BIOKIMIAOLEH : MEISKE EK, S.SI, MPH
Tujuan PerkuliahanPemahaman tentang biokimia : Kosakata (istilah
dan struktur kimia), tatabahasa (reaksi-reaksi kimia), struktur
kalimat (Jalur metabolisme) dan arti (keterkaitan metabolik)
Apa itu Biokimia? Definisi: Websters dictionary: Bios = Yunani,
artinya hidup Kimia mahluk hidup; Kimia yang terjadi dan menjadi
ciri kehidupan. WebNet dictionary: Biokimia adalah kimia dari
bahan-bahan dan proses-proses yang terjadi dalam tubuh mahluk
hidup; sebagai upaya untuk memahami proses kehidupan dari sisi
kimia.
Apa itu biokimia?Pemahaman bentuk dan fungsi biologis dari sudut
pandang kimia Bertujuan untuk memahami interaksi molekulmolekul tak
hidup yang menghasilkan fenomena kompleks dan efisien yang menjadi
ciri-ciri kehidupan serta menjelaskan keseragaman kimia dari
kehidupan yang beragam.
Hal-hal yang dipelajari Struktur kimia dan bentuk tiga dimensi
molekul biologi Interaksi antar biomolekul Sintesis dan degradasi
biomolekul dalam sel
Perolehan dan pemanfaatan energi oleh sel Mekanisme
pengorganisasian biomolekul dan pengkoordinasian aktifitasnya
Penyimpanan, pemindahan dan ekspresi informasi genetika
Sejarah Biokimia Pertama, identifikasi unsur kimia penyusun
mahluk hidup.
Unsur kimia utama penyusun mahluk hidup adalah bahan minor
penyusun kerak bumi (kandungan utama 47% O, 28% Si, 7.9% Al, 4.5%
Fe, dan 3.5% Ca).
Enam unsur utama penyusun sel hidup adalah: C, H, N, O, P, dan
S.
99% penyusun sel adalah H, O, N, dan C Unsur H O N Elektron
bebas 1 2 3 Jumlah Fraksi 2/3 1/4 1/70
C
4
1/10
Sebagian besar unsur penyusun bahan hidup memiliki berat atom
yang rendah; H, O, N dan C adalah unsur dengan berat atom relatif
paling kecil yang masing-masing mampu membentuk ikatan tunggal,
rangkap, rangkap 3 dan rangkap 4.
Unsur dengan berat atom paling ringan membentuk ikatan paling
kuat
Sejarah Biokimia Kemudian, identifikasi tipe molekul yang
ditemukan dalam mahluk hidup
Asam Amino
Nukleotida Karbohidrat Lipida
Sejarah Biokimia Selanjutnya memahami mekanisme biomolekul
membuat mahluk hidup menjadi hidup
Hubungan antara Biokimia dan ilmu lainnya Kimia Organik yang
mempelajari sifat-sifat biomolekul. Biofisika, yang memanfaatkan
teknik-teknik fisika untuk mempelajari struktur biomolekul.
Nutrisi, yang memanfaatkan pengetahuan tentang metabolisme untuk
menjelaskan kebutuhan makanan bagi mahluk hidup mempertahankan
kehidupan normalnya. Kesehatan, yang mencari pemahaman tentang
keadaan sakit dari sudut pandang molekular.
Hubungan antara Biokimia dan ilmu lainnya Mikrobiologi, yang
menunjukkan bahwa organisme sel tunggal dan virus cocok untuk
digunakan sebagai sarana mempelajari jalur-jalur metabolisme dan
mekanisme pengendaliannya. Fisiologi, yang mempelajari proses
kehidupan pada tingkat jaringan dan organisme. Biologi sel, yang
mempelajari pembagian kerja biokimia dalam sel. Genetika, yang
mempelajari mekanisme penyusunan identitas biokimia sel.
