Transport Nutrient

Presentasi Mikrobiologi Lanjut

Disusun oleh:Andaru Satryo 10/301493/BI/8672Riana Adhyaksari 10/301660/BI/8496

Fakultas BiologiUniversitas Gadjah Mada

2013

Nutrisi & Transportasi Seluler

Nutrisi dan Transportasi Seluler

Permasalahan1. Apa yang dimaksud dengan nutrisi dan

nutrien? 2. Apa saja komponen nutrisi yang dibutuhkan

oleh mikrobia? 3. Bagaimana mekanisme transportasi nutrien

pada mikrobia?


Tujuan Memberikan pengertian dasar tentang

nutrisi dan menunjukkan kunci utama tentang sel mikrobia sebagai suatu sistem yang mampu melakukan reaksi kimia secara langsung

Mengorganisasi molekul menjadi struktur yang spesifik yang kemudian diekspresikan dalam bentuk pertumbuhan mikrobia.

Memahami macam nutrisi yang dibutuhkan oleh mikrobia dan transportasi nutrien pada mikrobia.


Pengertian Nutrisi dan NutrienNutrien:Substansi yang diperlukan oleh mikrobia

untuk mensintesis komponen sel dan memperoleh tenaga untuk pertumbuhannya

Meliputi bahan organik maupun anorganik baik dalam jumlah besar ataupun kecil (disebut mikroelemen dan makroelemen)

Mengandung unsur – unsur yang diperlukan untuk sintesis penyusun substansi sel.

(Soetarto, 2004)Nutrisi dan Transportasi Seluler

Lanjt..

Nutrisi suatu proses pengadaan dan pemberian substansi khusus yang dapat diabsorbsi masuk ke dalam sel untuk pertumbuhannya


Nutrisi Mikrobia: Komponen nutrien pada mikrobiaPenggolongan mikrobia berdasarkan kebutuhan nutrisiTransportasi nutrient


Nutrisi Mikrobia: komponen nutrienMakroelemen: C, H, O, N, S, P: (gr/l) karbohidrat, lipid, protein asam nukleat

Kebutuhan N, S dan P N: sintesis asam amino S: asam amino sistein & metionin, vitamin (biotin & tiamin) P: asam nukleat, fosfolipid dan nukleotida (ATP)


Makroelemen K, Ca, Mg dan Fe: (mg/l)K : aktivitas enzim dalam sintesis proteinCa : resistensi panas pada endosporaMg : ko-faktor berbagai enzimFe : penyusun sitokhrom dalam rantai

respirasi


Nutrisi Mikrobia: komponen nutrien

Mikroelemen (Trace elements): (μg/l)Mn, Zn, Co, Mo, Ni dan Cu

Mn : membantu enzim dalam transfer gugus PZn : berperan dalam sisi aktif enzim pada E. coliMo : berperan dalam fiksasi NCo : komponen Vitamin B12


Growth factorGrowth factor: Senyawa organik yang

diperlukan karena tidak dapat disintesis oleh sel

Contoh:Asam aminoPurin dan PirimidinVitamin: kofaktor bagi enzim


Algae, Cyanobacteria

CO2 + H2O Light + Chlorophyll

（ CH2O ） +O2

Purple and green bacteria

CO2 + 2H2S Light + bacteriochlorophyll

（ CH2O ） + H2O + 2S

Purple nonsulfur bacteria (Rhodospirillum)

CO2 + 2CH3CHOHCH3 Light + bacteriochlorophyll （ CH2O

） + H2O + 2CH3COCH3

Photoautotroph

Photoheterotroph


Property Cyanobacteria Green and purple bacteria

Purple nonsulfur bacteria

Photo - pigment Chlorophyll Bcteriochlorophyll Bcteriochlorophyll

O2 production Yes No No

Electron donors H2O H2, H2S, S H2, H2S, S

Carbon source CO2 CO2 Organic / CO2

Primary products of energy conversion

ATP + NADPH ATP ATP

Properties of microbial photosynthetic systems


Nutrisi Mikrobia: Tipe nutrisi mikrobia Berdasarkan sumber karbon: Heterotrof: organik, e.g. glukosaAutotrof: anorganik, e.g. CO2

Berdasarkan sumber Energi:Fototrof: cahaya, e.g. cahaya matahariKhemotrof: reaksi kimiawi,e.g. biooksidasi-

reduksi (org & anorg)

Berdasarkan sumber donor elektron:Litotrof: anorganik e.g. H2O, H2SOrganotrof: organik, e.g. glukosa


Nutrisi Mikrobia: Tipe nutrisi mikrobia

1. Foto-litotrofik autotrof : Sianobakteria: Oscilatoria, Nostoc,AnabaenaAlgae: Euglena, Chlamydomonas, VolvoxPurple sulphur bacteria: EctothiorhodospiraGreen sulphur bacteria: Chlorobium

