pada salah satu gula bereaksi dengan

karbon anomer pada gula kedua.

Ikatan glikosida segera terhidrolisa oleh asam encer, tetapi tahan terhadap

basa, dihasilkan monosakarida bebas.

o Sukrosa

Dibentuk oleh tanaman (tebu, biet, buah-buahan). Merupakan gula

paling manis daripada disakarida lain.

Terdiri dari monosakarida a-D. glukopiranosa dengan b-D.

fruktofuranosa. Ikatan pada C1-2.

Page 9: Diktat Kuliah Biokimia

7

O

OH

OH

OH

CH2OHCH2OH

CH2OH

OH

OHO

O

1 2

61

Tidak dapat mereduksi, sehingga tidak dapat dioksidasikan Cu++

, bila

di

200º

kental seperti sirup disebut karamel.

o Maltosa

Disakarida paling sederhana mengandung 2 residu D. glukosa,

dihubungkan oleh ikatan glikosida C1-4.

O

CH2OH

O

1

6

O OH

CH2OH

14

Merupakan disakarida pereduksi karena ada OH bebas.

Diperoleh dari hasil pemecahan:

patiAmilase

Liurmaltosa, bila masuk usus

MaltaseD. glukosa

o Laktosa

Terdapat dalam susu, merupakan gabungan b-D. galaktopiranosa dan

b-D. glukopiranosa dengan ikatan 1,4.

O

CH2OH

O

CH2OH

O1

6

14

6

Merupakan disakarida pereduksi karena terdapat OH bebas.

Dalam proses pencernaan dihidrolisis enzimatik oleh enzim laktase (dari

sel mukosa usus) menjadi glukosa dan galaktosa.

Trisakarida : rafinosa (fru-glu-gal); gentianosa (fru-fru-glu).

Tetrasakarida : skhiosa (gal-gal-glu-fru)

3. Polisakarida

Terdiri atas molekul-molekul monosakarida. Contohnya adalah pati, dekstran,

glikogen, selulosa. Karbohidrat di alam terdapat sebagai polisakarida dengan

BM tinggi, mempunyai fungsi macam-macam (sebagai penyimpan

Page 10: Diktat Kuliah Biokimia

8

monosakarida, sebagai unsur struktural dinding sel dan jaringan pengikat).

Mengalami hidrolisa sempurna oleh asam/enzim spesifik, hasil: monosakarida.

Jika polisakarida terdiri satu jenis unit monosakarida maka disebut

homopolisakarida.

Jika polisakarida terdiri 2/lebih unit monosakarida maka disebut

heteropolisakarida.

Contoh:

Homopolisakarida → D. glukosa saja → adalah pati.

Heteropolisakarida → 2 unit gula, berganti-ganti → hialuronat pada jaringan

pengikat

Polisakarida penyimpan yang pati (pada tanaman) dan glikogen (pada hewan).

Pati

Terdiri a amilosa dan amilopektin.

a amilosa merupakan rantai lurus dari D. glukosa dengan ikatan a. 1-4

Amilopektin merupakan rantai bercabang dengan ikatan a. 1-4 dan pada

percabangan dengan ikatan a. 1-6.

O

CH2OH

O

O

CH2OH

O

O

CH2OH

O

O

CH2OH

O O

amilosa ikatan . 1-4

Non pereduksi

Cabang 1-6

Pereduksi

Aminopektin

O

CH2OH

Ocabang

O

O

CH2OH

Orantai utama O

1

6

Glikogen

Merupakan polisakarida utama pada sel hewan, terdiri D. glukosa

bercabang dengan ikatan a. 1-4, seperti struktur amilopektin, tetapi

percabangan lebih banyak dan struktur lebih kompak.

amilase

hidrolisisPati dan glikogen dalam saluran pencernaan mecah ikatan . 1-4 pada cabang luar

Terbentuk D. glukosa + maltosa + dekstrin glukosidase

hidrolisismecah ikatan cabang . 1-6

Terbentuk glukosa + maltosa

Page 11: Diktat Kuliah Biokimia

9

Selulosa

Merupakan unsur strukturan ekstra sel pada dinding sel tumbuhan.

Sifat: seperti serabut, liat, tidak larut dalam air.

Merupakan homopolisakarida linear tidak bercabang. Terdiri 10 000/lebih

unit D. glukosa dengan ikatan b 1-4.

Gambar rantai paralel:

Contoh:

Kayu, katun, kertas.

Kulit udang, kepiting, insekta (polisakarida khitin)

Terdiri N-asetil D-glukosamin dengan ikatan b 1-2.

O

OH

OH

NH

CH2OH

H

C O

CH3

1

2

Pada bakteri dinding sel sebelah luar membran sel membentuk

pembungkus

yang kuat.

Terdiri polisakarida bercabang diselingi polipeptida

N-asetil D. glukosiamin penta peptida residu glisin

membentuk peptidoglikan

Peptidoglikan pada bakteri dapat dihambat pertumbuhannya oleh penisilin.

Page 12: Diktat Kuliah Biokimia

10

LIPIDA

Adalah kelompok senyawa heterogen yang berkaitan, baik secara aktual

maupun potensial dengan asam lemak

Lipid mempunyai sifat umum:

o Relatif tidak larut dalam air

o Larut dalam pelarut non polar: eter, kloroform, benzen

Yang termasuk dalam lipid adalah: lemak, minyak, lilin.

Lipid adalah unsur makanan penting karena nilai energinya yang tinggi, tetapi

juga karena vitamin yang larut dalam lemak dan asam lemak esensial yang

dikandung dalam lemak makanan alam.

Dalam tubuh lemak berfungsi sebagai sumber energi efisien, secara langsung

dan secara potensial, bila disimpan dalam jaringan adiposa.

Kombinasi lemak dan protein (lipoprotein) merupakan unsur sel yang penting,

terdapat dalam membran sel dan mitokondria dalam sitoplasma, berfungsi

sebagai alat pengangkut lipid dalam darah.

Klasifikasi lipid dikemukakan oleh Bloor:

A. Lipid sederhana: ester asam lemak dengan bermacam alkohol.

1. Lemak dan minyak

Adalah ester asam lemak dengan gliserol.

2. Lilin (waxes)

Adalah ester asam lemak dengan alkohol mono-OH yang mempunyai

berat molekul lebih besar.

B. Lipid campuran: ester asam lemak yang mengandung gugus tambahan

selain alkohol dan asam lemak.

1. Fosfolipid

Adalah lipid yang mengandung residu asam fosfat sebagai tambahan

asam lemak dan alkohol.

Mempunyai basa yang mengandung nitrogen.

Contoh:

Pada fosfolipid yakni gliserofosfolipid, alkoholnya gliserol.

2. Glikolipid

Adalah campuran asam lemak dengan karbohidrat yang mengandung

nitrogen tetapi tidak mengandung asam fosfat.

Contoh:

Glikosil diasil gliserol ~ terdapat dalam tanaman dan mikroorganisme.

3. Lipid campuran lain

Contoh: sulfolipid, aminolipid, lipoprotein.

Page 13: Diktat Kuliah Biokimia

11

Asam Lemak

Merupakan senyawa penyusun lipida.

Adalah asam karboksilat yang diperoleh dari hidrolisis ester.

Asam lemak terdapat di alam mengandung atom C genap dan merupakan

derivat berantai lurus, dapat jenuh/tidak jenuh.

Jumlah atom karbon hampir semua genap dan panjang rantai 14-22. Jumlah

asam lemak tak jenuh lebih banyak daripada asam lemak jenuh, dan pada

umumnya ikatan ganda pada atom C ke-9 dan 10 dan ikatan ganda tambahan

antara sesudah atom C no. 10 kearah gugus metil.

CH3 C C COOH

no910

Bila ikatan ganda lebih dari 1 biasanya dibatasi 1 gugus metilena.

CH CH2CH CH CH

Asam lemak jenuh, Cn H2n+2 O2, beberapa yang penting: asam palmitat, stearat,

laurat, miristat.

Asam lemak tak jenuh, Cn H2n O2, beberapa yang penting: asam oleat, asam

linoleat, asam linolenat, arachidonat.

Asam lemak tak jenuh di alam jumlah lebih besar daripada asam lemak jenuh.

Sifat fisik asam lemak:

o Asam lemak dengan atom C > 4 tidak larut dalam air, tapi dalam pelarut

non polar.

Asam lemak dengan atom C < 4 dapat larut dalam air. Contohnya asam

asetat, butirat.

o Asam lemak dalam suasana basa membentuk garam disebut saponus =

sabun. Untuk Na, K → sabun mudah larut di air dan berbusa; untuk alkali

tanah, Ca, Mg → sabun tidak mudah larut dalam air dan tidak berbusa.

o Makin pendek atom C, titik cair rendah, makin banyak ikatan ganda, titik

cair rendah.

o Seperti asam karboksilat lain maka:

- mudah diesterkan

- mudah direduksi

- reaksi ikatan ganda → addisi halogen

hidrogenasi/penjenuhan,

isomerisasi/perubahan konformasi

oksidasi

Halogenisasi dengan I2 sering dipergumakan sebagai analisa kuantitatif

menentukan derajad kejenuhan.

Peristiwa oksidasi dikenal dengan ransiditas = penengikan, adalah peristiwa

dimana lemak mengalami dekomposisi disertai dengan bau tak enak dan

merangsang.

Ransiditas juga disebabkan oleh enzym.

Page 14: Diktat Kuliah Biokimia

12

C C CH2HC

OH

CH2C

O

Rantai pecah: lebih pendek

Sumber asam lemak jenuh:

1. Asam asetat Atom C 2 Hasil akhir fermentasi karbohidrat

pada pemamah biak

2. Asam propionat Atom C 3 Idem no. 1

3. Asam butirat Atom C 4 Dalam jumlah kecil pada mentega dan

idem no. 1

4. Asam valerat Atom C 5 Idem no. 3

5. Asam kaproat Atom C 6 Idem no. 3

6. Asam kaprilat Atom C 8 Terdapat dalam mentega - lemak

nabati

7. Asam dekanoat

(kaproat)

Atom C 10 Idem no. 6

8. Asam laurat Atom C 12 Pada minyak ikan paus, kelapa sawit,

minyak kelapa

9. Asam miristat Atom C 14 Pada pala, kelapa sawit, minyak

kelapa

10. Asam palmitat Atom C 16 Pada semua lemak hewan dan

tumbuh-tumbuhan

11. Asam stearat Atom C 18 Idem no. 10

12. Asam arakidat Atom C 20 Pada minyak kacang tanah

13. Asam behenat Atom C 22 Pada biji-bijian

14. Asam lignoserat Atom C 24 Pada minyak kacang tanah,

serebrosida

A. Lipida sederhana = lemak netral = lemak = (tri) asil gliserol = (tri) gliserida.

Merupakan ester dari alkohol gliserol dengan (3 mol) asam lemak.

Merupakan komponen utama dari lemak penyimpan/depot lemak.

Berdasar jumlah asam lemak, ada 3 macam antara lain:

o Monoasil gliserol = monogliserida

H2C

HC

H2C

O C R

O

OH

OH

Page 15: Diktat Kuliah Biokimia

13

o Diasil gliserol = digliserida

H2C

HC

H2C

O C R1

O

OH

O C R2

O

o triasil gliserol = trigliserida

H2C

HC

H2C

O C R1

O

O C R2

O

O C R3

O

1. Lemak netral berdasar sifat fisika terdiri atas 2 golongan:

o Minyak → cair pada suhu kamar

o Lemak → padat pada suhu kamar

* Sifat-sifat asil gliserol suhu cair lemak ditentukan oleh asam lemak → suhu

cair

naik bila jumlah atom C dan rantai C makin besar.

o Lemak dari alam biasanya tersusun bermacam-macam asam lemak,

terutama:

Asam lemak jenuh : palmitat, stearat, laurat, miristat.

Asam lemak tak jenuh : umumnya oleat.

o Penamaan tergantung asam lemaknya

Misal:

3 asam lemak sama : tri-oleil-glis (lemak tunggal).

3 asam lemak tidak sama : oleil-palmitil-stearil-glis (lemak campuran).

o Penetapan kuantitatif lemak didasarkan pada adanya ikatan-ikatan tak

jenuh

- Nilai saponifikasi

Adalah jumlah KOH yang dibutuhkan untuk mensaponifikasikan 1 gram

lemak.

