KATA PENGANTAR

Puji dan Syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, yang

telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan

sebuah makalah yang berjudul “Metabolisme Bakteri” dengan baik dan lancar

sesuai dengan waktu yang ditetapkan. Adapun maksud pembuatan makalah ini

adalah untuk memenuhi tugas mata kuliah Mikrobiologi Hewan.

Pada kesempatan ini kami juga ingin menyampaikan banyak terima kasih

kepada semua pihak yang telah mendukung kami. Kami juga menyadari bahwa

dalam penyusunan makalah ini masih terdapat banyak kekurangan sehingga

dibutuhkan kritik dan saran yang kontruktif dari berbagai kalangan demi

perbaikan dan sekaligus memperbesar manfaat tulisan ini sebagai sebuah

referensi.

Makassar, 22 Maret 2015

Kelompok VI

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Dalam kehidupan mahluk hidup memerlukan energi yang di peroleh dari

proses metabolisme. Metabolisme terjadi pada semua makhluk hidup termasuk

kehidupan mikroba. Defenisi metabolisme adalah semua proses kimiawi yang

dilakukan oleh organisme atau semua reaksi yang melibatkan transfomasi energi

kimia di dalam mahluk hidup. Walaupun sangat beranekaragam jenis substansi

yang berperan sebagai sumber energy bagi mikroorganisme, namu terdapat pola

dasar metabolisme yang sangat sederhana yaitu terjadi perubahan dari satu bentuk

energi yang kompleks menjadi bentuk energy yang lebih serderhana, sehingga

dapat masuk ke dalam rangkaian metabolik. Metabolisme merupakan serentetan

reaksi kimia yang terjadi dalam sel hidup yang dilakukan untuk menghasilkan

energi.

Seperti organisme pada umumnya, mikroba memerlukan energy

(karbohidrat, lemak, protein, asam nukleat) dan bahan-bahan antuk berkembang

membangun tubuhnya, bahan-bahan tersebut disebut nutrien.

I.2 Rumusan Masalah

Rumusan Masalah yang kami angkat yaitu:

1. Apa yang dimaksud dengan metabolism?

2. Bagaimanakah proses metabolisme bakteri?

I.3 Tujuan dan Kegunaan

BAB II

PEMBAHASAN

 

II.1 Metabolisme

Metabolisme adalah semua reaksi yang mencakup semua proses kimiawi

yang terjadi di dalam sel yang menghasilkan energi dan menggunakan energi

untuk sintesis pada komponen-komponen sel dan untuk kegiatan-kegiatan seluler.

Seperti untuk pertumbuhan, pembelahan sel, pembaruan komponen sel, dan lain-

lain. Metabolisme berasal dari kata Yunani “Metabole” ynisme hang berarti

perubahan. Metabolisme kadang juga diartikan pertukaran zat antaara satu sel atau

secara keseluruhan dengan lingkungannya. Metabolisme adalah segala proses

reaksi kimia yang terjadi didalam tubuh makhluk hidup, mulai makhluk hidup

bersel satu hingga yang memiliki susunan tubuh kompleks seperti manusia.

Dalam hal ini, makhluk hidup mendapat, mengubah dan memakai senyawa kimia

dari sekitarnya untuk mempertahankan hidupnya.

Metabolisme meliputi proses sintesis (anabolisme) dan penguraian

(katabolisme) senyawa atau komponen dalam sel hidup. Semua reaksi

metabolisme dikatalis oleh enzim. Hal lain yang penting dalam metabollisme

adalah peranannya dalam penawar racun atau detoksifikasi.

Proses metabolisme yang terjadi didalam sel merupakan aktivitas yang

sangat terkoordinasi, melibatkan kerjasama berbagai sistem enzim yang

mengkatalis reaksi-reaksi secara bertahap dan memerlukan pengaturan metabolik

untuk mengendalikan mekanisme reaksinya.

Proses metabolisme bagi organisme hidup memiliki empat fungsi spesifik,

yaitu :

1. Untuk memperoleh energi kimia dalam bentuk ATP dari hasil degradasi

zat-zat makanan yang kaya energi yang berasal dari lingkungan.

2. Untuk mengubah molekul zat-zat makanan (nutrisi) menjadi perkursor unit

pembangun bagi biomolekul sel.

3. Untuk menyusun unit-unit pembangun menjadi protein, asam nikleat,

lipida, polisakarida, dan komponen sel lain. Untuk membentuk dan

merombak biomolekul.

