BIOMOLEKUL(Struktur dan Metabolisme)M A T R I K U L A S I MAGISTER KIMIA TERAPANPROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA 2013Oleh : Dr. I Nengah Wirajana

KAITANNYA DENGAN KURIKULUMBiomolekul MK WajibMK Pilihan (4 MK)Green ChemistryMK Pilihan (4 MK)MK Pilihan (4 MK)

Analisis TerapanInstrumentasiKimia Permukaan Lanjut Biokimia TerapanReaksi dan Sintesis Senyawa Organik

BIDANG KIMIA ANALITIK TERAPANBioteknologi LingkunganAnalisis Obat, Makanan dan KosmetikKimia Elektroanalisis LanjutAnalisis Kimia Bahan PanganBioanalitikAnalisis Kimia ForensikAnalisis LingkunganKimia Industri PariwisataTopik Khusus Green Chemistry

BIDANG KIMIA BAHAN ALAMBioaktivitas Bahan Alam HayatiElusidasi StrukturTeknologi Met. SekunderKimia PertanianFitofarmakaKimia Medisinal LanjutEksplorasi dan Teknologi EnzimTopik Khusus Green Chemistry

BIDANG BIOMATERIALDDS ( Drug Delivery Systems)NanomaterialBiosensorImunokimiaProduksi dan Analisis AntibiotikaKimia Medisinal LanjutTeknologi MembranSintesis dan Aplikasi Biopolimer

PRE-TESTBerkaitan dengan pentingnya pengetahuan tentang BIOMOLEKUL dalam pencapaian kompetensi setiap mata kuliah (MK) di atas, maka dalam kuliah matrikulasi diawali dengan pre-test untuk mengetahui sampai sejauh mana pengetahuan dasar Mahasiswa Baru tentang biomolekul.Pertanyaan : Jelaskan dengan singkat apa yang Anda ketahui tentang biomolekul dengan memberikan satu contoh saja! (waktu 5-10 menit)

PENDAHULUANKehidupan dari sudut pandang kimia adalah hal sangat menarik dan penting.Ciri-ciri kehidupan:Ada biodeversitasAda kesatuan kimiaAda kebutuhan kehidupanAda mekanisme kimia

Ciri-Ciri Kehidupan (dari segi kimia)Biodeversitas (Keragaman biologis): mikroba, tumbuhan, binatang! ada keragaman biomolekul tertentu (disamping ada kesamaan)

Kesatuan kimiawi: sistem kehidupan (di bumi) mengikuti hukum fisika-kimia organik

3. Kebutuhan Kehidupan:

(1) ENERGI, perlu diketahui bagaimana:

Memperolehnya Mengubahnya MenggunakannyaCiri-Ciri Kehidupan ..

(2) MOLEKUL SEDERHANA, perlu diketahui bagaimana: Mengubahnya Mempolimerasinya MenghancurkannyaCiri-Ciri Kehidupan.

(3) MEKANISME KIMIA, untuk:Memperoleh energiMengendalikan reaksi kimia yang berurutanMensintesis & mendegradasi makromolekulMempertahankan kesetimbangan yang dinamisSwa-susun struktur yang kompleksMengganda secara akurat & efisienMempertahankan keteraturan proses biokimia dalam lingkungan yang berubah-ubahCiri-Ciri Kehidupan

Strategi 1: Mahluk hidup menggunakan pasangan kimia untuk mengendalikan proses kimia yang normalnya tidak dapat terjadiBagaimana strategi mekanisme kimianya?

Strategi 2: Mahluk hidup menggunakan enzim untuk memacu reaksi yang biasanya lambat

Bagaimana enzim memacu reaksi? penjelasan termodinamikanya:

Bagaimana enzim memacu reaksi, penjelasan mekanismenya??

Biomolekul Komposisinya?

99% dari sel tersusun dari unsurH, O, N, and CUnsurElektron tanpa pasanganJumlah relatifH12/3O21/4N31/70C41/10

Atom Karbon yang Fleksibel adalah Tulang Punggung Kehidupan*

Isomer Kimia Rumus kimia sama, bentuk berbeda

Molekul Khiralbentuk putaran berbeda dengan bentuk bayangan

Perubahan Biokimia Dapat Dikelompokkan dalam 5 kategori Reaksi pemindahan gugus Reaksi oksidasi-reduksi Penataan kembali (isomerisasi) Reaksi pemotongan Reaksi kondensasi*Latihan : cari masing-masing 1 (satu) contoh reaksi di atas

Struktur Biomolekul Senyawa penyusun Gula sederhana Asam amino Nukleotida Asam lemak Makromolekul Polisakarida Protein (peptida) RNA atau DNA Lipida

Biosintesis Membutuhkan Molekul Sederhana untuk Digabung secara Kovalen melalui Berbagai Cara

KARBOHIDRATMonosakarida dan DisakaridaRepresentative monosaccharides. (a) Two trioses, analdose and a ketose. The carbonyl group in each is shaded. (b) Twocommon hexoses. (c) The pentose components of nucleic acids.D-Ribose is a component of ribonucleic acid (RNA), and 2-deoxy-Driboseis a component of deoxyribonucleic acid (DNA).