- Nilai iodium

Adalah jumlah gram I2 yang diabsorbsi oleh 100 gram lemak.

- Dengan kromatografi kolom

Page 16: Diktat Kuliah Biokimia

14

2. Lilin = waxes

Adalah ester asam lemak dengan alkohol bukan gliserol. Lilin merupakan

komponen utama dari lilin lebah, sebagai lapis penutup pada kulit, daun, bulu,

buah dari tanaman derajad tinggi.

a. Beeswax lilin yang terdapat pada insecta.

Komponen utamanya adalah ester mirisil palmitat C15 H31 COOC 30 H61,

selain itu juga terdapat asam lemak bebas dengan atom C24-C34, juga

monohidroksi alkohol primer dengan atom C24-C34 dan parafin hidrokarbon

dengan atom C25-C31.

b. Carnauba wax lilin yang terdapat dalam tanaman (kutikula daun).

Merupakan senyawa kompleks. Asam lemak dan alkohol (C26-C34) dan

parafin hodrokarbon C27.

c. Sperm oil dari ikan paus spermaceti sebagian besar terdiri setil palmitat.

d. Lanolin minyak wol, merupakan pelindung dari serat-serat wol. Terdiri

dari campuran ester kholesterol (C27 H45 OH), lanosterol (C30 H49 OH),

agnosterol (C30 H47 OH).

B. Lemak Campuran

1. Fosfolipid = fosfatida

Adalah lipid yang mengandung fosfor yang terikat sebagai ester fosfat →

dianggap sebagai derivat asam fosfatidat.

R1

O

C O C

CHR2

O

C O

CH2 O P OH

O

OH

Berikatan dengan senyawa nitrogen: kolin, serin, etanol amin.

Fosfolipid ~ terdapat dalam sel tumbuhan/hewan.

Contoh:

Pada hewan di otak, telur, hati, ginjal, pankreas, jantung.

fosfolipid tidak larut dalam aseton, sehingga cara pemisahan dengan

ekstraksi: eter, semua lipis larut, kemudian ditambah aseton → fosfolipid.

R1 C O C

C

CH2 O P OCH2CH2N(CH3)3

O

OH

O

HH

R2 C O

O

H

R1 C O C

C

CH2 O P

O

OH

O

R2 C O

O

O CH2

CH2

NH3

kolin

lesitin fosfatidil kolin

sefalin fosfatidil etanol aminalkoholnya gliserol

Page 17: Diktat Kuliah Biokimia

15

Jika:

Alkoholnya bukan gliserol → sphingosin

CH CCH CH CH3OH2(CH2)12CHCH3

H

OH

NH2

1

2

Contoh:

Pada 1 sphingomielin adalah senyawa paling sederhana dan paling banyak

dijumpai, yakni pada hampir semua membran sel terutama sel syaraf.

Strukturnya:

sphingosin - fosfokolin (2)

asam lignoserat (1)

N CH2 CH2

O

P OHO

O

CH3 (CH2)22 C O

OH

(CH3)3

Contoh lain: serebrosida

2. Glikolipida

Banyak terdapat dalam tanaman.

Strukturnya:

sphingosin - D. galaktosa (2)

asam lignoserat (1)

Page 18: Diktat Kuliah Biokimia

16

PROTEIN

Protein merupakan polipeptida dengan berat molekul besar (paling kecil 8 000-10

000).

Protein dibagi menjadi 2 golongan:

Protein sederhana, hanya mengandung asam amino saja.

Contoh: kolagen,protein kontraktil.

Protein kompleks, terdiri asam amino dan non asam amino.

Contoh: hem, glikoprotein, lipoprotein.

Klasifikasi protein berdasar:

I. Kelarutan

Sejak tahun 1907 sampai sekarang klasifikasi ini tetap digunakan (lihat tabel),

tetapi batas antara kelas tidak jelas/tegas.

Pembagian dilihat dari:

Mudah/tidak larut dalam air

Mudah/tidak larut dalam asam/basa

Mudah/tidak larut dalam larutan garam

Mudah/tidak larut dalam etanol encer/absolut

II. Bentuk

Berdasarkan bentuknya protein terdiri:

1. Protein fiber/fibrous/fibrosa.

Molekul bentuk fiber (serat) yang panjang/spiral panjang yang terikat satu

dengan yang lain. Banyak terdapat dalam protein hewan, tidak larut dalam

air, tahan terhadap enzim proteolitik.

a. Kolagen

Merupakan protein jaringan tubuh, tidak larut dalam air, tahan

terhadap pemecahan enzim. Bila dipanaskan dalam air mendidih/asam

encer/alkali encer akan menjadi gelatin yang lebih mudah larut dalam

air dan mudah dipecah enzim.

Kurang lebih 30% dari protein total dalam hewan mamalia adalah

kolagen. Kolagen mengandung hidroksi prolin, hidroksi lisin. Tidak

terdapat unsur S, sehingga tidak mempunyai sistein, sistin, triptofan.

b. Elastin

Adalah protein yang terdapat dalam urat darah, jaringan elastis

(jaringan penghubung).

c. Keratin

Adalah protein yang terdapat dalam rambut, kuku, bulu. Banyak

mengandung belerang (sistin) sekitar 14%.

Page 19: Diktat Kuliah Biokimia

17

2. Protein globular.

Molekul yang berbentuk bulat/lonjong. Rantai polipeptida lipatan dan

berbelit. Mudah larut dalam air dan larutan garam dan asam dan basa dan

alkohol.

a. Albumin

Terdapat dalam telur, serum darah.

Mudah larut dalam air, muda dikoagulasi bila dipanaskan, dapat

diendapkan dengan penambahan (NH4)2 SO4 jenuh.

b. Globulin

Terdapat dalam protein hewani, nabati, terdiri atas glisin yang

terkandung di dalamnya dan mudah larut dalam garam netral (Nacl).

Dapat dikoagulasi dengan panas dan dapat diendapkan dengan (NH4)2

SO4 jenuh. Ovoglobulin dalam kuning telur diekstraksi dengan larutan

Nacl 5-10% dan diendapkan.

c. Histon

Larut dalam air, asam, alkali, garam.

Dengan tidak segera koagulasi

III. Struktur

1. Primer

Menunjukan sekwensi residu-residu asam amino dalam rantai polipeptida

yang saling diikat secara kovalen oleh ikatan peptida, dan posisi serta

jumlah ikatan disulfida yang membentuk ikatan-ikatan silang di dalam

rantai polipeptida/antara 2 rantai polipeptida.

Protein yang pertama kali diteliti dengan lengkap tentang struktur

primernya adalah insulin-sapi (oleh F. Sanger 1950). Insulin adalah hormon

hasil dari pankreas. Merupakan protein kecil dengan BM = 14 000 terdiri

atas 2 rantai. Sanger dapat memisahkan 2 rantai tersebut, dimana rantai A:

terdiri atas 21 residu asam amino, rantai B: terdiri atas 30 residu asam

amino.

Antara 2 ikatan peptida terdapat 2 ikatan interpeptida di-sulfida, dan 1

ikatan intrapeptida di-sulfida.

2. Sekunder

Ditandai dengan adanya putaran-putaran/belokan dari rantai peptida.

Dengan adanya putaran ini dapat terjadi interaksi di dalamnya karena

sangat berdekatan, interaksi umumnya ikatan hidrogen yakni antara:

C O H N C

Dengan adanya interaksi maka struktur sekunder mantap dan lebih khas

untuk tiap protein.

Terdapat 2 bentuk struktur: a heliks, lempeng bergelombang (plater sheet).

Page 20: Diktat Kuliah Biokimia

18

a heliks (konformasi a), timbul karena putaran dari rantai peptida. Yang

mula-mula ditemukan: protein panjang a keratin, tidak larut dalam air dan

tidak dapat dicernakan.

O

H

O

H Dalam rambut dan wool terdiri 3-7 rantai dan membentuk heliks lagi

Ikatan hidrogen: paralel dengan poros intrapeptida

Lempeng bergelombang (konformasi b)

NH2

COOH

COOH

NH2

Ikatan hidrogen tegak lurus pada poros interpeptida

3. Tersier

Dalam protein dengan rantai sekunder dapat membentuk susunan macam-

macam (bengkok-bengkok, putar-putar) sehingga mempunyai bentuk 3

dimensi tertentu.

Page 21: Diktat Kuliah Biokimia

19

PENDAHULUAN PROTEIN

Adalah senyawa organik yang terdapat pada kebanyakan sel hewan, merupakan

50% (kira-kira) dari berat sel kering.

Ditemukan di dalam semua sel dan bagian-bagian sel.

Mempunyai berbagai peranan biologis, karena protein merupakan instrumen

molekuler yang mengekspresikan informasi genetik.

Semua protein baik berasal dari bakteri, bahkan kehidupan tinggi, dibangun

dari rangkaian dasar yang sama yaitu asam amino, yang dikenal ada 20 macam

yang berfungsi biologis (disebut juga asam amino baku).

Rangkaian asam amino disebut peptida, dihubungkan oleh ikatan kovalen.

Sumber protein: daging, telur, dan lain-lain dalam tubuh manusia. Sedang

dalam tumbuhan terdapat dalam biji-bijian palawija, juga buah-buahan.

Klasifikasi protein: protein sederhana dan protein majemuk.

Protein sederhana terdiri dari unsur C, H, O, N.

Protein majemuk terdiri dari unsur pokok + gugus prostetik.

Misal:

Nukleoprotein, prostetik : asam nukleat

Lipoprotein, prostetik : lipida

Khromoprotein, prostetik : 2 warna

Struktur umum asam amino

CH2N

COOH

R

H

20 macam asam amino mempunyai ciri yang sama: gugus karboksil dan gugus

amino diikat pada atom karbon yang sama, masing-masing berbeda pada rantai

samping (gugus R) yang bervariasi dalam struktur, ukuran, muatan listrik dan

kelarutan dalam air.

Dalam penulisan asam amino baku dinyatakan dengan singkatan 3 huruf atau

lambang 1 huruf.

Page 22: Diktat Kuliah Biokimia

20

Misal:

Alanin Ala A ......................... non polar

Arigin Arg R ......................... polar bermuatan positif

Asparagin Asn N ......................... polar

Asam

aspartat

Asp D ......................... polar bermuatan positif

Sistein Cys C ......................... polar

Glutamin Gln Q ......................... polar

Asam

glutamat

Glu E ......................... polar

Glisin Gly G ......................... polar bermuatan negatif

Histidin His H

Isoleusin Ile I ......................... non polar

Leusin Leu L

Lisin Lys K ......................... polar bermuatan positif

Metionin Met M ......................... non polar

Fenil alanin Phe F ......................... non polar

Prolin Pro P ......................... non polar

Serin Ser S ......................... polar

Treonin Thr T ......................... polar

Triptofan Trp W ......................... polar

Tirosin Tyr Y ......................... non polar

Valin Val V ......................... non polar

Page 23: Diktat Kuliah Biokimia

21

ASAM AMINO DAN PEPTIDA

Makro molekul → dari sel hidup sebagai: struktural, biokatalisataor, hormon,

reseptor, genetik

Protein

Asam nukleat

Polisakarida

Adalah biopolimer terdiri monomer asam amino, nukleotida, gula.

Protein → monomer asam amino → struktur 3 dimensi → asam amino berikatan →

rantai polipeptida.

Asam amino/Asam a amino

Di alam terdapat 300 jenis, yang terpenting 20 jenis sebagai monomer protein.

Rumus:

CR

COOH

H

NH2 C

NH2

R C OH

O

H

Struktur asam amino pada pH fisiologis

R COOH R C

O

OH

+

R NH3+

R NH2 H+

C

R C O-

O

NH3+

zwitterionik(isoelektrik)

Pada keadaan isoelektrik → pH isoelektrik (Pi) adalah harga antara pk1 dan

pk2.

Contoh:

CH3 CH COO

-

NH3+

Alanin

pk1 = 2,35 (karboksil)

pk2 = 9,69 (amino)

sehingga, Pi = 2

69,935,2 = 6,02

Ke 20 jenis asam amino aesensial dibedakan dalam 2 golingan:

I. Asam amino dengan gugus R non polar (Ala, Ile, Leu, Met, Phe, Pro, Trp,

Val).