II.2 Tahap Utama Metabolisme

Ada 2 macam reaksi dalam metabolisme bakteri, yaitu katabolisme dan

anabolisme. Berikut urainannya:

a. Katabolisme

Katabolisme merupakan jalur metabolisme yang membebaskan atau

mengeluarkan energi dengan memecah molekul kompleks menjadi molekul-

molekul yang lebih sederhana. Jalur utama katabolisme ini adalah respirasi

selular, dimana glukosa dan bahan bakar organik lainnya dipecah dengan adanya

oksigen menjadi karbon dioksida dan air. Setelah gula atau glukosa ini dibuat atau

diperoleh, mereka adalah sumber energi kehidupan. Pemecahan dari glukosa

(katabolisme) memiliki beberapa jalur yang berbeda : Respirasi aerob (aerobicc

respiration), Respirasi anaerob (anaerobic resiration) dan Fermentasi

(fermentation).

1) Respirasi Aerob

Glukosa yang digunakan adalah heksosa, monosakarida, C6H12O6.

Molekul ini secara sistematis dipecah melalui tiga jalur yang saling

berhubungan menjadi karbon dioksida (CO2) dan air (H2O ). Tiga jalur pusat

metabolisme karbohidrat pada bakteri ialah glikolisis, jalur pentose fosfat, dan

jalur Entner – Doudoroff.:

a) Glikolisis

Untuk kebanyakan sel-sel, jalur terbesar dalam katabolisme glukosa adalah

glikolisis.. Glikolisis adalah salah satu lintasan paling penting yang

digunakan oleh sel untuk menghasilkan energi. Glikolisis tidak mensyaratkan

adanya oksigen dan bisa terdapat sel-sel, baik yang aerobik maupun

anaerobik. Pada jalur ini molekul glukosa dirubah menjadi asam piruvat

(glikolisis) dan asam piruvat menjadi asam laktat (fermentasi asam laktat)

tanpa pemasukan molekul oksigen. Dalam glikolisis, ditemukan 4 jalur utama

pada bakteri yang berbeda :

Embden - Meyerhoff - Parnas Pathway (EMP) : Merupakan jalur glikolisis

"klasik" yang ditemukan di hampir semua organisme.

Hexose Monophosphate Pathway (HMP): Jalur Heksosa monofosfat ini

juga disebut fosfoketolase. Jalur ini juga ditemukan disebagian besar

organisme. Jalur ini bertanggung jawab untuk sintesis nukleotida.

Entner - Doudoroff Pathway (ED): Jalur ini ditemukan di Pseudomonas

dan genera terkait.

Pentosa fosfat (PP)

Keempat jalur tersebut mempunyai persamaan, yaitu memecah heksosa

(glukosa) menjadi triosa, yaitu gliseraldehid 3-fosfat (tetapi melalui jalur

berbeda), mengoksidasi triosa, menjadi asam triosa, yaitu piruvat. Hasil akhir

adalah 2 piruvat, 2 NADH, 2 ATP. Jadi hasil dari Glikolisis adalah : Dua

molekul asam piruvat, dua molekul NADH yang berfungsi sebagai sumber

elektron berenergi tinggi dan dua molekul ATP untuk setiap molekul glukosa

b) Siklus TCA ( siklus asam trikarboksilat )

Asam piruvat pertama kali diproses oleh NZ dan koenzim (COA). Produk

akhirnya adalah Asetil-Coa dan molekul CO2. Ingat ini terjadi dua kali

untuk setiap molekul glukosa (Satu glukosa terbagi menjadi dua molekul

asam piruvat.)

Siklus ini berlangsung dalam matriks mitokondria. Tahapan siklus ini

adalah sebagai berikut:

Mula-mula, pembentukan asetil CoA dari piruvat yang telah memasuki

mitokondria. Asetil CoA dibentuk dengan 1) melepas gugus karboksil

piruvat sebagai CO2, 2) fragmen berkarbon dua yang tersisa dioksidasi

untuk membentuk senyawa asetat, dan 3)senyawa mengandung sulfur

turunan vitamin B, koenzim A, yang diikatkan pada asetat tadi oleh

ikatan yang tidak stabil sehingga sangat reaktif.

Setiap putaran siklus, dua karbon dari asetil coA masuk dalam bentuk

relatif tereduksi dan terikat pada oklsaloasetat (senyawa berkarbon

empat). Ikatan tak stabil asetil CoA dipecah begitu oksaloasetat

memindahkan koenzim tersebut dan terikat ke gugus asetil. Hasilnya

adalah sitrat berkarbon enam.