Tiga hal yang dibutuhkan sel
(1) ENERGI, hal yang perlu diketahui adalah cara: Memperolehnya
Mengubahnya Memanfaatkannya
Tiga hal yang dibutuhkan sel
(2) MOLEKUL SEDERHANA , hal yang perlu diketahui adalah cara:
Mengubahnya Mempolimerisasikannya Mendegradasinya
(3) MEKANISME KIMIA, untuk: Memperoleh energi Menjalankan reaksi
kimia secara berurutan Mensintesis & mendegradasi makromolekul
Mempertahankan suatu keadaan steady state yang dinamis Merakit
kembali struktur yang kompleks Menggandakan diri secara akurat dan
efisien Mempertahankan keteraturan proses biokimia
Strategi sel #1: mahluk hidup menggunakan sistem reaksi kimia
berpasangan untuk mendorong reaksi yang sulit terjadi
Strategi sel #2: mahluk hidup menggunakan enzim untuk
mempercepat reaksi yang semestinya lambat
Bagaimana enzim bisa mempercepat reaksi? Penjelasan
termodinamis
Bagaimana enzim bisa mempercepat reaksi? Penjelasan
mekanistis
Atom Karbon yang sangat lentur merupakan tulangpunggung
kehidupan
Konversi isomer kimia membutuhkan pemutusan ikatan kovalen
Stereoisomers: Sama secara kimia, berbeda secara biologi
Stereoisomers: Sama secara kimia, berbeda secara biologi
Transformasi Biokimia dapat dikelompokkan ke dalam 5 kelompok
besar
Reaksi pemindahan Group Reaksi Oksidasi-reduksi Penyusunan
kembali Rearrangements (isomerizations) Reaksi pemotongan Reaksi
kondensasi
Biomolekul StrukturAnabolic
Senyawa Pembangun Gula sederhana Asam amino Nukleotida Asam
lemakCatabolic
Makromolekul Polisakarida Protein (peptida) RNA or DNA Lipid
Biosintesis Membutuhkan molekul sederhana untuk dirangkai secara
kovalen melalui berbagai kombinasi
Kekuatan ikatan kimia dipengaruhi oleh1. Keelektronegatifan
kedua atomKeelectronegatifan tinggi =Kebutuhan akan elektron
O Cl N C
3.5 3.0 3.0 2.5
P H Na K
2.1 2.1 0.9 0.8
2. Jumlah elektron yang berikatan
Kekuatan beberapa ikatan kimia:Approx. Avg.Triple: 820
kJ/mole
Double: 610 kJ/mole Single: 350 kJ/mole
Gugus Fungsi yang Umum
Nukleofil Biologi yang Penting:
Gugus fungsi yang kaya elektron
BIOKIMIA
Jadual & SAPNo. 1. Topik Kuliah Pendahuluan : - Konsep dasar
biokimia - Reaksi-reaksi biokimia Air dan Buffer Karbohidrat I -
Tinjauan umum - Monosakarida - Disakarida - Polisakarida
Karbohidrat II - Reaksi monosakarida - Ikatan glikosida - Fungsi
karbohidrat Tanggal 27-08-2007
2. 3.
03-09-2007 10-09-2007
4.
17-09-2007
5.
Asam Amino dan Protein I - Tinjauan umum - Asam Amino -
Biosintesis asam amino
24-09-2007
Jadual & SAPNo. Topik Kuliah 6. Asam Amino dan Protein II -
Peptida - Struktur protein - Fungsi asam amino dan protein -
Biosintesis protein Ujian tengah semester Tanggal 01-10-2007
Dosen
7.
Jadual dari Fakultas
8.
Lipida I - Tinjauan umum - Asam lemak jenuh & tak jenuh -
Reaksi asam lemakLipida II - Fungsi asam lemak dan lipid -
Biosintesis asam lemak
05-11-2007
9.
12-11-2007
Jadual & SAPNo. Topik Kuliah 10. Asam nukleat I - Tinjauan
umum - Nukleosida dan nukleotida Asam nukleat II - Struktur DNA dan
RNA - Informasi genetik Enzim - Tinjauan umum - Klassifikasi enzim
- Koenzim dan kofaktor - Mekanisme dan kinetika kerja enzim -
Penghambatan Tanggal 19-11-2007 Dosen
11.
26-11-2007
12.
03-12-2007
Jadual & SAPNo. 13. Topik Kuliah Metabolisme I - Tinjauan
umum - Jalur metabolisme Metabolisme II - Bioenergetika - Kontrol
metabolisme Ujian Akhir Semester Tanggal 10-12-2007 Dosen
14.
17-12-2007
15.
Jadual dari Fakultas
Buku Acuan Trudy McKee and James McKee. 2003. Biochemistry: The
Molecular Basis of Life. Third edition. McGraw-Hill, Boston.
Lehninger, Nelson, & Cox. 1997. Principles of Biochemistry.2nd
edition. Worth Publishers. Albert L. Lehninger. 1995. Dasar-dasar
Biokimia. (Alih bahasa: Maggy Thenawidjaja). Penerbit Erlangga,
Jakarta. David S. Page. 1995. Prinsip-prinsip Biokimia. Penerbit
Unair, Surabaya. Soeharsono. 1982. Biokimia I dan II. Gadjah Mada
University Press, Yogyakarta.
Penilaian Total Nilai Ujian + Mid + Tugas dari 4 dosen dibagi 4
(Rata-rata dari Nilai Dosen I + II + III + IV) Pengharkatan A :
> rata-rata kelas + 1,5 x stdev B : < rata-rata kelas + 1,5 x
stdev & > rata-rata kelas + 0,5 x stdev C : < rata-rata
kelas + 0,5 x stdev & > rata-rata kelas 0,5 x stdev D : <
rata-rata kelas 0,5 x stdev & > rata-rata kelas 1,5 x stdev
E : < rata-rata kelas 1,5 x stdev
Tata Tertib KuliahTepat waktu, toleransi maks. 15 menit Tidak
Berisik HP tidak diaktifkan Hadir minimal 70% Paham bahasa
Indonesia & Inggris Baca salah satu / dua buku acuan Kerjakan
Tugas, Mid, & Ujian
KesimpulanKarbon dengan struktur tetrahedral memiliki sifat
ikatan yang luwes Senyawa yang memiliki banyak atom dapat memiliki
bentuk isomerik Untuk konversi perlu terjadinya pemecahan ikatan
kimia Molekul berukuran besar dibentuk oleh molekul berukuran kecil
melalui pembentukan ikatan baru
