METABOLISME BAKTERI

METABOLISME BAKTERI

METABOLISME BAKTERIRafika Sari

SubstansiMetabolismeJalur metabolisme produksi energiMetabolisme karbohidratMetabolisme lemak dan proteinIdentifikasi jenis bakteri berdasatkan sifat kimia

Seluruh proses pengolahan bahan makanan setelah masuk ke dalam sel

Katogeri metabolisme :

A. katabolisme = bioenergiReaksi degradasi senyawa komplex menjadi senyawa sederhanaReaksi hidrolitik (membutuhkan H20)Reaksi eksergonik (penghasil energi/ATP)Nutrien sbg sumber energiEx : gula yg terurau menjadi air +CO2B. Anabolisme = biosintesisReaksi sintesis senyawa komplek dari senyawa sedehanaReaksi sintesa dehidrasi (melepaskan H2O)Reaksi endergonic (membutuhkan energi/ATPNutrien sbg bahan baku/ prekusorEx: sintesa protein dari AA & asam nukleat dari nukleotida

METABOLISME BAKTERIJALUR METABOLISME ENERGI (METABOLIC PATHWAY) Synthesa bagian sel (dinding sel, membran sel, dan substansi sel lainnya)Synthesis Enzim, Asam Nukleat, Polysakarida, Phospholipids, atau komponen sel lainnyaMempertahankan kondisi sel (optimal) dan memperbaiki bagian sel yang rusakPertumbuhan dan PerbanyakanPenyerapan hara dan ekskresi senyawa yang tidak diperlukan atau waste productsPergerakan (Motilitas)

Metabolismeproses kimia berenergi tinggi: Diperoleh dari fermentasi, (katabolisme KBH), respirasi (katabolisme KBH) & fotosintesis (cahaya/ , u autotrof oksidasi kimia dmn elektron yg dibebaaskana dr oksidasi senyawa anorganik ex belerang & amoniak, disalurkan melalui transpor elektron sehingga menghasilkan ATP).Bakteri heterotrof ; sumber karbon dr zat organikBakteri autotrof : energi oksidasi berasal dari senyawa anorganik ex CO2 serta diperlukan energi + koenzim.Koenzim berperan dlm pembawa elektron seta menerima atom yg dilepas oleh substrat atau memberikan atom yg diperlukan substrat. Ex: Koenzim NAD+ & NADP+, FAD, dan CoA

ENERGI KIMIAAdenosin Diphosphate (ADP) dan Adenosine Triphosphate (ATP) yang dibentuk dari Adenosine MonophosphateADP adalah AMP ~ P dan ATP adalah AMP ~ P~ PEnergi kimia juga dapat disimpan dalam komponen dengan ikatan thioester seperti Acetyl-S-Coenzym A (Acetyl SCoA)ATP akan digunakaan kembalai dlm proses anabolisme u membangun komponen2 sel yg dibutuhkan dlm pertumbuhan sel.ATP mempertahankan kehidupan sel krn menyeimbangkan reaksi anabolisme & katabolisme.Energi yg dilepas kelingkungan (energi panas)Molekul : aadenin, ribosaa, 3 gugus pospat (pi)ATP ADP+Pi+energiADP+Pi+energi ATP

METABOLISME KARBOHIDRAT2 jalur produksi glukosa (fermentasi &respirasi3 tahap : glikolisis jalur Embden-Meyerhof)., siklus krebs & rantai transpor elektron

Tahapan glikolisis :1.persiapan (glukosa memerlukan 2 ATP)2. pembentukan energi (fosforilasi substrat menghasilkan 4 ATP )

Jalur metabolisme alternatif Pentosafosfat ( Pentose phosphate pathwayJalur Entner-DoudoroffEnzimMolekul protein yg berfungsi sebagai katalisator biologis dlm rx biokimiaCiri:Sebagian besar tersusun atas proteinBerfx sbg biokatalisatorSpesifik

DEFINISI DAN KARAKTERISTIK KERJA ENZIMProtein dengan aktivitas katalitik yang mempercepat reaksi kimia tanpa ikut dalam reaksi tersebut

Teori Kunci-Anak kunciPenurunan energi aktivasiUkuran molekul enzim > substratReaksi dipercepat pada suhu alamiKOFAKTOR ENZIMAda enzim yang mengandung komponen kimia lain selain protein. Komponen ini disebut kofaktor, suatu komponen yang bukan protein Kofaktor berupa: Molekul anorganik seperti Fe2+, Mn2+, Cu2+, Na+ atau molekul organik kecil yang disebut koenzim misalnya vitamin B, B1, dan B2 Koenzim yang terikat kuat secara kovalen pada protein enzim disebut gugus prostetik. Enzim yang strukturnya sempurna dan aktif mengkatalisis, bersama-sama koenzim atau gugus logamnya disebut holoenzim. TIPE METABOLISME MIKROBAHeterotrofOtotrof FotosintesisMetabolismeSumber CSumber NSumber energiSumber H+Heterotrof/KemoorganotrofOrganikOrganikAtauanorganikOksidasisenyawa organik-Ototrof/kemolitotrofCO2anorganikOksidasiSenyawaanorganik-Fotosintesis Fotolitotrof Bakteri Sianobakteri Fotoorganotrof BakteriCO2CO2