CO2 dihasilkan pada fase 3 (isositrat –> α-ketoglutarat) dan fase 4 (α-

ketoglutarat –> suksinil coA).

Pembentukan NADH terjadi pada fase 3, 4, dan 8 ( malat –>

oksaloasetat).

Pembentukan FADH2 terjadi pada fase 6 (suksinat –> fumarat).

Fosforilasi tingkat substrat terjadi pada fase 5 (suksinil coA- suksinat)

dimana coA ditransfer oleh gugus fosfat yang kemudian dipindahkan ke

GDP untuk membentuk GTP (serupa dengan ATP). ATP akan

terbentuk apabila mendapatkan satu gugus fosfat dari GTP.

Hasil: satu molekul glukosa menghasilkan 2 ATP, 6 NADH, 2 FADH2,

dan 4 CO2.

c) Transport Elektron

Transport elektron ini berlangsung di dalam membran dalam mitokondria.

Tahap - tahap transport elektron :

Elektron yang ditransfer oleh NADH ke molekul pertama rantai

transpor elektron yaitu flavoprotein, dengan gugus protestik flavin

mononukleotida –> protein besi sulfur (Fe.S) –> ubikuinon (Q) –>

sitokrom (cyt b, cyt cI, cyt c, cyt a, cyt a3) à O2.

Elektron lain bersumber dari FADH2 yang menambahkan elektron pada

tingkat yang lebih rendah sehingga menyediakan energi sepertiga lebih

kecil dari NADH.

Pembentukan ATP baru terjadi melalui mekanisme pengkopelan energi,

pada kompleks protein ATP sintase, yang disebut pula sebagai

kemiosmosis. ATP sintase menggunakan energi dari perbedaan

konsentrasi H+ pada sisi yang berlawanan dari H+ pada sisi berlawanan

membran dalam mitokondria. Gradien tersebut dapat dipertahankan

melalui rantai transport elektron. Hal ini karena rantai tersebut

merupakan pengubah energi yang menggunakan aliran elektron

eksergonik untuk memompa H+ melintasi membran.

ATP sintase memiliki tiga bagian utama yaitu komponen silindris

tonjolan tombol yang mendandung tempat katalitik, dan batang sebagai

penguhubung kedua komponen lainnya. Silinder adalah rotor yang

berputar searah jarum jam apabila H+ melintas menuruni gradien

sehingga batang ikut berputar dan mengaktivasi tempat katalitik dalam

tombol, yang menggabungkan fosfat + ADP à ATP.

Hasil: 34 ATP dengan nilai maksimum 38 ATP.

2) Respirasi Anaerob

Langkah pertama dalam respirasi selular di semua sel hidup

adalah glikolisis, yang dapat berlangsung tanpa kehadiran molekul

oksigen. Jika oksigen hadir dalam sel, maka sel kemudian dapat

mengambil keuntungan dari respirasi aerobik melalui siklus TCA

untuk menghasilkan energi jauh lebih besar dalam bentuk ATP

daripada jalur anaerobik. Namun demikian, jalur anaerob merupakan

jalur yang penting juga dan merupakan satu-satunya sumber ATP

untuk kebanyakan bakteri anaerob. Sel eukariotik juga mengambil

jalan jalur anaerobik jika pasokan oksigen mereka rendah. Sebagai

contoh, ketika sel-sel otot yang bekerja sangat keras dan menguras

pasokan oksigen mereka, mereka memanfaatkan jalur anaerob menjadi

asam laktat untuk terus memberikan ATP untuk fungsi sel.

Pada respirasi anaerob, aseptor elektronnya bukanlah oksigen,

melainkan senyawa anorganik lain selain oksigen (bukan O2). Sebagai

contoh : pereduksi sulfat, aseptor elektronnya adalah sodium sulfat

(Na2SO4) ; peredukasi metana, aseptor elektron terakhirnya adalah

CO2.

Berikut ini adalah perbedaan antara respirasi aerob dan anaerob :

3) Fermentasi

Fermentasi adalah proses anaerobik di mana energi bisa

dilepaskan dari glukosa meskipun oksigen tidak tersedia. Fermentasi

terjadi dalam sel ragi (yeast), dan pembentukan fermentasi dapat

terjadi pada bakteri dan sel-sel otot hewan.

