PENGANTAR BIOKIMIA 2010

  • View
    413

  • Download
    5

Embed Size (px)

Text of PENGANTAR BIOKIMIA 2010

PENDAHULUAN BIOKIMIA

Dra Azizahwati MS Apt.

BIOKIMIA Adalah ilmu pengetahuan tentang dasar kimiawi kehidupan yang mempelajari komposisi kimia dan perubahan kimia dr suatu zat hidup selama proses kehidupan Biokimia sering dikatakan sebagai: The Chemistry of Living Thing Hal ini karena sel mahluk hidup dg ukuran yg sgt kecil dpt dipandang sbg suatu reaktor kimia yg sgt rumit.

Biokimia Didlm sel terdpt reaksi kimia dlm juml yg sgt besar, msg-msg dg produknya & mem btk rangkaian reaksi kimia dg sgt terarah/ teratur (tdk sec. Acak) contoh: pemecahan glc (C6H12O6) CO2 + H2O Dlm sel mahluk hidup terdpt suatu mekanisme dg berbgi subsistem yg bekerja sec. Khas/ spesifik yg memungkinkan makhluk hidup menghslkan seny. dg berbagai tk. kerumitan struktur molekul Berbgi reaksi dpt terjadi spontan didlm sel, contoh: Bila glc. dicamp. dg susp sel ragi, KH akan berubah menjadi seny lain spt: - pd kead anaerob: CH3CH2OH + CO2 - pd kead aerob : CO2 + H2O Bila glc terdapat dlm darah : 2 mol asam laktat

BiokimiaDr ke-3 ciri yaitu: Reaksi yg berjln sangat terarah Spesifik Seakan-akan tanpa memerlukan energi Pasteur:peristiwa peragian dpt terjadi jika ada sel Buchner:dpt terjadi tanpa sel asalkan ditambahkan ekstrak yg berasal dr sel ragi Berarti dlm sel terdpt substansi yg mampu menjalankan reaksi-reaksi kimia dg ke-3 ciri tsb Sec. Luas biokimia mempelajari gejala biologis yg dianalisis sec kimia

PERKEMBANGAN ILMU BIOKIMIAPertengahan abad 19 : kimia organik menjadi ilmu kehidupan yang terpisah dr cabang ilmu kimia lain Th 1828:Friedrick Whler Sintesis urea dr ammonium sianat Th 1820: J V Liebig - Mengkatagorikan makanan mnrt sistem klasifikasi KH, Lemak dan Protein - Memperkenalkan konsep metabolisme yi proses kimia yg membangun & memecah zat di dlm suatu organisme

Th 1840: Schwann & Schleiden Memperkenalkan teori sel sbg unit struktural dasar dari semua organisme Th 1830: L Pasteur Mengajukan teori keberadaan fermen yg ter organisasi yg hanya berfungsi pd sel ragi hidup yg memfermentasi glukosa menjadi alkohol dan CO2 Th 1878: W Khne Memperkenalkan istilah enzim utk fermen

Th 1878 E Fischer (Nobel 1902) bpk biokimia Menemukan: -Metoda kunci & anak kunci antara E & S -Pembtk protein adl asam amino -Pemecahan protein oleh enzim pencernaan E Buchner (Nobel 1907) Ekstrak ragi mampu melakukan fermentasi Alkohol

Th 1926: J B Sumner (Nobel 1946) Kristalisasi urease Th 1930: J H Northrup (Nobel 1946) Kristalisasi pepsin & tripsin Hans A Krebs (Nobel 1953) Siklus urea & asam sitrat(pbtk energi) Th 1950: L Pauling& RB Corey (Nobel 1954) Konformasi helix dr protein Th 1953: F Sanger (Nobel 1958) Rangkaian as amino dr protein dg 51 as amino & 2 rantai peptida hormon insulin

Th 1940: G Beadle & E Tatum (Nobel 1958) Hipotesis: setiap gen bertanggung jawab thd struktur dr hanya satu enzim Th 1953:J Watson&FHC Crick (Nobel 1962) Struktur heliks ganda dr DNA Hipotesis Dogma Sentral dr biologi molekuler Th 1961: F Jacob & J Monod (Nobel 1965) Pengaturan katalitik enzim

Mulai th 1970: Era Bioteknologi Diperkenalkan teknik DNA rekombinan Misal:-Rekayasa genetika -Antibodi monoklonal -Produksi obat-obatan Penggunaan ilmu biokimia: 1. Mengungkapkan penyebab penyakit 2. Pengobatan yg rasional & efektif 3. Test skrining utk diagnosis (infark miocard) 4. Pemantauan perkembangan penyakit 5. Penilaian reaksi tubuh thd terapi

ASAM AMINO & PROTEINAsam amino: As amino berfungsi sbg unit monomer utk membtk rantai polipeptida dr protein Sebag besar protein mengand.20 AA yg sama (L- ) sbg tl punggung protein AA mengand ggs fungsional karboksilat & amino yg melekat pd atom karbon yg sama (AA- )

H H 2N C R COOH

R= ggs yg terikat R= H pd glisin

Penggolongan Asam amino: 1. Dg rantai samping alifatik 2. Rantai samping memp. ggs. hidroksil 3. Rantai samping mengand. atom sulfur 4. Rantai samping mengand.ggs. asidik/ amida 5. Rantai samping mengand.ggs.alkali 6. Mengand. cincin aromatik 7. Asam imino

Ggs fungsional menentukan reaksi kimia AA seperti reaksi ionisasi, asilasi, esterifikasi, oksidasi dan alkilasi

Struktur peptida: Digambarkan dg ggs terminal amino disisi kiri dan ggs terminal karboksilat disisi kanan.

