Makalah Biokimia Katabolisme

  • View
    21

  • Download
    2

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Makalah Biokimia Katabolisme

Transcript

TUGAS PRESENTASI BIOKIMIAMetabolisme Karbohidrat (Degradasi Karbohidrat dan Sintesis ATP)

Disusun oleh,

1. Annisa Rizqi Yasmine(13304241010)

2. Esty Hardian Chrisnawati(13304241020)

3. Ajeng Sulistyowati

(13304241021)

4. Eriza Deadara

(13304241028)

5. Nita Ayu Nurjanah

(13304241036)

6. Linda Indriawati

(13304241039)

JURUSAN PENDIDIKAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

2014

BAB I

PENDAHULUAN

Katabolisme merupakan reaksi pemecahan atau penguraian senyawa kompleks (organik) menjadi sederhana (anorganik) yang menghasilkan energi. Untuk dapat digunakan oleh sel, energi yang dihasilkan harus diubah menjadi ATP (Adenosin TriPhospat).ATPmerupakan gugus adenin yang berikatan dengan tiga gugus fosfat. Pelepasan gugus fosfat menghasilkan energi yang digunakan langsung oleh sel, yang digunakan untuk melangsungkan reaksi-reaksi kimia, pertumbuhan, transportasi, gerak, reproduksi, dan lain-lain.Contoh katabolisme adalah respirasi sel, yaitu proses penguraian bahan makanan yang bertujuan menghasilkan energi.Respirasidilakukan oleh semua sel hidup, sel hewan maupun sel tumbuhan.Respirasi dibedakan menjadi dua berdasarkan ada tidaknya O2 yaitu respirasi aerob dan respirasi anaerob. Respirasi Aerob adalah reaksi katabolisme yang membutuhkan suasana aerob sehingga dibutuhkan oksigen, dan reaksi ini menghasilkan energi dalam jumlah besar. Respirasi aerob sebagian besar terjadi didalam mitokondria. Energi ini dihasilkan dan disimpan dalam bentuk energi kimia yang siap digunakan, yaitu ATP. Pelepasan gugus posfat menghasilkan energi yang digunakan langsung oleh sel untuk melangsungkan reaksi-reaksi kimia, pertumbuhan, transportasi, gerak, dan reproduksi. Proses respirasi aerob terjadi dalam empat tahapan yaitu glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, siklus krebs, dan transpor elektron.Respirasi Anaerob adalah proses respirasi yang tidak memerlukan oksigen. Salah satu contoh proses ini adalah proses fermentasi. Respirasi anaerob dapat terjadi pada manusia dan hewan jika tubuh memerlukan energi secara cepat. Pada mikroorganisme seperti bakteri dan jamur, respirasi anaerob dilakukan karena keadaan lingkungan yang tidak memungkinkan dan belum memiliki sistem metabolisme yang kompleks.

BAB IIISIA. Pembongkaran Karbohidrat1. Jalur ED

Lintasan EntnerDoudoroff yang ditemukan oleh Michael Doudoroff dan Nathan Entner terjadi hanya padasel prokariota.

Jalur ini ditemukan pada pseudomonas. Dengan menggunakan substrat glukosa tahap-tahap konversinya dapat dilihat digambar, maka akan terjadi tahap-tahap sebagai berikut:

a. Oksidasi glukosa oleh ATPb. Oksidasi gugus aldehida dari glukosa-6P menjadi 6-fosfoglukonat dan NADPH2c. Dehidrasi dari 6-fosfoglukonat menjadi 2-keto-3-deoksi-6-fosfoglukonat (KDPG)d. Pemecahan KDPG oleh enzim KDPG aldolase menghasilkan piruvat dengan gliseraldehida-3-fosfate. Triosa fosfat selanjutnya masuk ke jalur glikolisis menjadi piruvat dan memberikan 2 ATP dan 2 NADH2 per mol triosa fosfat

Bila 1 mol glukosa dikatabolisme melalui jalur ED dalam keadaan anaerob maka akan dihasilkan 1 ATP.

Glikosa + ADP + Pi menjadi laktat atau etanol + 1 ATP

Dari perhitungan tersebut dapat diketahui bahwa energi yang dihasilkan lebih kecil dibandingkan dari energi yang dihasilkan melalui jalur EMP.