Chloronema


Tipe nutrisi mikrobia

2. Foto-organotrofik heterotrof: Purple non-sulphur bacteria: Rhodospirilum, Rhodopseudomonas

Green non-sulphur bacteria: Chloroflexus, Thermomicrobium



3. Khemo-litotrofik autotrof: Sulphur oxidizing bacteria: Thiobacillus,

Beggiatoa, ThiotrixHydrogen bacteria: Ralstonia, AlcaligenesNitrifying bacteria: Nitrosomonas,

Nitrobacter, NitrococcusIron oxidizing bacteria: Thiobacilus,

Gallionella



4.Khemo-organotrofik heterotrof:

Non-fotosynthetic bacteria: Escherichia, Bacillus, Salmonella

Archaea: Methanococcus, HalococcusProtozoa: Amoeba, Trypanosoma, PlasmodiumFungi: Penicillium, Rhizopus, Mucor,

Aspergillus, SaccharomycesSlime molds: PhysarumWater molds: Pytophthora


Nutritional types of microorganisms


TRANSPORT MEMBRANMerupakan transport nutrient, ion dan

substansi sekretoris dari satu sisi ke sisi lain dari membran sel.



Koefisien permeabilitas (cm/sec) untuk beberapa molekul yang melintasi bilayer lipid sintetik

KOEFISIEN PERMEABILITAS



Perbandingan antara transport pasif dan transport aktif


PENGANGKUTAN MOLEKUL KECILPENGANGKUTAN MOLEKUL KECIL

Bergantung apakah sel memerlukan energi atau tidak

1. Passive transport

A. Difusi sederhana


B. Difusi TerfasilitasiDibantu protein carier - permease - di membran

selDidukung oleh energi potensial dari gradien

konsentrasiSpesifikDiffusion facilitator

proteinNutrient molec in high conc

Specific binding of nutrient to facilitator protein

Protein conformation (change shape)

Release of nutrients intothe cytoplasm of the cellNutrisi dan Transportasi

Seluler


PROTEIN CHANNELSPROTEIN CHANNELS

- Channel umumnya berupa peptida sederhana yang permukaan luarnya hidrofobik dan permukaan dalamnya hidrofilik. Contohnya: gramicidin

- Beberapa channel membentuk struktur kompleks dan mempunyai gerbang (gate) yang akan membuka akibat respon terhadap rangsangan kimia (fosforilasi) atau elektrik


ION CHANNEL GATEDION CHANNEL GATED


2. Active transport

Dibantu pompa proton yang menggerakkan substansi dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi.


POMPA Na/K ATPasePOMPA Na/K ATPase

- Enzim menyediakan energi dari hidrolisis ATP

- Fungsi Na/K ATPase adalah untuk mengatur gradien elektrokimia dari membran

- Cara kerjanya dengan memompa Na keluar sel dan memompa K masuk ke dalam sel

- Pengaruhnya menimbulkan potensial kimia yang mengandung dua konsentrasi gradien (Na dan K), seperti halnya potensial listrik karena muatan 3+ dipompa keluar sedangkan 2+ ke dalam. Sehingga tercipta potensial negatif dalam sel



Na+ K+ ATPase. Keaktifan protein carrier memompa

Na+ keluar dan K+ masuk dalam selNutrisi dan Transportasi Seluler

Transport aktif




The best-known group translocation system is the phosphoenolpyruvate: sugar phosphotransferase system (PTS), which transports a variety of sugars into procaryotic cells while Simultaneously phosphorylating them using phosphoenolpyruvate (PEP) as the phosphate donor.

Group translocationGroup translocation

PEP + sugar (outside) pyruvate + sugar-P (inside)


The phosphotransferase system (PTS)Phosphoenolpyruvate undergoes a series of phosphorylation and

dephosphorylation reactions till EnzIIc receives the phosphate1

Glucose is phosphorylated on EnzIIc and is transported into the inside of the cell.

2



Siderophores Transport


Membrane transport proteinsMembrane transport proteins



Items Passive diffusion

Facilitated diffusion

Active transport

Group translocation

carrier

proteins Non Yes Yes Yes

transport speed

Slow Rapid Rapid Rapid

against gradient

Non Non Yes Yes

transport molecules

No specificity Specificity Specificity Specificity

metabolic energy

No need Need Need Need

Solutes molecules

Not changed Changed Changed Changed

Simple comparison of transport systems


Daftar Pustaka Black, J.G., and Laura J.B. 2010. Microbiology: Principles and Explorations, 7Th ed. John Wiley and Sons, Inc. Arlington, Virginia. pp: 160-163.Brock, M.T., John M.M., David A.S., and David P.C. 2012. Brock: Biology of Microorganisms, 13th ed. Pearson Education, Inc. San Francisco. pp. 86-98.Soetarto, A.E.S., and Theresia T.S. Fisiologi Mikrobia. UGM Press. Yogyakarta. pp.41-49.


??Nutrisi dan Transportasi Seluler

Diskusi


Documents

Transport Nutrient