Dalam sel ragi (yeast, yang biasa digunakan untuk membuat

roti dan memproduksi minuman berakohol), glukosa dapat di

metabolisme melalui respirasi seluler seperti pada sel lainnya. Ketika

keberadaan oksigen berkurang ataupun tanpa oksigen, glukosa masih

dapat diubah menjadi asam piruvat melalui glikolisis. Dalam

fermentasi sel ragi ini, asam piruvat dikonversi terlebih dahulu menjadi

asetal dehida dan kemudian menjadi etil alkohol. Hasil akhir

fermentasi ini bergantung pada jenis bakteri yang melakukan

fermentasi.

Berikut ini adalah jenis-jenis bakteri dan hasil fermentasinya :

FAKULTATIF ANAEROB

Beberapa organisme (fakultatif anaerob), termasuk yeast dan beberapa

bakteri lainnya, dapat bertahan hidup menggunakan fermentasi ataupun

respirasi.

Untuk fakultatif anaerob, piruvat adalah persimpangan pada jalan

metabolisme yang memimpin dua rute alternatif.

b. Anabolisme

Metabolisme merujuk pada jumlah reaksi biokimia yang

dibutuhkan untuk pembangkit energi dan penggunaan energi untuk

mensintesis bahan sel dari molekul kecil di lingkungan. Oleh karena itu,

metabolisme memiliki komponen yang menghasilkan energi, yang disebut

katabolisme, dan energi-mengkonsumsi, komponen biosintesis, disebut

anabolisme. Reaksi katabolik atau jalur menghasilkan energi seperti ATP,

yang dapat digunakan dalam reaksi anabolik untuk membangun materi sel

dari nutrisi dalam lingkungan. Hubungan antara katabolisme dan

anabolisme diilustrasikan pada Gambar di bawah ini.

Proses anabolik menghasilkan peptida, protein, polisakarida, lipid, dan

asam nukleat. Molekul-molekul ini terdiri dari semua bahan dari sel hidup,

seperti membran dan kromosom, serta produk khusus jenis tertentu dari

sel, seperti enzim, antibodi, hormon, dan neurotransmiter.

II.3 Bakteri yang melakukan metabolisme

Keanekaragaman bakteri dan metabolismenya menyebabkan bakteri

memiliki peranan yang besar bagi lingkungan. Sebagai contoh :

1. Bakteri saprofit menguraikan tumbuhan atau hewan yang telah mati dan

sisa – sisa atau kotoran organisme. Bakteri tersebut menguraikan protein,

karbohidrat dan senyawa organic lain menjadi CO2, gas amoniak, dan

senyawa – senyawa lainnya yang lebih sederhana. Contoh bakteri saprofit

antara lain proteus dan clostridium, tidak hanya berperan sebagai pengurai

senyawa organik, beberapa kelompok bakteri saprofit juga merupakan

pathogen, frankia alni, salah satu bakteri pengikat N2 yang berasosiasi

membentuk bintik akar.

2. Bakteri nitrifikasi adalah kelompok bakteri yang mampu menyusun

senyawa nitrat dari senyawa amonia yang pada umumnya berlangsung

secara aerob didalam tanah, kelompok ini bersifat kemolitotrof, nitrifikasi

terbagi atas dua tahap yaitu nitrisasi (oksidasi ammonia) (NH4) menjadi

nitrit (NO2) dan nitratasi (oksidasi senyawa nitrat menjadi nitrat) (NO3),

dalam bidang pertanian, nitrifikasi sangat mengunntungkan karena

menghasilkan senyawa yang diperlukan oleh tanaman yaitu nitrat, Setelah

reaksi nitrifikasi selesai, akan terjadi proses dinitrifikasi yang dilakukan

oleh bakteri denitrifikasi.

3. Denitrifikasi sendiri merupakan reduksi anaerobik senyawa nitrat menjadi

nitrogen bebas (N2) yang lebih mudah diserap dan dimetabolisme oleh

berbagai makhluk hidup. Contoh bakteri yang mampu melakukan

metabolisme ini adalah Pseudomonas stutzeri, Pseudomonas aeruginosa,

and Paracoccus denitrificans. Di samping itu, reaksi ini juga menghasilkan

nitrogen dalam bentuk lain, seperti dinitrogen oksida (N2O). Senyawa

tersebut tidak hanya dapat berperan penting bagi hidup berbagai

organisme, tetapi juga dapat berperan dalam fenomena hujan asam dan

rusaknya ozon. Senyawa N2O akan dioksidasi menjadi senyawa NO dan

selanjutnya bereaksi dengan ozon (O3) membentuk NO2- yang akan

kembali ke bumi dalam bentuk hujan asam (HNO2).