CO2AnorganikAnorganik

AnorganikCahaya matahariCahaya matahari

Cahaya matahariH2S atau H2Fotolisis H2O

BahanorganikMETABOLISME HETEROTROFJamur dan bakteri tertentumendapatkan energi dari oksidasi senyawa organik. Senyawa organik mengandung karbon dan nitrogen yang digunakan secara aerob atau anaerob untuk menghasilkan tenaga pereduksi seperti nicotinamide adenine dinucleotide tereduksi (NADH + H+), dan energi (ATP)Bakteri yang tumbuh lambat dengan keberadaan senyawa anorganik (ion mineral) tanpa menggunakan sinar matahari sebagai sumber energi Sumber karbon: CO2 Sumber N: NH3, NO3-, atau N2METABOLISME OTOTROF (kemotrof, kemoototrof,kemolitotrof)Tipe kemosintetisOksidasi senyawa anorganiksebagai sumber energiFamili, Genus, spesiespewakilPengoksidasi NH3(aerob)NH3 dioksidasi menjadi NO2Nitrobacteriaceae(Nitrosomonas,Nitrosococcus, Nitrospira)Pengoksidasi NO2(aerob)NO2 dioksidasi menjadi NO3Nitrobacteriaceae(Nitrobacter, Nitrococcus)Pengoksidasi sulfur(aerob) dan besi(aerob)S2 dioksidasi menjadi SO4, dan Fe2+ dioksidasi menjadi Fe3+. Thiobacillus thiooxidansThiobacillus ferrooxidansFerrobacillus, LeptothrixPengoksidasisenyawa sulfur danpereduski NO3(denitrifikasi)S2O3 dioksidasi, NO3 direduksiThiobacillus denitrificansBakteri OtotrofMikroba prokaryotik: bakteri dan sianobakteri (cyanobacteria) Memerlukan sinar matahari (foton) dan pigmen Fototrof: membuat gula di dalam sel untuk respirasi/energiHeterotrof: mengambil gula di luar sel untuk respirasi/energi

METABOLISME FOTOSINTESIS (Fotoototrof, Fotoorganotrof)Fotosintesis bakteri ungu non belerangCO2 + 2CH3CHOHCH3 (CH2O) + H2O + 2CH3COCH3 Fotosintesis bakteri hijau belerangCO2 + 2H2S (CH2O) + H2O + 2SFotosintesis Anoksigenik: Tidak Menghasilkan O2Fotosintesis Oksigenik: Menghasilkan O2Fotosintesis Sianobakteri6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2FermentasiProses metabolisme dari karbohidrat atau molekul organik tanpa O2 atau melalui sistem transpor elektron & menggunakan molekul organik sbg penerima elektron terakhir.

Ciri2:1. energi dilepaskan dari KBH/mol anorganik ex: AA, asam organik, purin, & pirimidin2. tdk memerlukan O2 , dpt juga terjadi dgn adanya O23. menggunakan mol organik sbg akseptor elektron terakhir4. Hanya memproduksi ATP dr setiap mol substrat

RESPIRASI SELULERRangkaian proses u memproduksi energi ATP dari siklus krebs dilanjutkan dgn proses rantai transpor elektron akan dihasilkan jumlah energi ATP > fermentasiJenis :Respirasi aerobRespirasi anaerobRespirasi aerob:Katabolisme bahan organik dengan akseptor elektron terminal berupa O2; dan donor elektron berupa bahan organik, misalnya katabolisme gula C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + energiEfisiensi respirasi aerob 55 %Hasil siklus krebs : ATP, NADH, FADH2

Proses Respirasi aerob menghasilkan 38 ATP dari 1 moleukul glukosa

Respirasi anaerobMenggunakan senyawa anorganik selain O2 Ex :1. berupa NO3 yg direduksi menjadi No2-, N2O atu N2 (Pseudomonas, Escherichia, Rhizobium, Enterobacter, & Bacillus)2. berupa SO4 menjadi H2S (Desulfovibrio), 3.senyawa organik fumarate,4.CO2; dan donor elektron berupa bahan organik, misalnya, bakteri metanogen 4H2 + CO2 CH4 + 2H2O

METABOLISME LEMAK & PROTEIN

Mikrorganisme dpt menghasilkan enzim Lipase, protease & peptidase

AA yg terbntuk akan mengalmi proses Deaminasi, dekarboksilasi ataudehidrogenasi utk dapt memasuki siklus krebsIDENTIFIKASI JENIS BAKTERI BERDASARKAN SIFAT BIOKIMIA

Setiap spesies dpt menghasilkan jenis enzim yg berbeda

Dpt dilakukan dgn uji fermentasiMenggunakn tabung durham