PROTEINStruktur protein tdd 4 susunan : Struktur Primer Adalah urutan as. Amino yang membentuk protein dg ikatan peptida.O HC R C N H R CH

Ikatan peptida membtk bidang datar, rantai samping (R) berada pd konfigurasi trans pd sisi yg berlawanan dr ikatan peptida Struktur sekunder: Struktur sekunder protein ditentukan oleh struktur primer. Struktur sekunder dibtk. & dipertahankan oleh ik. H antara C=O dg NH pd ik. peptida

Ada 2 kemungkinan struktur sekunder yg sering dijumpai: yaitu heliks- dan -pleated sheet/lembaran-

1. Heliks Berupa heliks yg berputar kekanan o.k. Tersusun dr AA btk L Protein dg heliks memp. 3,6 AA untuk tiap putaran Ggs. R dr AA mencuat keluar tegak lurus thd. sumbu heliks Struktur ini dipertahankan bersama-sama oleh ik. H ant. ggs karboksil dr 1 ikatan peptida dg NH dr AA ke-4 sesdh itu dlm helik OK itu tiap ik. peptida, kec. yg terdpt di ke-2 ujung membtk. dua ik. H

Heliks- paling mantap bila: struktur primer mengand. AA dg rantai samping tidak ber- muatan spt. Ala,Leu, Phe, Tir,Trp, Sis, Met, His, Asn, Gln & Val Heliks- menjadi tdk. mantap lagi bila: AA yg membtk. struktur primer memp. rantai samping yg besar/bermuatan spt. Ser, Ile, Tre, Asp, Glu, Lis & Arg Pro tdk dpt didudukkan dlm heliks-

2. Lembaran / -pleated sheet (lembaran bergelombang) Rantai protein meluas dg ggs. R bergantiganti berada diatas & dibawah tl. punggung Ik. H terbtk. antara ik. Peptida yg berjln sec. antiparalel. Mungkin rantai yg berbeda atau rantai yg sama yg melipat, membtk. lengkungan spt. jepitan rambut Ik. H tegak lurus thd. arah tl. punggung

Contoh struktur sekunder protein

Struktur Tertier Adalah konfigurasi yg ditampilkan protein dlm ruang Struktur tertier dimantapkan oleh adanya 1.Interaksi ion antara ggs. R yg bermuatan 2.Interaksi hidrofobik 3.Ikatan disulfida 4.Ikatan kovalen dg. ggs. prostetik

Berdasarkan struktur tertier, protein dibedakan: Protein globuler Mempunyai btk. yg lebih kurang bulat Mudah larut dlm air & larutan garam encer Protein fibrosa Membentuk serat-serat panjang spt. tali/ tongkat membtk struktur yg sangat kuat Tidak larut dlm air

Struktur kuartener Adalah penataan suatu rantai protein dg rantai protein yg lain & dg koenzim yg tdk terikat sec. Kovalen Misal: Hemoglobin tdd: 2 rantai & 2 rantai serta 4 ggs Heme

DENATURASI PROTEINProtein akan mengalami denaturasi oleh zatzat yg dpt memecah ikatannya, misal: 1. pH hidrolisis ik. peptida 2. Suhu tinggi 3. Urea, guanidin & deterjent: memutus ik. H 4. Hidrolisis pd suasana basa:Ser &Thr rusak 5. Hidrolisis pd suasana asam: Trp rusak, Gln & Asn mengalami deaminasi Protein yg mengalami denaturasi akan kehilangan aktivitas biologis & kelarutannya berkurang

FUNGSI BIOLOGI PROTEIN1. 2. 3. 4. 5. Aktivitas enzimatik: Glc DH pd glikolisis Transport: Hb mentransfer O2 dlm darah Cadangan: Feritin: Cadangan Fe dlm limfa Struktur: Kolagen :Jar. Ikat fibrosa Proteksi: Antibodi:Interaksi dg protein asing Fibrinogen: pembekuan darah 7. Aktivitas hormonal: Insulin: met. Glc GH : pertumb. tulang

Pokok bahasan biokimia Dra Azizahwati MS Apt. 1.Struktur & fungsi protein dan enzim -Mioglobin dan hemoglobin -Mekanisme kerja enzim -Kinetika enzim 2. Bioenergetika -Bioenergetika/peranan ATP -Oksidasi biologi -Rantai pernapasan & fosforilasi oksidatif

3. Nutrisi,pencernaan & absorpsi 4. Metabolisme karbohidrat -Metabolisme & pembentukan energi -Siklus asam sitrat -Glikolisis & oksidasi piruvat -HMP Shunt & jln asam uronat -Metabolisme glikogen -Glukoneogenesis & pengaturan glc. darah -Metab. KH lain (fru. gal & glukosamin)

5. Metabolisme lipid -Oksidasi asam lemak & ketogenesis -Biosintesis asam lemak & Eikosanoid -Metab asilgliserol & sfingolipid -Transportasi & penyimpanan lipid -Kolesterol (sintesis, transport & ekskresi)

Dr Yahdiana Harahap MS Apt 1. Mikronutrien (vitamin & mineral) 2. Metabolisme Xenobiotik 3. Metabolisme protein & asam amino -Biosintesis AA nonesensial -Katabolisme rangka karbon AA -Produk khusus dari AA -Porfirin & pigmen empedu

4. Nukleotida purin & pirimidin -Metabolisme nukleotida purin & pirimidin -Struktur & fungsi asam nukleat -DNA & RNA - Sintesis protein 5. Biokimia kanker

PRAKTIKUM BIOKIMIA1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Karbohidrat I (sifat umum KH) Karbohidrat II (hati & pati/amilum) Protein I (sifat umum protein) Protein II (susu) Lipid Saliva Enzim Darah Urin