II. Asam amino dengan gugus R polar (selain kedelapan asam amino diatas).

Page 24: Diktat Kuliah Biokimia

22

Penamaan asam amino mempergunakan singkatan 3 huruf dan lazim dipakai

hingga saat ini (lihat tabel).

Selain 20 macam asam amino tersebut terdapat asam amino yang mempunyai

fungsi esensial pada proses metabolisme (lihat tabel).

Reaksi kimia asam amino

o Adanya gugus karboksil dengan gugus amino menunjukkan reaksi sesuai

fungsi masing-masing (pembentukan garam, esterifikasi, asilasi).

o Beda asam amino satu dengan yang lain tidak berdasar pada gugus amino

dan gugus karboksil, tetapi dari R.

o Reaksi penunjuk umum untuk semua asam amino adalah ninhidrin →

warna biru sampai ungu, dan warna ini teramati secara kuantitatif

(menyerap sinar pada 570 nm) dengan kolorimeter.

o Beberapa reaksi penting untuk asam amino tertentu.

No Reaksi Pereaksi Asam

amino

Warna

1. Millon Hg SO3 dalam HNO3 Tyr Merah

2. Xanthoprotein Direbus dalam HNO3 pekat Tyr,

Trp,

Phe

Kuning

+ basa

jingga

3. Hopkin’s-Cole Glioksilat dalam H2 SO4 Trp Merah,

ungu

4. Sakaguchi a naftol dalam Na hipoklorid Arg Merah

5. Nitroprusida Na nitroprusida dalam HNO3

encer

Cys Merah

6. Pauly Asam diazo sulfanilat dalam

basa

His,

Tyr

Merah

7. Folin

chiocaltev

Asam fosfomolibdo tungstat Tyr Biru

8. Ninhidrin Ninhidrin Asam

amino

Biru-

ungu

C

C

C

O

O

OH

OH

CR COOH

H

NH2

C

HC

C

O

O

OH R C O

H

CO2 NH3

hydrindantin

C

HC

C

O

O

OH NH3

C

C

C

O

O

HO

HOC

C

C

N

O

O NH4 C

C

C

O

O

berwarna

Page 25: Diktat Kuliah Biokimia

23

Peptida

Terdiri 2 atom lebih residu asam amino dengan ada 2 ikatan peptida.

Ikatan peptida: ikatan utama dalam protein dan merupakan reaksi terpenting,

antara gugus amino dan karboksil dengan membebaskan 1 mol H2O.

Contoh:

HNH

CH

COOH

R1

HNH

CH

COOH

R2

CH

C

H2N

R1

O

NH

CH

COOH

R2

Ikatan peptida berbentuk rantai panjang, sebagai ikatan utama.

Struktur peptida ditulis dengan residu asam amino n-terminal (a amino bebas) di

sebelah kiri, dengan residu c-terminal (a karboksil bebas) di sebelah kanan).

Contoh:

Alanil-sisteinil-valin

CH2N C

O

HC C

CH2

SH

H

HO

HN CN

HHC

CC

CH

OH

O

Penulisan rumus bangun polipeptida:

1. Gambarkan tulang punggung yang menghubungkan gugus a-NH2, a-COOH,

dan atom a-C. Letaknya berselang-seling, bentuk zig-zag.

2. Sisipkan gugus a karbon, a karboksil, a amino.

H2NC

CN

CC

NC

CN

CCOOH

O

O

O

H H

H

3. Tambahkan gugus R yang cocok dan a-hidrogen pada atom C a.

H2N

C

C

N

C

C

N

C

C

H CH3

CH2H

H CH

O

H

SH2

O

HOH

O

H3C CH3

Page 26: Diktat Kuliah Biokimia

24

Penamaan peptida dihitung jumlah asam aminonya, biasanya sampai 6 peptida.

NH2 – Val – Cys – Ala – Phe – Arg – Try – COOH. Sifat asam basa peptida hampir serupa dengan asam amino.

Gugus NH2 dari peptida dapat bereaksi secara kuantitatif dengan ninhidrin.

Reaksi lain yang khas untuk peptida adalah biuret dapat dilakukan pada senyawa

yang mempunyai ikatan peptida minimal 2 ikatan peptida dengan Cu++

→ ikatan

kompleks dan terjadi warna biru ungu dapat diamati dengan kolorimetri.

Beberapa Pemisahan/isolasi peptida:

Elektroforesis

Kromatografi kertas

Kromatografi lapis tipis

Kromatografi pertukaran ion

Kromatografi cair tekanan tinggi (HPLC)

Page 27: Diktat Kuliah Biokimia

25

ENZIM

Tubuh merupakan laboratorium yang rumit karena di dalamnya terjadi reaksi

kimia yang beraneka ragam. Antara lain pemecahan zat-zat yang terdapat dalam

makanan, penggunaan hasil pemecahan ini untuk memperoleh energi, dan

penggabungan kembali untuk membentuk persediaan makanan dalam tubuh, serta

reaksi-reaksi kimia lain tidak mungkin dilakukan secara in vitro ( di

laboratorium/luar tubuh). Semua proses tersebut dapat dilakukan dengan baik di

dalam tubuh (in vivo) tanpa memerlukan suhu tinggi dan terjadi dalam tempo

singkat, ini dikarenakan adanya katalis yang disebut enzim.

Proses peragian/fermentasi menurut Pasteur hanya dapat terjadi dengan adanya sel

hidup yang mengandung enzim. Kemudian diubah oleh Buchner setelah terbukti

bahwa cairan yang berasal dari ragi tanpa adanya sel hidup dapat menyebabkan

terjadi fermentasi gula menjadi alkohol dan CO2. Tahun 1926 Sumner berhasil

isolasi urease dari kacang panjang. Enzim ini mengurai urea → CO2 + NH3.

Tata nama dan kekhususannya

Dalam tubuh manusia terjadi bermacam-macam proses biokimia dan tiap proses

reaksi tertentu dibantu oleh enzim tertentu. Untuk membedakannya maka tiap

enzim diberi nama. Secara umum setiap enzim dinamai menurut substratnya

dengan penambahan kata akhiran ase dibelakangnya.

Contoh:

Urea → urease

Arigin → ariginase

Enzim-enzim dengan fungsi sejenis diberi nama menurut fungsinya.

Contoh:

Hidrolase → katalis reaksi hidrolisis

Enzim bekerja khas terhadap substrat tertentu, ini adalah ciri khas dari enzim.

Contoh:

Enzim urease hanya bekerja terhadap urea sebagai substratnya.

Enzim esterase ini bekerja terhadap lebih dari 1 substrat ester-ester asam

lemak, tetapi tidak dapat untuk substrat lain selain ester. Jadi tetap mempunyai

kekhasan tertentu.

Kekhasan enzim terhadap sifat optik (isomer D/L) dari substrat yang sama.

Arginase hanya bekerja terhadap D-arigin.

Page 28: Diktat Kuliah Biokimia

26

Suatu asam amino tertentu sebagai substrat mengalami reaksi berbeda dengan

berbagai enzim.

CHR

NH2

COOH CH2R NH2 CO2

CR COOH C

CR COOH NH3

O

O

OH

O

CH2 CH

NH2

CO

OH

oksidase

dekarboksilase

transaminase

Walaupun ketiga reaksi tersebut berjalan namun tiap enzim hanya bekerja pada 1

jenis reaksi saja.

Fungsi dan cara kerja enzim

Enzim sebagai katalis untuk proses biokimia yang terjadi dalam sel maupun di luar

sel. Enzim dapat mempercepat reaksi 108-10

11 kali lebih cepat daripada reaksi

tanpa enzim. Enzim sebagai katalis yaitu bekerja dengan menurunkan energi

aktivasi suatu reaksi kimia sehingga reaksi berlangsung lebih mudah dan cepat.

Kompleks enzim-substrat

Agar berlangsung reaksi enzimatik maka harus terdapat kontak antara enzim-

substrat, yang terjadi pada bagian aktiv dari enzim. Kontak dapat terjadi apabila

bagian aktiv dari enzim mempunyai ruang yang tepat untuk menampung susbtrat

yang sesuai. Substrat yang bentuk konformasinya tidak cocok dengan tempat aktiv

enzim, tidak bisa dengan enzim, sehingga enzim tidak dapat berfungsi terhadap

substrat. Hubungan antara enzim-substrat menyebabkan terjadinya kompleks

enzim-substrat, sifatnya aktiv dan sementara, akan terurai lagi → hasil reaksi +

enzim bebas.

S

S

S S

E E E

Bagian aktiv enzim, terbentuknya kompleks enzim substrat dan penguraiannya

AB

A + B

energi aktivasiTingkat energi

Enzim menurunkan energi aktivasi dari suatu reaksi

Page 29: Diktat Kuliah Biokimia

27

Pada percobaan hidrolisis sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa oleh enzim,

ternyata bahwa pada konsentrasi sukrosa rendah kecepatan reaksi tergantung pada

konsentrasi sukrosa (berbanding lurus). Akan tetapi pada konsentrasi tinggi

ternyata kecepatan reaksi tidak lagi dipengaruhi oleh pertambahan konsentrasi

(tidak berbanding lurus). Berarti enzim telah jenuh dengan substrat.

kecepatan reaksi

v

v maks orde zero

1/2 v maks

km [s] [sukrosa]

esatu

ord

orde camp

Grafik hubungan [sukrosa] dengan kecepata reaksi pada reaksi enzimatik

Mikhaelis dan Menten tahun 1913 mengajukan hipotesis bahwa dalam reaksi enzim

terjadi lebih dahulu kompleks enzim-substrat yang kemudian memberikan hasil

reaksi + enzim kembali.

E + Sk1

k2

Esk2

P + E

Mikhaelis dan Menten berkesimpulan bahwa kecepatan reaksi bergantung pada

[ES], hingga dari penurunan persamaan dan kurva di atas diperoleh persamaan:

Vmaks

=[s]

Km+ [s]

=Vmaks [s]

Km + [s]

V

V

V = Kecepatan reaksi enzimatik

Vmaks = Kecepatan maksimum pada [S] tidak terbatas

[S] = Konsentrasi substrat mol/liter larutan

Km = Konstanta Mikhaelis

Dari rumus bila [S] > Km, maka V mendekati Vmaks. Reaksi mendekati orde

zero.

V = ½ Vmaks maka Km2[S], berarti harga Km sama dengan konsentrasi

substrat (mol/liter) yang menghasilkan kecepatan sebesar ½ Vmaks.

Dari persamaan Mikhaelis dan Menten dapat dibuat grafik garis lurus yaitu

mengubah bentuk persamaan menjadi:

Page 30: Diktat Kuliah Biokimia

28

=Vmaks [s]

Km + [s]V

1

V=

Vmaks [s]

Km + [s]

=Vmaks [s]

Km

Vmaks [s]

[s]

1

V=

Vmaks

Km 1

[s]

1

Vmaks

Disebut persamaan Lineweaver-Burk

Bentuk kurva sebagai berikut:

1

V

Vmaks

Km

1

Km

1

Vmaks

1

[s]

Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim

Sangat erat hubungannya dengan sifat dari protein antara lain:

1. Konsentrasi substrat

2. Pengaruh pH

Perubahan pH langsung mempengaruhi sifat ion dari gugus amino dan gugus

karboksilat sehingga mempengaruhi bagian aktiv dan konformasi enzim. pH

yang ekstrem akan denaturasi protein enzim, sehingga enzim tidak aktiv lagi.

pH dimana enzim bekerja optimal disebut dengan optimum enzim.

3. Pengaruh temperatur

Enzim bekerja sesuai temperatur tubuh dimana enzim bekerja pada temperatur

tinggi (40º) denaturasi – hilang fungsi enzim.

4. Pengaruh aktivator dan gugus prostetik (F)

Kebanyakan enzim tidak berfungsi optimal karena tidak adanya zat kedua

[aktivator] umum: ion logam, sehingga kecepatan reaksi enzimatik menjadi

tergantung pada [aktivator]. (F)

Enzim bersifat protein majemuk terdiri dari:

protein = gugus apoenzim dan gugus prostetik = koenzim yang saling

berikatan.