4. Di bidang pangan Terdapat beberapa kelompok bakteri yang mampu

melakukan proses fermentasi dan hal ini telah banyak diterapkan pada

pengolahan berbagi jenis makanan. Bahan pangan yang telah difermentasi

pada umumnya akan memiliki masa simpan yang lebih lama, juga dapat

meningkatkan atau bahkan memberikan cita rasa baru dan unik pada

makanan tersebut. Beberapa makanan hasil fermentasi dan

mikroorganisme yang berperan:

Nama produk atau makanan Bahan baku Bakteri yang berperan

Yoghurt susu Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophilus

Mentega susu Streptococcus lactis.Terasi ikan Lactobacillus sp.Asinan buah – buahan Lactobacillus sp.Sosis daging Pediococcus cerevisiae.Kefir susu Lactobacillus bulgaricus dan

Streptococcus lactisBeberapa spesies bakteri pengurai dan patogen dapat tumbuh di dalam

makanan. Kelompok bakteri ini mampu memetabolisme berbagai komponen di

dalam makanan dan kemudian menghasilkan metabolit sampingan yang bersifat

racun.

Clostridium botulinum, menghasilkan racun botulinin, seringkali terdapat

pada makanan kalengan dan kini senyawa tersebut dipakai sebagai bahan dasar

botox.

Beberapa contoh bakteri perusak makanan:

1. Burkholderia gladioli (sin. Pseudomonasü cocovenenans), menghasilkan

asam bongkrek, terdapat pada tempe bongkrek.

2. Leuconostoc mesenteroides, penyebab pelendiran makanan, penurunan

pH, dan pembentukan gas.

Proses degradasi jasad makhluk hidup dilakukan oleh banyak organisme,

salah satunya adalah bakteri. Beberapa jenis bakteri, terutama bakteri heterotrof,

mampu mendegradasi senyawa organik dan menggunakannya untuk menunjang

pertumbuhannya. Proses dekomposisi ini dibantu oleh beberapa jenis enzim untuk

memecah makromolekul, seperti karbohidrat, protein, dan lemak, untuk dipecah

menjadi senyawa yang lebih sederhana. Sebagai contoh, enzim protease

digunakan untuk memecah protein menjadi senyawa lebih sederhana, seperti asam

amino. Proses dekomposisi ini juga berperan dalam pengembalian unsur-unsur,

terutama karbon dan nitrogen, ke alam untuk masuk ke dalam siklus lagi.

Dekomposisi jasad makhluk hidup dimulai oleh bakteri yang hidup di

dalam tubuh manusia, dimulai dari jaringan-jaringan otot. Proses ini dipercepat

saat tubuh telah dikuburkan. Reaksi pertama dalam dekomposisi ini adalah

hidrolisis protein oleh protease membentuk asam amino. Selanjutnya, asam amino

akan diubah menjadi asam asetat, gas hidrogen, gas nitrogen, dan karbon dioksida

sehingga pH lingkungan akan turun. Reaksi ini dilakukan oleh bakteri

patogen.Pada tahap akhir, semua senyawa tersebut diubah menjadi gas metana

oleh metanogen.

BAB III

PENUTUP

 

III.1 Kesimpulan

Metabolisme adalah reaksi kimia yang berlangsung di dalam organisme

hidup dan merupakan reaksi yang sangat terkordinasi, mempunyai tujuan, serta

mencakup berbagai kerja sama dari banyak sistem multienzim.

III.2 Saran

Penulisan makalah ini belum sempurna untuk itu kami sebagai penulis

mengharapkan kritikan positif yang membangun demi menyempurnakan makalah

ini, semoga makalah ini dapat memberi manfaat bagi kita semua.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2008. Metabolisme. http://dnabio71metabolisme.blogspot.com/. Diakses pada tanggal 19 Maret 2015.

Anonim. 2013. Metabolisme dan Proses Metabolisme. http://sule-gratis.blogspot.com/2013/03/pengertian-metabolisme-dan-proses.html. Diakses pada tanggal 21 Maret 2015.

Ellyazzar, Ravendi. 2013. Metabolisme Bakteri. http://wonderfullygift.blogspot.com/2013/01/metabolisme-bakteri.html . Diakses pada tanggal 21 maret 2015.

Entjang, Indang. 2001. MIKROBIOLOGI DAN PARASITOLOGI. Bandung : Citra Aditya Bakti.

Pratiwi, Sylvia. 2008. MIKROBIOLOGI FARMASI. Jakart: Erlangga.