2. Jalur HMP

Jalur HMP sangat penting penting untuk menghasilkan pentose yang diperlukan untuk sintesis asam nukleat dan nukleotida yang mengandung gugus prostetik, juga berperan dalam beberapa reaksi biosintesis.Poin penting dari jalur ini:a. Disebut juga dengan Pentose Phosphate Pathwayb. Merupakan jalan lain untuk oksidasi glukosac. Tidak bertujuan menghasilkan energi ( ATP )d. Aktif dalam : Hati, Jaringan Lemak, Kelenjar Korteks adrenal, Kelenjar Tiroid, Eritrosit, Kelenjar Mammae ( laktasi ) dan Tidak aktif di dalam sel ototFungsi :a. Membentuk NADPH untuk sintesis asam lemak, steroidb. Membentuk pentosa ribosa untuk sintesis nukleotida dan asam nukleatc. Dalam eritrosit Membentuk NADPH

3. Jalur EMPLintasan glikolisis yang paling umum adalah lintasan Embden-Meyerhof-Parnas (bahasa Inggris: EMP pathway), yang pertama kali ditemukan oleh Gustav Embden, Otto Meyerhof dan Jakub Karol Parnas.Jalur EMP disebut juga jalur heksosa bifosfat. Pada jalur ini glukosa dipecah menjadi 2 piruvat. Jalur ini terjadi pada mikroorganisme dan dalam keadaan anaerob. Pada jalur ini, glukosa dipecah menjadi 2 piruvat. Selain itu, dalam proses ini juga terjadi pembentukan ikatan kaya energi pada tingkat nutrien atau substrat. Jalur EMP terdiri atas 3 tahapan penting metabolisme, yaitu:

Tahap I, fosforilasi ganda heksosaDimulai dari fosforilasi glukosa menjadi glukosa 6-fosfat dengan bantuan enzim heksokinase. Glukosa 6-fosfat diisomerisasi menjadi fruktosa 6-fosfat dengan bantuan fosfoglukoisomerase. Kemudian, fruktosa-6-fosfat difosforilasi menjadi fruktosa 1,6-bifosfat dengan bantuan fosfofruktokinase.Tahap II, pemecahan heksosa bifosfat menjadi 2 triosa fosfatDimulai dari pemecahan fruktosa 1,6 bifosfat menjadi glieraldehid 3 fosfat (G3P) dan dihidroksiaseton fosfat dengan bantuan aldolase. Dihidroksiaseton fosfat dapat direduksi menjadi gliserol 3-fosfat dengan bantuan gliserol fosfat dehidrogenase atau diisomerisasi menjadi G3P dengan bantuan triosa fosfat isomerase sehingga menghasilkan 2 triosa fosfat (G3P).Tahap III, defosforilasi triosa bifosfat menjadi energi dan piruvat.Dimulai dari fosforilasi G3P oleh fosfat anorganik menjadi triosa bifosfat (1,3-difosfogliserat) dengan bantuan G3P dehidrogenase. Proses ini menghasilkanNADH sebagai sumber electron respirasi. 1,3-difosfogliseral didefosforilasi menjadi 3-fosfogliserat dengan bantuan fosfogliserokinase. Gugus fosfatdimutasi dari posisi 3 ke posisi 2, sehingga menghasilkan 2-fosfogliserat dengan bantuan fosfogliserat mutase. Pembentukan ikatan rangkap (dehidrasi) antara atom C no 2 dan no 3, sehingga 2-fosfogliserat menjadi fosfoenol piruvat (PEP) dengan bantuan enolase. Keseluruhan reaksi pada jalur EMP terdapat beberapa reaksi yang bersifat irreversible (tak dapat balik). Yaitu glukosa menjadi glukosa 6-fosfat, fruktosa 1,6 bifosfat menjadi gliseraldehid 3-fosfat dan dihidroksiaseton fosfat, dan fosfoenolpiruvat menjadi piruvat. Hasil akhir dari jalur EMP adalah 2 piruvat, 2 NADH, dan 2 ATP.B. Fermentasi