Apoenzim + koenzim Enzim aktiv

Page 31: Diktat Kuliah Biokimia

29

Ikatan antara apoenzim dan koenzim dapat kuat, kurang kuat. Umumnya

koenzim

adalah vitamin (yang larut dalam air/umumnya vitamin B).

5. Pengaruh inhibitor

Inhibitor adalah zat yang efektif dalam jumlah kecil menghambat jalannya

reaksi menjadi lebih lambat atau berhenti sama sekali. Berdasar mekanisme

reaksi, inhibitor dibagi 3 golongan:

a. Kompetitiv inhibitor

b. Non kompetitiv inhibitor

c. Und kompetitiv inhibitor

Inhibitor enzim adalah senyawa yang dapat mengadakan kompetisi dengan

substrat yang dapat mengikatkan diri dengan aktiv dari enzim.

a. Kompetitiv inhibitor

i. E + S ES E + P

ii. E + I EI

1

V

Vmaks

Km

1

Km

1

Vmaks

1

[s]

In 2 In 1

E

S

I

kompetisi S dan I

Dengan kurva Lineweaver Burk:

* Km berubah, Vmaks tetap, 1/Vmaks, slope berubah

Contoh:

Pada enzim suksinat dehidrogenase. Spesifik untuk suksinat. Senyawa-

senyawa yang strukturnya mirip suksinat dapat sebagai inhibitor.

CH2 CH2

COOHCOOH

suksinat

COOH

COOH

CH2

COOHCOOH

malat oksalat

b. Non kompetitiv inhibitor

Adalah senyawa yang mengikat enzim dengan menggunakan gugus lain dari

enzim daripada untuk mengikat substrat, sehingga menghambat reaksi

enzimatik.

Page 32: Diktat Kuliah Biokimia

30

[ES]

[EI]

[EIS]

V

Km

Vmaks

[s]

In 2

EIS

1 Vmaks

Km

1

1

1

In 1i. E + S E + P

ii. E + I

iii. S + EI

Dengan kurva Lineweaver-Burk:

* Km tetap, Vmaks berubah, slope berubah

c. Und kompetitiv inhibitor

Adalah senyawa yang dapat mengikat kompleks enzim-substrat menjadi

kompleks baru yang tidak dapat bersenyawa lagi, tempat ikatan belum

diketahui. Ada pendapat: Inhibitor mol besar sehingga menutupi semua.

ES

ESI

i. E + S E + P

ii. ES + IV

Km

Vmaks

[s]

In 2

1

Vmaks

Km

1

1

1

In 1

Dengan kurva Lineweaver-Burk:

* Km tetap, Vmaks berubah, slope berubah

Struktur enzim

International Union of Biochemistry (IUB) telah mendasarkan penggolongan enzim

pada 4 pokok:

1. Berdasar reaksi kimia, telah dikelompokkan menjadi 6 golongan besar enzim,

masing-masing dikelompokkan dalam 4-13 sub-golongan.

2. Penamaan enzim dengan nama substrat ditambah –ase.

3. Informasi pelengkap ditempatkan di belakang nama enzim dalam kurung.

Contoh:

Nad-oksido reduktase (decarboxylating).

4. Sistem kode angka sebanyak 4 angka (E.C)

Angka I : Jenis reaksi sebagai kelas

Angka II : Sub-kelas

Angka III : Sub-sub-kelas

Angka IV : Untuk enzim spesifik

Misal:

E.C 2, 7, 1, 1: Kelas 2 (transfarase), sub-kelas 7 (pemindahan fosfat), sub-sub-

kelas 1 (alkohol berfungsi sebagai akseptor fosfat), digit terakhir menyatakan

enzim heksokinase atau ATP: D. heksosa 6 fosfotransfarase. Enzim yang

mengkatalisis pemindahan fosfat dari ATP ke gugus OH pada karbon 6 glukosa.

Page 33: Diktat Kuliah Biokimia

31

Berdasar ke-4 konsep tadi maka IUB mengklasifikasikan enzim ke dalam 6

golongan besar:

1. Oksidoreduktase

Enzim yang berfungsi dalam reaksi-reaksi oksidasi (dehidrogenase dan

oksidase).

2. Transfarase

Enzim yang bekerja dalam reaksi-reaksi transfer gugus.

3. Hidrolase

Enzim yang bekerja pada hidrolisis ester, peptida, glikosa dan lain-lain.

4. Liase

Enzim yang menghilangkan gugus tertentu dari substrat dengan mekanisme

yang lain dari hidrolisis, misal enzim untuk menarik air dari gugus alkohol

sehingga terbentuk ikatan rangkap.

5. Isomerase

Enzim yang berfungsi merubah posisi optik dalam isomer.

6. Ligase

Enzim yang berfungsi sebagai katalis dalam reaksi penggabungan 2 mol dan

pemutusan ikatan pirofosfat dalam ATP. Ikatan yang terbentuk adalah C – O,

C – S, C – N, C – C.

Aktivitas spesifik adalah jumlah unit aktivitas enzim per miligram protein atau

jumlah katalis per kilogram protein atau mol substrat/men/mg protein enzim.

Angka pergantian (turnouder number) adalah angka yang menunjukkan

jumlah molekul substrat yang ditransformasikan per satuan waktu oleh satu

molekul enzim.

Aktivitas total adalah jumlah mol substrat yang diubah oleh enzim tersebut per

menit per gram atau jumlah berat tertentu bahan yang digunakan untuk sampel

enzim.

Mekanisme aksi enzim

Enzim mempunyai bagian/sisi aktif yang dapat mengikat substrat , ini terdiri residu

asam amino tertentu, sengan ikatan peptida yang dapat mengadakan kontak

dengan substrat. Ada beberapa teori:

1. Hipotesa Lock and Key (lubang kunci dan anak kunci) menurut Fischer 1913.

2. Induced fit theory

Pengikatan enzim dan substrat merubah konformasi enzim sehingga enzim baru

dapat aktiv mengerjakan substrat.

Vitamin dan koenzim

Vitamin adalah senyawa organik tertentu yang merupakan faktor diit esensial yang

diperlukan dalam jumlah kecil, untuk berlangsungnya metabolisme dan fungsi

metabolisme tubuh.

Vitamin kebanyakan tidak dapat disintesis tubuh, sehingga tubuh harus

memperoleh vitamin dari bahan makanan.

Page 34: Diktat Kuliah Biokimia

32

Menurut Warburg (1932-1935) mengenai koenzim menunjukkan adanya hubungan

antara struktur kimia dengan koenzim.

1. Nikotinamida (niasin) dan asam nikotinat

N

COOH

N

CONH2

Koenzim:

a. Nikotinamida adenin dinukleotida (NAD+).

b. Nikotinamida adenin dinukleotida fosfat (NADP+).

Fungsi:

a. Sebagai dehidrogenase.

Misal:

asam laktatlaktat dehidrogenase

asam piruvat

NAD+

NADH + H+

asam isositratisositrat dehidrogenase

ketoglutarat

NADP+

NADPH + H+

b. Sebagai pereduksi.

Misal:

FAD + NADH + H+ → FADH2 + NAD+ Kekurangan : Gejala penyakit pellagra ( dermatitis, diarhe, demensia).

Sumber : Makanan kaya protein hewani, biji-bijian.

2. Riboflavin (Vitamin B2)

Sebagai koenzim FMN.

Fungsi : Dehidrogenase.

Misal :

suksinatsuksinat dehidrogenase

fumarat

FAD FADH2

Kekurangan : Terjadi cheilosis (kerak pada sudut mulut), keratosis lidah.

Sumber : Susu, daging, telur, ikan, biji-bijian.

3. Biotin

Sebagai kofaktor terikat kuat pada protein enzim (BCCP).

Fungsi : Karboksilasi dan transkarboksilasi.

Misal :

ATP + HCO3- + BCCP

karboksilase biotinBCCP - CO2 + ADP + Pi

Page 35: Diktat Kuliah Biokimia

33

Kekurangan : Kulit bersisik, kurang selera makan (anoreksia), HB

turun,

kolesterol naik, urat sakit.

Sumber : Daging, kuning telur, biji-bijian.

4. Thiamin (Vitamin B1)

Sebagai koenzim TPP.

Fungsi:

a. Dekarboksilasi asam a keto.

b. Oksidasi asam a keto.

c. Transketolasi.

d. Fosfoketolasi.

Kekurangan : Beri-beri, muntah-muntah, diarhe, akibat alkoholisme.

Sumber : Biji-bijian, daging, telur, susu, kacang-kacangan.

5. Vitamin B6 (Piridoksin, piridoksal, piridoksamin)

Sebagai koenzim:

a. Piridoksal fosfat.

b. Piridoksamin fosfat.

Fungsi:

a. Transaminasi.

b. Dekarboksilasi.

c. Rasemasi.

Misal:

asam glutamat + asam oksaloasetatglutamat aspartat transaminase

asam keto glutamat + asam aspartat

Kekurangan : Borok kulit, lemah, letih, lesu, nervous.

Sumber : Protein hewani, biji-bijian, ubi-ubian.

6. Asam folat

Sebagai koenzim.

Fungsi : Reduksi, sumber H+, C pada sintesa CH3.

Kekurangan : Megaloblastik ademi, diarhe.

Sumber : Protein hewani, biji-bijian, sayur hijau.

7. Asam pantotenat

Sebagai koenzim : Koenzim A.

Fungsi : Pentransfer gugus asil.

CH2R CO

OH

KoASH CH2R CO

S KoA

H2O

Kekurangan : Selera makan berkurang, depresi mental, kram,

insomnia,

gangguan pencernaan.

Sumber : Semua makanan dari hewan, biji-bijian, polong-polongan.

Page 36: Diktat Kuliah Biokimia

34

8. Vitamin C

Sebagai hidroksilasi (prolin, lisin), pereduksi kuat.

Fungsi:

a. Pembentukan zat interseluler kolagen

b. Pernafasan sel

c. Sintesa hormon steroid dari kolesterol.

Kekurangan : Skorbut, gusi berdarah, kulit mudah mengelupas, mudah

luka,

mudah kena infeksi, pertumbuhan tulang pada bayi tidak

normal.

Sumber : Sayuran hijau, buah berwarna.

9. Vitamin A

Sebagai pro vitamin A dalam tumbuhan.

Fungsi : Penting pada proses fotokimia dalam retina zat picmen

dalam

mata rodopsin karena pengaruh cahaya → opsin + trans

retinen.

Akan diubah: Trans vitamin A dalam darah. Dalam gelap

diubah

kembali jadi rodopsin.

Kekurangan : Rabun senja, mempengaruhi pembentukan mukosa,

esensial

untuk pertumbuhan tulang dan gigi.

Sumber : Minyak ikan, protein hewani, sayur hijau, buah berwarna.

10. Vitamin D

Fungsi:

a. Mengatur absorbsi Ca dan Fosfor dari pencernaan.

b. Mengatur klasifikasi tulang dan gigi.

c. Membantu kelancaran transpor aktiv.

Kekurangan : Riketsia pada anak (tulang lunak, perubahan bentuk

tulang, gigi

tumbuh terlambat).

Sumber : Minyak ikan, susu, sinar matahari pagi.

Mengubah provitamin D → D

11. Vitamin E

Fungsi:

a. Sebagai antioksidan

b. Mengurangi oksidasi vitamin A

c. Mengatur kesuburan dan reproduksi.

Kekurangan : Terjadi hemolisa sel darah hewan, anemia ringan,

kemandulan

(pada hewan).

Sumber : Dari jaringan tumbuhan, sayur hijau, polong-polongan.

Page 37: Diktat Kuliah Biokimia

35

12. Vitamin K

Fungsi:

a. Pembentukan protombin dan protein.

b. Pembekuan darah.

c. Fosforilasi oksidatif dalam metabolisme sel.

Kekurangan : Hemorragi, darah sukar membeku.

Sumber : Hati, sayur hijau.

Page 38: Diktat Kuliah Biokimia

36

ASAM NUKLEAT

Asam nukleat adalah senyawa organik makro molekul yang kompleks yang pegang

peranan. Dalam sistem biologi asam nukleat bertugas sebagai penyimpanan dan

transmisi informasi genetik serta menterjemahkan informasi ini untuk mensintesis

dengan teliti protein-protein yang khas bagi sel individu.