KARBOHIDRATDisakaridaSome common disaccharides. The common name,full systematic name, and abbreviation are given for each disaccharide

KarbohidratPolisakaridaHomo- and heteropolysaccharides. Polysaccharides may be composed of one, two, or several different monosaccharides, in straight or branched chains of varying length.

Contoh polisakaridaKitinAmilosaA short segment of chitin, a homopolymer of N-acetyl-D-glucosamine units in (14) linkageDiskusi: Siapa yang tahu amilosa (lihat gambar di atas) merupakan polimer linier dari ?

Asam Amino dan Protein20 Asam amino dalam protein

Asam Amino dan Protein20 Asam amino dalam protein

Asam amino dan ProteinPembentukan ikatan Peptida dengan kodensasi

Protein

Asam Nukleat

base: thymine(pyrimidine)sugar: 2-deoxyribosemonophosphateno 2-hydroxyl(5 to 3)53base:adenine(purine)1243 linkage5 linkageDNA

AS Biology. Gnetic control of protein structure and function

AS Biology. Gnetic control of protein structure and function

LipidaAsam lemak

LipidaGlycerol and a triacylglycerol. The mixed triacylglycerol shown here has three different fatty acids attached to the glycerol backbone. When glycerol has two different fatty acids at C-1 and C-3, the C-2 is a chiral center

LipidaBiological wax. (a) Triacontanoylpalmitate, the major component of beeswax, is an ester of palmitic acid with the alcohol triacontanol. (b) A honeycomb, constructed of beeswax, is firm at 25C and completely impervious to water. The term wax originates in the Old English weax, meaning the material of the honeycomb.

METABOLISMECycling of carbon dioxide and oxygen between the autotrophic (photosynthetic) and heterotrophic domains in the biosphereCycling of nitrogen in the biosphere. Gaseous nitrogen (N2) makes up 80% of the earths atmosphere.12

MetabolismeEnergy relationships between catabolic and anabolic pathways. Catabolic pathways deliver chemical energy in the form of ATP, NADH, NADPH, and FADH2. These energy carriers are used in anabolic pathways to convert small precursor molecules into cell macromolecules.

MetabolismeThree types of nonlinear metabolic pathways. (a) Converging, catabolic; (b) diverging, anabolic; and (c) cyclic, in which one of the starting materials (oxaloacetate in this case) is regenerated and reenters the pathway.

MetabolismeMetabolism as a threedimensional meshwork.Nelson, D.L. & Cox, M.M. 2000. Lehninger Principles of Biochemistry. 3rd Ed. Worth Publishers, New York.

PenutupPelajari lebih RINCI tentang BIOMOLEKUL, kemudian buat deskripsi singkat menyangkut STRUKTUR DAN FUNGSI dari satu contoh biomolekul yang paling menarik bagi Anda (setiap mahasiswa biomolekulnya berbeda) TERIMA KASIH

Amilosa merupakan polimer dari?

Amilosa adalah polimer linier dari -D-glukosa yang dihubungkan dengan ikatan 1,4-. Dalam satu molekul amilosa terdapat 250 satuan glukosa atau lebih. Amilosa membentuk senyawa kompleks berwarna biru dengan iodium. Warna ini merupakan uji untuk mengidentifikasi adanya pati. Struktur amilosa

LIPIDAGliserol dan triasilgliserol a. Campuran triasilgliserol ditampilkan di sini memiliki tiga asam lemak yang berbeda yang melekat pada tulang punggung gliserol. Ketika gliserol memiliki dua asam lemak yang berbeda pada C-1 dan C-3, C-2 adalah pusat kiral

Metabolisme: Metabolisme adalah semua reaksi kimia yang terjadi di dalam organisme, termasuk yang terjadi di tingkat selular.

Hubungan energi antara jalur katabolik dan anabolik. Jalur katabolik memberikan energi kimia dalam bentuk ATP, NADH, NADPH, dan FADH2. Operator-operator energi yang digunakan dalam jalur anabolik untuk mengkonversi molekul prekursor kecil menjadi makromolekul sel.

Secara umum, metabolisme memiliki dua arah lintasan reaksi kimia organik,

- katabolisme, yaitu reaksi yang mengurai molekul senyawa organik untuk mendapatkan energi- anabolisme, yaitu reaksi yang merangkai senyawa organik dari molekul-molekul tertentu, untuk diserap oleh sel tubuh.

Biomolekul merupakan senyawa-senyawa organik sederhana pembentuk organisme hidup dan bersifat khas sebagai produk

aktivitas biologis. Biomolekul dapat dipandang sebagai turunan hidrokarbon, yaitu senyawa karbon dan hidrogen yang mempunyai kerangka dasar yang tersusun dari atom karbon, yang disatukan oleh ikatan kovalen.

Tiga jenis jalur metabolik nonlinier. (a) Konvergensi, katabolik, (b) divergen, anabolik, dan (c) siklik, di mana salah satu bahan awal (oksaloasetat dalam kasus ini) dibuat ulang dan reenters jalur tersebut.

************************