1. Fermentasi Asam Laktat

Proses fermentasi asam laktat memerlukan bahan dasar berupa glukosa yang dibantu enzim. Oleh karena itu, apabila seseorang merasa tidak berenergi jika tubuhnya kekurangan glukosa. Selain menghasilkan energi, proses ini juga akan menghasilkan asam laktat sehingga disebut Fermentasi Asam Laktat. Fermentasi Asam laktat ini dibantu organisme Bakteri Lactobacilliaceae.Jika diterjemahkan dalam rumus reaksi kimia, maka proses fermentasi asam laktat adalah sebagai berikut:

C6H12O6 + ENZIM = 2 C2H5OCOOH + ENERGISecara umum, fermentasi asam laktat melalui dua tahapan, diantaranya:

a. Proses fermentasi HomolacticProses fermentasi Homolactic merupakan proses terjadinya perubahan glukosa menjadi Asam Piruvat yang kemudian akan membentuk 2 molekul asam laktat. Proses ini dibantu enzim laktat Dehidrogenase.b. Proses Fermentasi HeterofermentatifProses Fermentasi Heterofermentatif merupakan Proses yang menggunakan piruvat sebagai penghasil asam laktat, etanol dan karbon dioksida yang dibantu enzim dehidrogenanse laktat dan piruvat dekarboksilaseFermentasi Asam Laktat dapat terjadi pada sel otot manusia. Misalnya ketika kita menggerakan tangan untuk meraih benda. Pergerakan tersebut akan menghasilkan energi sehingga kita bisa mengambil benda tersebut. Tanpa kita sadari, proses tersebut juga akan menghasilkan asam laktat yang terkumpul di otot otot tersebut.

Peristiwa fermentasi asam laktat pada otot manusia dapat terjadi apabila otot kekurangan oksigen, sementara energi yang butuhkan cukup banyak. Energi yang terbentuk dari proses fermentasi asam laktat tersebut adalah sebanyak 2 ATP.

Asam laktat pada otot ini akan menyebabkan manusia merasakan pegal, kaku, maupun kram akibat dari aktivitas yang menggunakan banyak energi. Asam laktat dapat hilang secara berangsur-angsur setelah proses fermentasi tersebut berakhir. Itulah sebabnya apabila tubuh beristirahat pegal yang dirasakan akan berkurang. Rasa pegal juga bisa berkurang ketika mandi. Ini karena asam laktat tersebut dapat terbawa air dan terbuang.2. Fermentasi Alkohol

Ragidikenal sebagai bahan yang umum digunakan dalam fermentasi untuk menghasilkanetanoldalambir,anggurdan minuman beralkohol lainnya. Pada beberapa mikroba peristiwa pembebasan energy terlaksana karena asam piruvat diubah menjadi asam asetat + CO2 selanjutaya asam asetat diubah menjadi alkohol.Dalam fermentasi alkohol, satu molekul glukosa hanya dapat menghasilkan 2 molekul ATP, bandingkan dengan respirasi aerob, satu molekul glukosa mampu menghasilkan 38 molekul ATP.

Reaksinya:1. Gula (C6H12O6)(asam piruvat (glikolisis)2. Dekarboksilasi asam piruvat.Asam piruvat(asetaldehid + CO2.Piruvat dekarboksilase(CH3CHO)3. Asetaldehid oleh alkoholdihidrogenase diubah menjadi alcohol (etanol).2 CH3CHO + 2 NADH2(2 C2HsOH + 2 NAD.Alkoholdehydrogenase enzimC. Glikolisis

Glikolisis adalah pengubahan glukosa menjadi piruvat dan ATP tanpa membutuhkanoksigen.Glikolisis adalah serangkaian reaksi biokimia di mana glukosa dioksidasi menjadi molekul asam piruvat. Glikolisis terjadi (dengan berbagai variasi) di banyak jenis sel dalam hampir seluruh bentuk organisme (sel hewan, sel tumbuhan, dan sel bakteri).Proses glikolisis sendiri menghasilkan lebih sedikit energi per molekul glukosa dibandingkan dengan oksidasi aerobik yang sempurna. Energi yang dihasilkan disimpan dalam senyawa organik berupa adenosine triphosphate atau yang lebihumum d