Asam nukleat adalah pembawa informasi kebakaan (turunan) dari generasi.

Dalam semua organisme terdapat 2 jenis asam nukleat yakni DNA

(deoksiribonukleat-asam) dan RNA (ribonukleat asam). Dna dan RNA merupakan

polimer nukleotida.

Struktur asam nukleat

Asam nukleat terbentuk dari polimerisasi nukleotida-nukleotida.

Nukleotida terbentuk dari nukleosida dan asam fosfat.

Sebuah nukleosida tersusun dari basa purin/pirimidin dengan sebuah molekul

ribosa/deoksiribosa.

Asam nukleat

Nukleotida

Nukleosida Fosfat

Basa nitrogen Pentosa

Purin Pirimidin Ribosa Deoksiribosa

NukleotidaNukleotida

Adenin

Guanin

Sitosin

Timin

Urasil

Page 39: Diktat Kuliah Biokimia

37

N

N N

CH

N

NH2

HN

N N

CH

N

H2NH

O

H

N

N N

N

H

H

H

N

N

O

O

H

H

H

N

N

NH2

O

H

H

H

N

N

O

O

CH3

H

H

N

N

H

H

HH

1

2

3

4

56

7

8

9

Adenin Guanin Purin

12

34

5

6

Sitosin Urasil Timin

Pirimidin

O

OH

OHOH

CH2HO

1

23

4

5

Ribosa

O

OH

H

HOH

CH2HO

Deoksiribosa

H

Sehingga senyawa yang terkandung dalam:

DNA: Pentosa adalah deoksiriboda

Basa N adalah adenin, guanin (purin) dan

Fosfat sitosin, timin (pirimidin)

RNA: Pentosa adalah ribosa

Basa N adalah adenin, guanin (purin)

Fosfat sitosin, urasil (pirimidin)

Dalam nukleosida (-glikosidik/C-1) dari ribosa terikat pada n-1 pirimidin atau n-9

basa purin.

Ribosa dengan basa purin/

pirimidin

ribonukleosida

Deoksiribosa dengan basa purin/

pirimidin

deoksiribonukleosida

Page 40: Diktat Kuliah Biokimia

38

Ribonukleosida yang umum terdapat di alam adalah: rantai 4 nukleosida yang

membentuk RNA.

CHN

NC

C

O

H2N N

N

O

OH

CH2

O

O

P

O

OH

O CH2O

OH

O P

O

OH

O CH2O

OH

O P

O

OH

O CH2O

OH

O P

O

OH

Guanosin

Guanin

Adenosin

Adenin

Urasil

Uridin

Sitosin

Sitidin

Page 41: Diktat Kuliah Biokimia

39

Deoksiribonukleotida yang paling umum di alam: rantai 4 nukleosida yang

membentuk DNA.

O

H

CH2

O

O

P

O

OH

O CH2O

H

O P

O

OH

O CH2O

H

O P

O

OH

O CH2O

H

O P

O

OH

O

Deoksiadenosin

Deoksisitidin

Sitosin

Timin

Deoksitimidin

Guanin

Deoksiguanosin

N

N N

CH

N

NH2

H

Adenin

CH2

Sebuah nukleosida bila berikatan dengan fosfat akan membentuk nukleotida.

Dari struktur kimianya dapat disebutkan bahwa nukleotida adalah ester fosfat dari

nukleosida. Ikatan ester terbentuk anatara gugus OH C-5 ribosa dengan asam

fosfat. Sehingga ester fosfat disebut juga nukleosida-5 fosfat atau 5-nukleotida.

Nukleotida yang diturunkan dari adenosin disebut adenilat. Yang diturunkan dari

guanosin disebut guanilat.

Basa Ribonukleosida Ribonukleotida Nama Menurut Struktur Kimia

Adenin Adenosin Adenilat Adenosin mono fosfat (AMP)

Guanin Guanosin Guanilat Guanosin mono fosfat (GMP)

Urasil Uridin Uridilat Urisin mono fosfat (UMP)

Sitosin Sitidin Sitidilat Sitidin mono fosfat (CMP)

Adenin Deoksiadenosin Deoksiadenilat Deoksi adenosin mono fosfat

(dAMP)

Guanin (dGMP)

Timin (dTMP)

Sitosin (dCMP)

dst

Page 42: Diktat Kuliah Biokimia

40

Asam Nukleat terbentuk dari polimerisasi nukleotida-nukleotida. Polimerisasi

terbentuk melalui ikatan fosfat pada OH no C-% dan Oh pada Atom C-3 dari

pentosa.

PHO O

OH

O

CH2O

OH OH

Gula

N

N N

CH

N

NH2

AMP

Fostat

Basa purin

1

3

4

5

2

Dua rantai polimer nukleotida dapat berikatan melalui ikatan hidrogen yang

terbentuk antara basa-basa pada kedua rantai.

Ikatan hidrogen ini terbentuk antara atom-atom hidrogen dari sebuah basa rantai

pertama dengan atom nitrogen dari basa pada rantai nukleotida lainnya, sehingga

akibatnya terbentuk struktur heliks dari 2 rantai nukleotida.

S A T S P S P S

P

SGCSPSPS

P CGAT

N

N

O

N

H

HO

H

H

N

N

N

N

N

H

O

CH2

O

P

O

OHO

CH2

O

P

O

OHO

O

O

CH2

O

P OHO

O3 end

GuaninSitosin

5 end

Struktur heliks rangkap DNA menurut Watson dan Crick

A = AdeninC = SitosinG = GuaninT = TiminP = PospatS = Gula (Deoksiribosa)

Page 43: Diktat Kuliah Biokimia

41

DNA dan RNA mempunyai susunan kimia yang hampir bersamaan dengan hanya

beberapa perbedaan:

No DNA RNA

1. Gula pentosa deoksiribosa. Gula pentosa ribosa.

2. Mempunyai asam fosfat yang

menghubungkan gula dari tiap

nukleosida membentuk rantai

nukleotida.

Idem.

3. Basa nitrogennya:

Purin : Adenin, Guanin

Pirimidin: Sitosin, Timin

Basa nitrogennya:

Purin : Adenin, Guanin

Pirimidin: Sitosin, Urasil

4. Mempunyai 4 nukleotida:

dAMP, dGMP, dCMP,dTMP

Mempunyai 4 nukleotida:

AMP, CMP, GMP, UMP

5. Struktur terdiri 2 rantai

polimer nukleotida yang

membentuk dobel heliks.

Struktur terdiri hanya 1 rantai

polinukleotida.

6. DNA adalah materi genetik

dan terdapat dalam

kromosom, nukleoplasma dan

mitokondria.

RNA adalah pembawa informasi genetik

dan berperan dalam sintesis protein. RNA

terdapat dalam nukleous, nukleoplasma

dan sitoplasma.

DNA mempunyai berat molekul sampai jutaan (7 juta) dengan struktur dobel heliks

yang panjangnya mencapai 30 000 A dan lebar 15-20 A.

RNA terdapat dalam keadaan terlarut di dalam plasma dengan berat molekul

rendah sekitar 100 nukleotida (contoh RNA untuk transfer alanin pada biosintesa

protein). tRNA ini mempunyai struktur berlipat karena ada ikatan hidrogen antara

sesama basa dalam 1 rantai molekul polinukleotida.

Nukleoprotein

Kebanyakan dari asam nukleat tidak terdapat bebas di dalam sel, biasanya asam

nukleat diisolasi dari nukleoprotein, yakni gabungan asam nukleat dengan protein.

Ikatan antara protein dengan asam nukleat mudah dilepaskan hanya dengan

penambahan elektrolit/perubahan pH. Nukleoprotein berat molekul rendah, kaya

arigin dan lisin. Contoh: Histon dan Protamin.

Virus

Merupakan nukleoprotein → asam nukleat berupa DNA dan RNA sehingga ada

virus RNA dan virus DNA, masing-masing mempunyai unit protein sehingga

disebut nukleoprotein. Protein terletak di sebelah luar dan asam nukleat di sebelah

dalam.

Protein

Page 44: Diktat Kuliah Biokimia

42

Contoh:

Virus mozaik tembakau (TMV)

Asam nukleatnya berupa rantai tunggal yang membentuk a heliks dan yang

bersifat infektif adalah asam nukleatnya.

Protein

Karena virus adalah asam nukleat maka untuk berkembang biak memerlukan sel

hidup untuk membentuk asam nukleat baru dan proses ini adalah sintesa biologis.

Page 45: Diktat Kuliah Biokimia

43

PENCERNAAN

Zat makanan:

Polimer masuk dalam tubuh diubah menjadi bentuk molekul dilakukan oleh organ

(alat pencerna). Ukuran molekul akan diproses lebih lanjut untuk menghasilkan

antara lain, tenaga, zat pembangun pertumbuhan dan lain-lain.

Bahan makan makro molekul(karbohidrat, protein, lemak)

Organ pencerna Molekul sederhana Absorpsi

Mulut

Kelenjar ludah

Hati

Lambung

Pankreas

Usus halus

Usus besar

AnusUsus buntu

Duodenum

Kantung empedu

Esofagus

Saluran empedu

Katup pilorus

X

Sel

11

12

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1. Membran sel 2. Mitokondria 3. Lisosom 4. Retikulum endoplasmik 5. Sitoplasma 6. Inti 7. Plasma inti 8. Membran inti 9. Nukleous10. Ribosoma11. Golgi12. Butir-butir lemak

Page 46: Diktat Kuliah Biokimia

44

Proses pencernaan

Dalam mulut

Makanan → ukuran yang lebih kecil

luas permukaan bertambah

kontak dengan enzim baik

reaksi berjalan lebih cepat

Enzim ptialin dalam mulut yang membantu, dihasilkan oleh kelenjar ludah

(glandula submaxilaris, glandula sublingualis, glandula parotis)

Komposisi ludah:

99,5 % zat cair dan 0,5 % zat padat

pH ludah 6,35-6,85

Berat jenis ludah 1,003

Fungsi ludah:

o Membasahi makanan

o Pelumas dalam kerongkangan

o Pemecah amilum, dekstrin

Enzim ptialin dalam mulut:

pH optimun 6,6, dibawah itu tidak aktiv, hanya mampu mengubah/memecah

ikatan 1,4 pada amilum dan dekstrin. Enzim ini dalam lambung hanya mampu

bertahan 15’-30’.

Dalam lambung

Terdapat cairan lambung: 99,4 % air dan 0,6 zat padat, dengan berat jenis =

1,001.

Enzim yang terdapat di lambung: Pepsin, lipase.

Cairan lambung mengandung: Hcl, Nacl, Kcl, fosfat, musin, enzim-enzim.

Hcl berfungsi:

o Pendenaturasi protein

o Mengaktivkan pepsinogen → pepsin

o Merangsang sekretin yang terdapat dalam usus 12 jari.

o Mencegah fermentasi

o Dan lain-lain

Pepsin berfungsi:

o Pemecah peptida → bentuk yang lebih sederhana

o Mengumpulkan susu → pemecahan

Lipase berfungsi: Pemecah lemak

Renin berfungsi: (pada lambung bayi) penggumpal susu

Mukus/lendir berfungsi: Melindungi dinding lambung dari Hcl

Dalam usus

Proses dilakukan oleh pankreas enzim, empedu, cairan usus.

Cairan pankreas:

o Hasil dari sel dalam kelenjar pankreas

o Terdiri 98,7 % cair dan 1,3 % padat.

o pH 7,5-8,2

o Terdapat karbonat, enzim, tripsin, khimotripsin, karboksipeptidase, amilase,

lipase, nukleodepolimerase, yang akhirnya akan disalurkan ke duodenum

Page 47: Diktat Kuliah Biokimia

45

Cairan usus:

o Hasil dari kelenjar-kelenjar mukosa usus

o Terdapat enzim karbohidrase, peptidase, nukleo-fosfatase, nukleosidase,

enterokinase yang berfungsi mengaktivkan tripsinogen → tripsin

Empedu:

o Hasil dari sel hati, kuning-pahit, pH 7,0-8,5

o Terdiri zat padat 1-4 % dan zar organik: Asam empedu, bilirubin,

kholesterol

o Merupakan tempat pembuangan sisa dari sel hati

o Asam empedu yang terdapat: asam kholat, asam deoksikholat yang

berfungsi:

Emulgator lemak

Mengaktivkan lipase

Menambah absorbsi asam lemak, kolesterol, vitamin D dan K

Merangsang pengeluaran empedu

Page 48: Diktat Kuliah Biokimia

46

METABOLISME SEL

Zat makanan → ukuran kecil → dalam sel.

Mengalami proses:

Anabolisme (membentuk molekul besar)

Katabolisme (energi dipecah → molekul kecil)

Dalam proses katabolisme maka energi dipakai untuk proses kimia sel dan fungsi

tubuh. Proses yang berlangsung dalam sel dengan bantuan enzim.

Sitoplasma

Sintesisprotein

Ribosom

F.A.

Fat

F.A. Ac. CoA ATP

sRNAmRNAtRNA

Inti

PurinPirimidinPentosa

MitokondriaCO2 + H2O

G Gly

Hormon

A.A

F.A

G

Page 49: Diktat Kuliah Biokimia

47

Karbohidrat

Metabolisma pada mamalia:

Glikolisis : Oksidasi glukosa/glikogen menjadi piruvat dan laktat

melalui

jalur EMP.

Enzim terdapat : Extra mitokondria.

Glikogenesis : Sintesis glikogen dari glukosa.

Glikogenolisis : Pemecahan glikogen →

Proses di hati: Hasilnya glukosa

Proses di otot: Hasilnya piruvat dan laktat

Siklus Kreb’s : Suatu jalan bersama dari oksidasi karbohidrat,

lipid,

(Siklus trikarboksilat) protein, melalui asetil Ko A dan akan

dioksidasikan:

(Siklus asam sitrat) CO2 + H2O

(TCA/CAC)

HMS/DOP/PGOP/PPC : Suatu jalan/jalur lain dari oksidasi glukosa selain

melalui

EMP/Kreb’s.

Glukoneogenesis : Pembentukan glukosa/glikogen dari zat-zat

bukan

karbohidrat.

glukosa darah

glukosa-6-fosfat glikogenHati

glikogen glukosa-6-fosfatOtot

piruvat

laktat

darah

laktat

piruvat

ALA

NH3

ALA

NH3

urea

Siklus Asam Laktat/Siklus Cori

Page 50: Diktat Kuliah Biokimia

48

Glikolisis

Semua enzim yang diperlukan untuk jalur EMP terdapat pada extra mitokondria,

enzim-enzim tersebut bertanggung jawab terhadap perubahan glukosa menjadi

piruvat dan laktat.

glikogen

glukosa-6-fosfat

fruktosa-6-fosfat

Mg++

ATP*

ADP

fruktosa-1,6-difosfat dihidroksi asetofosfatgliseraldehid-3-fosfat

Mg++

ATP* ADP

-D. glukosa

triosafosfat (DHAP + gliseraldehida-3-fosfat)

1,3 difosfogliserat

pi

Mg++

ATP

ADP

3-fosfogliserat

2-fosfogliserat

Mg++

H2O

fosfoenolpiruvat

Mg++

ATP

ADP

piruvat(enol)

piruvat(keto)

laktat

asetil Ko A

oksaloasetat

sitrat

CO2-keto glutamatCO2

propionat

NAD+

NADH + H+

R 3 ATP

NAD+

NADH + H+

Page 51: Diktat Kuliah Biokimia

49

Jalur glikogenesis dan glikogenolisis

glikogen1,4 dan 1,6 glucosil

pi

glukosa-1-fosfat

glukosa-6-fosfat

-D. glukosa

C

1,4-(glucosil unit)x

UDPG

UTP

pi

Page 52: Diktat Kuliah Biokimia

50

METABOLISMA KARBOHIDRAT

Terdiri digesti dan absorpsi

Karbohidrat merupakan sumber kalori yang penting, umumnya yang dimakan poli

dan oligo-sakarida, sedang monosakarida sedikit terdapat dalam makanan.

Makanan Mulut(ptialinamilase)

Oesopagus Lambung(getah lambung, enzim proteolitik)

Duodenum(getah pankreassaluran pankreassaluran empedu-Na Bic-Amilase-Lipase-Proteolitik-Garam empedu-Sekretin-Pankreozimin)

Usus halus(Enzim disakaraseEnzim maltaseEnzim laktaseEnzim sakarase)

Tetap di usus halus menjadi monosadiserap villi monosa fosfat

kapiler darah vena

HatimetaboliseMonosa lain Glukosa fosfat

Jadi monosa diaktivkan menjadi monosakarida fosfat (fosfat berenergi tinggi:

pirofosfat) sehingga senyawa monosa menjadi lebih reaktiv.

mono

ATP ADP

monosa fosfat Proses berjalan katalitik

O

CH2OH

H

OH

heksokin(glukokin)

ATP ADP

O

H2C

H

OH

O P O

OH

HO

= P

O

CH2OH

H

O P

pi

glikogen

O

CH2OH

H

H

OH ATP ADP

O

CH2OH

H

O P

OH2C

OH

CH2

O P

OH

glukosa- 6-fosfat glukosa- 1-fosfat

galaktosa galaktosa- 1-fosfat fruktosa-6-fosfat

ATPADP

OCH2OH

OH

CH2OH

fruktosa

1

2

3

4

5

1

1. Enzim heksokinase2. Fosfoglukomutase3. Galaktokinase4. Epimirase5. Fosforilase

Page 53: Diktat Kuliah Biokimia

51

Glikogenolisis

Pengubahan glikogen → glukosa dalam hati dan otot.

glukosa makanan

glikogen hati glukosa darah(70-90 mg %)

glikogen otot

Proses: - glikogen - glukosa-1-fosfat - glukosa-6-fosfat

glukosa-1-fosfatglukosa-6-fosfatglukosa + piruvat

1. fosforilase2. fosfoglukomutase3. fosfatase

1

2

3

Pengaturan glukosa darah tetap (hemeostatis): bahwa antara pengambilan dan

pemberian adalah diatur oleh hormon insulin, hasil dari insula langer hans-

pankreas, yang mengatur glikogenolisis dan glikogenesis dalam hati.

Glukosa darah diatas normal

- glikogenolisis

- glikogenesis otot

- absorbsi glukosa usus

hiperglikemia

= diabetes melitus

= glukosuria

hormon insulin berkurang

menurunkan glukosa darah

Glukosa darah turun:

- glikogenolisis

- glikogenesis otot

- oksidasi karbohidrat CO2

H2O

ATP

Page 54: Diktat Kuliah Biokimia

52

Glikolisis

Emden Mayerhof Pathway, penguraian glikogen/gula → asam piruvat secara

anaeraob.

Berlangsung dalam jaringan-jaringan aktiv-otot.

glikogen

(poli -1,4-glukosa)

pi

O

CH2OH

H

O P

glukosa-1-fosfat

O

H2C

H

OH

O P

glukosa-6-fosfat

OH2C

OH

CH2OH

O P

fruktosa-6-fosfat

ATP

ADP

OH2C

OH

CH2

O P

O P

fruktosa-1,6-difosfat

C

CH2OH

O

CH2 O P

CH2 O P

CH OH

C HO

gliseraldehida-3-fosfat

NAD+

NADH + H+

pi

CH2 O P

HC OH

C O

O

P

ADPATPCH2 O P

C

COOH

H OH

asam 1,3-difosfogliserat (1,3-DPA)

asam 3-fosfogliserat (3-PGA)

HC

COOH

O P

CH2OH

asam 2-fosfogliserat (2-PGA)

H2O ADP ATP

C

COOH

O P

asam fosfoenol piruvat (PEP)

CH2

C

COOH

asam piruvat

CH3

O

1 2 3

4

5

78

9

10 11

dihidroksiasetonfosfat (DHAP)

6

1. fosforilase 2. fosfogluko mutase 3. fosfogluko isomerase 4. frukto kinase 5. aldolase 6. isomerase triosafosfat 7. dihidrogenase-3-fosfat 8. kinasefosfo gliserat 9. fosfoglisero mutase10. enolase11. kinase piruvat

Page 55: Diktat Kuliah Biokimia

53

Dalam otot asam piruvat akan diubah: Asam laktat

C

COOH

asam piruvat

CH3

Odehidrogenase laktat

NADH + H+

NAD+

HC

COOH

asam laktat

CH3

OH

Dalam ragi : Glikolisa → Etanol (fermentasi alkohol)

Syarat : Larutan harus steril → Hasil manis

Larutan tidak steril → Hasil asam

C

COOH

CH3

O

CO2

C

O

H

CH3

CH3

COOH

NADH + H+

NAD+

CH2OH

etanol

CH32

3

1

1. dekarboksilase piruvat2. dehidrogenase alkohol3. bakteri

Page 56: Diktat Kuliah Biokimia

54

Glikogenesis

Pembentukan glikogen dalam hati/otot.

Tahap: Fosforilasi, mutasi, pemanjangan rantai.

O

CH2OH

glukosa

ADPATP

O

H2C

H

OH

glukosa-6-fosfat

O P

O

CH2OH

H

O

glukosa-1-fosfat

P

UDP

UTP

pi

O

CH2OH

O

uridindifosfatglukosa (UDPG)

P O P O CH2

O

OH OH

N

N

O

OO

CH2OH

O

O

O

O

n

glikogen

1. glukokinase2. fosfogluko mutase3. pirofosforilase UDPG4. sintetase glikogen

rantai glikogennon reduktor

1 2

3

4

glukosa/glikogen10 tahap

anaerobasam piruvat

tahap 11

tahap 11asam laktat

asetaldehidtahap 12

etanol Hasil glikolisis:

-Dibutuhkan 2 ATP (jika yang diubah glukosa)

(jika glikogen: butuh 1 ATP)

-Dibutuhkan 1 NADH untuk 3 atom C

-Dikeluarkan 2 NADH + 2H+

untuk 6 atom C

-Dikeluarkan 2 ATP 2 untuk 6 atom C

-Dikeluarkan 2 mol asam laktat

Dikeluarkan: 2 ATP + 2 mol asam laktat/mol glukosa+

Page 57: Diktat Kuliah Biokimia

55

Siklus asam sitrat

= Siklus Krebs (penemu: Sir Hans Krebs)

Dasar: Glukosa → glukosa-6-fosfat → asam piruvat → asetil Ko A → siklus asam

sitrat

→ CO2 + H2O

CHO

H2C

H2C

COOH

COOH

COOH

asam sitrat

C

HC

H2C

COOH

COOH

COOHasam akonitat

HC

C

H2C

COOH

COOH

COOH

asam isositrat

HO

C

CH2

COOH

O

CH2

COOH

asam ketoglutarat

C

CH2

O

S CoA

CH2

COOH

suksinil koenzim ACOOH

CH2

CH2

COOH

asam suksinat

COOH

CH

CH

COOH

asam fumarat

COOH

CH2

HC

COOH

asam malat

OH

H

H2C

C

asam oksaloasetat

COOHO

COOH

Co ASHC

C

CH3

O

O

OH

asam piruvat

Co ASH

NAD+ CO2

NADH + H+

CH3C

O

SCoA

asetil CoA

NAD+

NADH + H+

CO2

GDP

GTP

pi

NAD+

CO2NADH + H

+

Co ASH

NAD+

NADH + H+

H2O

Co ASH

FADFADH2

8

1 2

3

4

56

7

Berlangsung dalam mitokondria

C3H4O3 + Co ASH + NAD +

CH3C

O

S CoA + CO2 + NADH + H+

C

O

S CoA

H3C + 3 NAD+ + FAD + GDP + pi 2 CO2 + 3 NADH + 3 H

+ + FADH2 + GTP + H-S CoA

Page 58: Diktat Kuliah Biokimia

56

Interaksi Metabolisme

Metabolisme berkangsung menurut urutan reaksi disebut jalur metabolik, berlaku

untuk glukosa, asam amino, asam lemak yang saling berhubungan metabolit

tertentu adalah asam piruvat, asetil koenzim A dan siklus asam sitrat.

Zat Makanan

Protein Karbohidrat Lemak

Asam Amino Glukosa Gliserol dan Asam LemakProtein Tubuh

Glikogen

Depot Lemak

Asam Piruvat

Asetil KoAZat antara Siklus Asam Sitrat

Siklus Asam SitratTranspor Elektron danFosforilasi Oksidatif

H+

Efisiensi energi dari 1 mol glukosa bila diubah menjadi CO2 dan H2O dalam

metabolisme (glikolisis → asam piruvat → asetil koenzim A → siklus asam sitrat)

akan dihasilkan ATP = 38.

C C C

CO2

C C

H+ + NADH C C

C C

C C

C C

C C

C C

NAD+

CO2

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C C

C C

H+

+ NADH

NAD

NAD +

H+

+ NADH

GDPGTP

NADH + H+

FAD

FADH2

Page 59: Diktat Kuliah Biokimia

57

Satu mol glukosa dalam glikolisis dan siklus asam sitrat akan menghasilkan: 10 mol

NADH + H+, 2 FADH2, 2 ATP dan 2 GTP. Dalam proses transpor elektron dan

fosforilasioksidatif menghasilkan, antara lain:

NADH menghasilkan 3 mol ATP dan GTP + ADP ATP + GDP

FADH2 menghasilkan 2 mol ATP Enzim yang berperan adalah sitokrom a,b,c; koenzim Q dan FMN, sehingga 1 mol

glukosa menghasilkan 34 ATP (dari NADH dan FADH2) + 2 ATP + 2 ATP = 38

ATP.

Dalam sistem biologis energi bebas dari hidrolisa ATP sebanyak 7,3 kkal mol-1

,

sehingga energi dari 1 mol glukosa sebanyak 38 ATP = 38 7,3 = 277 kkal mol-1

.

Page 60: Diktat Kuliah Biokimia

58

Lingkaran pentosa fosfat (LPP)

LPP juga dinamakan heksosa monofosfat shunt. Disebut cabang, karena glukosa →

glukosa-6-fosfat akan dipecah → fruktosa-6-fosfat melalui glikolisis, selain itu juga

pecah melalui LPP dan dihasilkan pentosafosfat yang kemudian untuk biosintesis

asam nukleat.

Selain itu LPP berfungsi untuk pembentukan NADPH + H+ ekstra mitokondrial

yang akan dipakai sebagai sumber hidrogen pada biosintesis asam lemak.

LPP terdiri dari 2 tahap: Oksidasi dan pengembalian.

6 glukosa-6- fosfat + 12 NADP

+ + 7 H2O 12 NADPH + 12 H

+ + 6 CO2 + 2 pi

6 glukosa-6-fosfat

6 fosfat glukonat

6 NADP+

6 NADPH

6 NADP+

6 NADPH

6 ribulosa-5-fosfat

2 silulosa-5-fosfat 2 ribosa-5-fosfat

2 gliseraldehida-3-fosfat2 sedoheptotulosa-7-fosfat

2 fruktosa-6-fosfat2 fruktosa-6-fosfat

4 fruktosa-6-fosfat

4 glukosa-6-fosfat

2 silulosa-5-fosfat

2 eritrosa-4-fosfat

2 gliseraldehida-3-fosfat

gliseraldehida-3-fosfatdihidroksiasetonfosfat

fruktosa difosfat

pi

fruktosa-6-fosfat

glukosa-6-fosfat

Page 61: Diktat Kuliah Biokimia

59

HUBUNGAN ANTAR METABOLISMA

KARBOHIDRAT-LEMAK-PROTEIN

karbohidrat

glikogen

glukosa-1-fosfat

glukosa-6-fosfat

fruktosa difosfat

fosfo gliseraldehida

fosfo gliserat

fosfo piruvat

piruvat

asetil KoA=

oksaloasetat

malat

fumarat

suksinat

ketoglutarat

isositrat

sitrat

glukosa

glisin

alanin

serin

asetoasetat

leusinisoleusintirosinfenil alanin

treonin

prolin,histidin

asam glutamat

arigin

ornitin

asam lemak

gliserol

lemak

= protein

valin

suksinil KoA

Page 62: Diktat Kuliah Biokimia

60

METABOLISMA LIPIDA

Digesti dan absorpsinya metabolisme: Lipid → CO2 + H2O

Lipida merupakan sumber energi utama dalam jangka panjang yang

diperlukan makhluk hidup, terutama setelah cadangan glikogen otot dan hati

yang jumlahnya terbatas sudah habis.

Digesti lipida dalam lambung tidak ada (sedikit sekali).

Lemak dari lambung → usus 12 jari digesti berlangsung: bercampur dengan

getah pankreas dan empedu (getah hati) yang bersifat basa. Komponen utama

dari getah hati: K/ Na glikokolat, kolesterol, pigmen empedu. Getah pankreas

antara lain enzim lipase, diperlukan untuk mencerna lipida sehingga menjadi

bentuk emulsi yang halus sehingga kerja enzim lebih aktif.

Trigliserida diuraikan oleh enzim lipase pada atom C1 dan C3 atau hanya 1 atom

C.

Asam lemak

Asam lemak

Asam lemak 2 asam lemak bebas + 2 asil gliserol (F.F.A) (monogliserida)

C

C

C

Kemudian diabsorpsi (F.F.A dan monogliserisa), bersama fosfolipida → bentuk

micelle (terdiri dari garam empedu, vitamin yang larut lemak, F.F.A,

monogliserida, kolesterol) yang koloidal besar 40-400 Ao dan akan mendifusi ke

dalam sel-sel mukosa usus, di sini garam empedu tidak ikut difusi, ia akan

diserap pada bagian bawah saluran pencernaan dan kembali → hati.

Jadi micelle di mukosa usus diresintesa lagi dari:

monogliserida + F.F.A digliserida

+ F.F.A

trigliserida

Trigliserida ini bersama komposisi lain menjadi chilomikron (0,5 - 1 ) → akan

masuk ke dalam saluran limfa → vena → jantung → sirkulasi darah → sebagian

besar masuk hati, lainnya ke jaringan.

Di hati trigliserida diurai kembali karena chilomikron tidak dapat melalui

dinding sel: → asam lemak bebas + gliserida di hati mengalami proses:

(penjenuhan/ pengurangan, perpenjangan/ perpendekan rantai karbon) →

jaringan penyimpan lemak → diurai lagi kalau diperlukan: → gliserida +

F.F.A.

Lemak jaringan diuraikan karena merupakan sumber energi.

Gliserol dapat mendifusi keluar dan pembakaran mengikuti glikolisis (DHAP.).

Page 63: Diktat Kuliah Biokimia

61

Asam lemak bebas (F.F.A.) diikat pada globulin (protein darah) dibawa ke

jaringan untuk sumber energi.

= ============== == = = = = = = = =

mukosa

lumen

usus halus

trigliseridakholesterolvitamin

monogliseridaF. F. A

mukosa

kolesterolvitaminmonogliseridaF. F. A

+ protein

dalam retikulum endoplasma

limfa darah

chilomikron

F. F. Amonogliserida

hati

proses

jaringan lemak

diurai

griserida + F. F. A + protein darahglikolisis

DHAP

sumber energi

emulsi

Gambar digesti dan absorpsi lipida

getah empedu

getah empedu

trigliserida

limen usus

Page 64: Diktat Kuliah Biokimia

62

KATABOLISMA LIPIDA

Lemak jaringan (trigliserida) → gliserida + F.F.A.

F.F.A. ke hati → CO2 + H2O + ATP

Tahun 1904 dikemukakan oleh Knoop mengenai oksidasi lemak jenuh dikenal

dengan sebutan “ -oksidasi dari Knoop” (karena menyerang atom C- .).

Dengan hasil fragment atom C-2: asam asetat.

Tahun 1950 Lynen kemukakan bahwa oksidasi berlangsung pada asam lemak

bebas tetapi pada Acil CoA. Asam lemak bebas → Asil CoA → Oksidasi.

Proses di hati pada -oksidasi ada tahap-tahap:

asam lemak bebas (jenuh)

asil CoA asil CoA = jenuh

H2O

ikatan tunggal dan mol air

Kreb's fosforilasi oksidatif CO2 + H2O

Co ASH

ATP ADP + pi FAD FADH2

NAD+

NADH + H+

oksidasiketoasil CoA

asetil CoA Co ASH

asil CoA

n-1

asil CoA

ulangan

1

2

3

4

5

1. tiokinase

2. dehidrogenase asil CoA

3. hidrase enoil

4. dehidrogenase -OH asil CoA

5. ketotiolase

Page 65: Diktat Kuliah Biokimia

63

SIKLUS ASAM SITRAT (Siklus Krebs → Sirkulasi Hans Kreb’s)

Dasar: Glukosa → glukosa-6-fospat → asam piruvat→ asetil KoA → siklus asam

sitrat → tenaga + CO2 + H2O.

C

O

HO C

O

CH3piruvat

KoAS C

O

CH3

KoASH NAD+

CO2

NADH + H+

HC

H2C

H2C

COOH

COOH

COOH

cis-sitratC

H2C

HC

COOH

COOH

COOHasam akonitat

KoASHasetil KoA

HC

C

H2C

COOH

COOH

COOH

asam isositrat

HOH

NAD+

NADH + H+

CO2

3

C

CH2

COOH

CH2

asam ketoglutarat

NAD+

CO2

NADH + H+

Ko ASH

4

O

COOH

C

CH2

S CoA

CH2

suksinil koenzim AGDPGTP

piKo ASH5

O

COOH

CH2

CH2

asam suksinat

FAD

FADH26

COOH

COOH

CH

CH

asam fumarat

H2O

7

COOH

COOH

asam malat

NAD+

NADH + H+

8

HC COOHH

HCHO COOH

H2C

C

asam oksaloasetat

COOHO

COOH1

2

Berlangsung dalam mitokondria

Page 66: Diktat Kuliah Biokimia

64

-oksidasi berlangsung dalam mitokondria dan pembentukan asil CoA berlangsung

dalam sitoplasma, baru masuk ke mitokondria.

Contoh pada asam palmitat C15H31COOH, diperoleh ATP sebesar: 7 putaran

siklus.

Hasil ATP Hasil Bersih

7 FADH2 2 14 ATP

7 NADH + H+ 3 21 ATP

8 Asetil CoA 12 96 ATP

Pembentukan Acil

CoA

-1 -1 ATP

Proses Ulang -1 -1 ATP

Jumlah 129 ATP

Efisiensi Kalori: 129 7,3 kkal = 941,7 kkal

Efisiensi Energi: %40%1002340

7,941x

Cara lain oksidasi (lebih cepat).

Adalah oksidasi atom C gugus metil asam dikarboksilat kemudian oksidasi lagi 2

arah asetil CoA.

Page 67: Diktat Kuliah Biokimia

65

PEMECAHAN ASAM LEMAK TAK JENUH

Asam lemak tak jenuh banyak dijumpai di alam. Yang esensial: linoleat,

linolenat, arakhidonat. Pemecahannya: pada dasarnya tidak berbeda dengan asam

lemak jenuh. Adanya ikatan rangkap-cis maka perlu enzim khusus agar menjadi

bentuk-trans (seperti pada hasil antara pada pemecahan asam lemak jenuh).

Asam lemak tak jenuh terdapat di luar mitokondria akan diangkut oleh

karnitin masuk ke dalam mitokondria dan menjadi bentuk aktivnya yaitu asil-KoA

tak jenuh kemudian didegradasi seperti pada asam lemak jenuh. Contoh: Oleil-

SKoA terdiri rantai C 18 buah dan ikatan rangkap terdapat pada atom C 9-10

buah. Bentuk cis oleil-SKoA ini masuk ke siklus -oksidasi dan secara bertahap

dipisahkan asetil KoA.

CC

CC

CC

CC

C CC

CC

CC

CC

C

O

S KoA

oleil-S KoA

3 x siklus oksidasi

CC

CC

CC

CC

C CC

C

O

S KoA

3 sis enoil-KoA

+ 3 CC

O

S KoA

asetil-S KoA

12

3

Sampai siklus ke 3 dihasilkan 3 asetil SKoA. Pada siklus ke 4 dimulai bila cis

enoil trans enoil.

RC

C CC

C S KoA

O

3 sis enoil-KoA

2

2 sis enoil-KoA

3

1 RC

CC

CC S KoA

O

12

Senyawa trans langsung masuk ke reaksi hidrasi tanpa melalui dehidrogenasi

dalam siklus -oksidasi akan dihasilkan 1 Asetik-SKoA tanpa menghasilkan

FADH2. Siklus berikutnya berlangsung seperti -oksidasi asam lemak jenuh.

Asam lemak tak jenuh polienoat: asam linoleat, diperlukan enzim L-3-OH-

asil-SKoA epimerase.

Reaksi:

Page 68: Diktat Kuliah Biokimia

66

CC

CC

CC C

CC C

CC

CC

CC

CC S KoA

O

CC

CC

CC C

CC C

CC

O

S KoAC

CC

CC

C CC

CC

CC S KoA

CC

CC

CC

CC

O

S KoAOHH

CC

CC

CC C

C

S KoAO

O

CC

CC

CC

CC S KoA

O

linoleil-KoA

3 asetil KoA

2

3

45

63 sis

6 dienoil-KoA

2 trans

6 dienoil-KoA

*

2 asetil KoA* Enzim enoil-KoA isomerase

1

22 sis eniol-KoA

Enzim Hidratase

D. 3 hidroksi asil Ko-A

epimerase

L. 3 OH-asil-KoA

dan seterusnya.... 4 asetil KoA

Pemecahan asam lemak ganjil yang jarang terdapat di alam, bila terikut

dalam makanan maka degradasinya lewat siklus -oksidasi. Pada pemecahan

terakhir dihasilkan senyawa atom C3 = propionil-KoA. Asam lemak ganjil Asetil

KoA sisa (3C) propionil KoA metil malonil KoA suksinil KoA Siklus

Krebs.

Asam lemak ganjil C

O

S KoAH3CH2C

propionil KoA karboksilase+

biotinasam amino (valin, isoleusin)

propionil KoAmetilmalonil KoArasemase

ATPCO2

ADP pi

CH

O

C

S KoA

H CH3

C OH

O

metilmalonil KoA

metilmalonil KoA mutase+

B12 C

O

S KoAH2C

H2C C

O

OH

suksinil KoA

Siklus Krebs

Page 69: Diktat Kuliah Biokimia

67

Metabolisma asam lemak tak jenuh rantai panjang yang penting dalam

metabolisme mamalia adalah:

Asam lemak non esensial: Asam palmitoleat (16:1)

CH3-(CH2)5-C=C-(CH 3)7

COOH

Asam oleat (18:1)C-(C)7-C=C-(C)7-COOH

Asam lemak esensial : Asam linoleat (18:2)C-(C)4-C=C-C-C=C-(C) 7

COOH

Asam a linoleat (18:3)C-C-C=C-C-C=C-C-C=C-(C)7

COOH

Asam arakhidobat (20:4)C-(C)4-(C=C-C)4-(C)2-COOH

Page 70: Diktat Kuliah Biokimia

68

METABOLISMA PROPIONAT (Propionil KoA)

Oksidasi asam lemak jenuh

Untuk asam lemak jenuh dengan jumlah atom C genap maka hasil pemecahan

-oksidasi berupa asetil KoA (atom C = 2).

Untuk asam lemak jenuh dengan jumlah atom C ganjil maka hasil pemecahan

-oksidasi berupa propionil KoA (atom C = 3).

Dari makanan juga diabsorpsi propionate, yang dalam tubuh akan diubah jadi

propionil KoA.

Propionil KoA akan diubah jadi suksinil KoA, dan masuk dalam siklus sitrat.

Proses:

C

O

HCH2CH3

ATP

Co A-SH ADP + ppi

C

O

S-CoACH2CH3

asam propionat propionil CoA

CO2ATP

ADP + pi

CHCH3

C OH

O

C

O

S-CoA

metilmalonil CoA

C

H3C

O

OH

H2C C

O

S-CoA

suksinil CoA

Siklus Kreb's

1

2

1. Enzim thiokinase 2. Enzim karboksilase propionil CoA-( koenzim biotin), fungsi untuk karboksilasi3. Enzim isomerase metilmalonil CoA-koenzim B12

Page 71: Diktat Kuliah Biokimia

69

Oksidasi asam lemak tak jenuh

Prinsip sama: melalui -oksidasi, karena ada ikatan tak jenuh maka ikatan

harus dipindah ke posisi - (posisi 2-3) yang memungkinkan terjadi -oksidasi.

Bila ikatan ada lebih dari 1, maka dipotong lalu dipindah ke posisi - . Enzim

yang berperan: isomerase.

Contoh:

Oksidasi asam linoleat C18H32O2 posisi ikatan rangkap pada C-9 dan C-12.

CO

S-CoA

CO

S-CoA

CO

S-CoA

C O

S-CoA

C

OH

O

S-CoA

CS-CoA

OH

O

linoleil-CoA

oksidasi3 asetil CoA

dienoil-CoA

enzim trans enoil CoA isomerase

oksidasi2 asetil CoA

asil CoA tak jenuh

enoil CoA

enoil CoA hidratase

hidroksi asil CoA

hidroksi asil CoA epimerase

oksidasi

4 asetil-CoA

Page 72: Diktat Kuliah Biokimia

70

ANABOLISMA LIPIDA

LIPIGENESIS

Anabolisma lipida berlangsung dalam sitosel.

Beberapa tahap anabolisma:

- Biosintesa asam lemak dari asetil KoA dan malonil KoA.

Berasal dari glukosa glikolisis (hasil asetil KoA/ -oksidasi) diubah dalam

siklus lipigenesis asam lemak.

Tahap I: Pembentukan asetil-ACP (dengan bantuan ACP)

Asetil KoA + H-S-ACP C

O

H3C

S-ACP

+ HS-KoA

Malonil KoA dibentuk dari:

Asetil KoA + CO2C

O

H2C

S-KoA

C

O

HO

Tahap II: Penggabungan malonil KoA dengan asetil-ACP

Tahap III: Dehidratasi

Tahap IV: Reduksi

Siklus diulangi dengan penambahan malonil-KoA, akhirnya diperoleh asam

lemak.

Page 73: Diktat Kuliah Biokimia

71

Lipigenesis asam lemak jenuh

C

O

S-ACP

CH2

COOH

malonil ACP

CCH3

O

S-ACP

asetil ACP

C

O

CH3 CH2 C

O

S-ACP

asetoasetil ACP

C

H

CH3 CH2 C

O

S-ACP

-OH butiril ACP

OH

HCCH3 CH C

O

S-ACP

-OH krotonil ACP

H2CCH3 CH2 C

O

S-ACP

butiril ACP

C

O

S-ACP

CH2

COOH

malonil CoA

C

O

S-ACP

asetil CoA

CH3

CH3(CH2)4C

O

S-ACP

heksonil ACP

HS-ACP

CoASH

transfer

kondensasi

HS=ACP

CO2

NADPH + H+

reduksi I

dehidrasireduksi II

NADP+

NADPH + H+

NADP+

HS-ACP

CO2ula

ng

dst

*

HS-ACP

CoASH

ADP + pi

CO2

ATP

karboksilase

1

2

3

4

1. asil transferase

2. malonil transferase

3. hidratase

4. reduktor

Sintesa asam lemak jenuh terdapat pada hewan, manusia, juga sintesa asam

lemak tak jenuh juga terjadi pada tanaman (organ aerob).

Contoh: Sintesa asam oleat (ikatan = pada C-9) memerlukan O2 ikatan

rangkap, enzim kompleks oksigenase.

Sedang dalam organ anaerob sintesa asam tak jenuh dengan memakai

-OH asil ACPdehidratase

enoil ACP

Page 74: Diktat Kuliah Biokimia

72

Sintesis Asam Lemak Ikatan Tunggal

Ditemukan dalam tubuh hewan, menyimpan jenis lemak yang lunak depot

lemak. Proses terjadi dalam mikrosom hati, merubah stearil KoA oleil KoA.

Dalam reaksinya diperlukan O2, NADPH/ NADH.

stearil KoA + enzim

asil transferaseKoA-SH

Stearil-enzim

hidroksilaseO2 + NADPH + H

+

NADP+

+ H2O

hidroksistearil-enzim

hidrataseH2O

oleil-enzim

asil transferase KoA-SH

oleil-KoA + enzim

Asam lemak essensial disintesis dari asam linoleat (misal, linoleat arakhidonat).

Proses:

linoleil KoA linoleil KoA (

desaturase

g linoleil KoA glinolenil KoA (

perpanjangan malonil KoA, NADPH (C2)

g linolenil KoA (

desaturase

arakhidonil KoA (

O2 + NADPH + H+

NADP+

+ H2O

9,12oktadekadienoil KoA)

O2 + NADPH +H+

NADP+ + H2O

6,9,12

oktadekatrienoil KoA)

8,11,14eikosatrienoil KoA)

5,8,11,14eikosatetraenoil KoA)

Page 75: Diktat Kuliah Biokimia

73

Biosintesa Trigliserida

agliserofosfat + 2 mol asil KoA asam a fosfatida

asam a fosfatida a,b digliserida

a,b digliserida + 1 mol asil KoA

pi

Ko-ASH

triglisrida

CH2OH

CHO H

CH2OH

C S KoAR C O CH

2R

OH2C

H2C O P

O C R

O

2Co-ASH

O

pi

R C

O

O CH

CH2OH

CH2

RCOH2C

CHOC

O

R

H2C O C

O

R

O

O

1 2

3

4

1 2

3

4

C R

O

R

C

SKoA

O

Ko-ASH

Ikhtisar jalur utama metabolisma lipida dan hubungannya dengan metabolisma

glukosa.

gliserol

triasil gliserol + fosfolipid a

ktivasi

asil KoA

sfingolipida

asetil-KoA

piruvattriosa-P

siklus krebs

CO2

glukosa

steroid

kolesterol

benda keton

FFA

gliserol-P

aktivasi

keto

genesis

-oksidasi

esterifikasi

lipolisis

ste

roid

ogenesis

kole

ste

rolo

genesis

Bila energi yang diperlukan banyak maka pemecahan lemak banyak, -oksidasi

menghasilkan asetil KoA + asetoasetat yang akan diubah menjadi benda – benda

keton.

Page 76: Diktat Kuliah Biokimia

74

METABOLISMA ENERGI DALAM TUBUH

Membahas tentang beberapa kalori yang dibutuhkan tubuh. Proses katabolisma

menghasilkan energi dan anabolisma membutuhkan energi.

Dipergunakan alat kalorimeter, dilakukan secara in-vitro (luar tubuh).

Bahan makan (karbohidrat, lemak, protein CO2 + H2O + kalori

Untuk karbohidrat dihasilkan 4,1 cal/gram, untuk lemak dihasilkan 9,4

cal/gram dan untuk protein dihasilkan 5,6 cal/gram.

Dalam makhluk hidup ada faktor lain yang berpengaruh sehingga tidak dapat

dihasilkan kalori 100% sama seperti in-vitro.

Untuk karbohidrat hanya 98% nilai absorpsinya sehingga nilai kalori

karbohidrat dalam tubuh = 98/100 x 4,1= 4 cal/gram

Untuk lemak hanya 94% nilai absorpsinya sehingga nilai kalori lemak dalam

tubuh

= 94/100 x 9,4= 9 cal/gram.

Untuk protein hanya 92% nilai absorpsinya sehingga nilai kalori protein dalam

tubuh

= 92/100 x 5,6= 5,3 cal/gram.

Protein juga menghasilkan NH3 yang akan diubah ureum, asam urat,

kreatinin, sehingga energi yang dihasilkan berkurang diperkirakan

mencapai 1,3 Cal, sehingga untuk protein nilai kalori dalam tubuh menjadi 5,3 –

1,3 = 4 cal/gram.

Energi yang dihasilkan dalam tubuh dipergunakan untuk:

- menjaga kesetimbangan tubuh supaya proses – proses berlangsung normal.

- Maintenance kerja otak, otot.

Beberapa jenis kegiatan yang perlu energi:

Duduk : 96 Cal/jam

Mengemudi : 168

Jalan 3 km/jam : 180

Jalan 6 km/jam : 336

Lari cross country : 636

Berenang : 660

Kerja kuli dengan otot: 654

Page 77: Diktat Kuliah Biokimia

75