Nama : Syarifah Humaira

Nim : 1404103010047

5. METABOLISME MIKROBA

5.1. Definisi Metabolisme

            Metabolisme adalah keseluruhan proses reaksi enzim dan kimiawi dalam

sel. Metabolism dapat dibedakan menjadi dua yakni metabolism primer dan

sekunder. Metabolisme primer adalah metabolisme yang selalu dilakukan oleh

semua organism yang ada di alam. Sedangkan metabolism sekunder hanya

dilakukan oleh organism tertentu dan menghasilkan zat tertentu pula.

Metablisme primer terdapat dibesar organisme. Keduanya terlibat menghasilkan

energi metabolisme, disebut katabolisme dan anabolisme. Produk dari

metabolisme primer seperti alkohol, asam amino, asam organik, nukleotida,

enzim dan mikroba sel (biomassa).

Sedangkan metabolisme sekunder hanya dilakukan oleh organisme tertentu dan

menghasilkan zat tertentu pula. Metabolisme sekunder menghasilkan produk

yang beragam dan spesifik seperti alkaloid, antibiotik, racun dan beberapa

pigmen. Metabolit sekunder tertentu dapat memberikan suatu ekologi

keuntungan, sedangkan yang lain tidak memiliki nilai nyata untuk organisme

yang memproduksinya.

Berdasarkan prosesnya metabolisme dibagi menjadi 2, yaitu:

1. Anabolisme/Asimilasi/Sintesis

yaitu proses pembentakan molekul yang kompleks dengan menggunakan

energi tinggi.

a. Fotosintesis

Arti fotosintesis adalah proses penyusunan atau pembentukan dengan

menggunakan energi cahaya atau foton. Pada kloroplas terjadi transformasi

energi, yaitu dari energi cahaya sebagai energi kinetik berubah menjadi energi

kimia sebagai energi potensial, berupa ikatan senyawa organik pada glukosa.

Dengan bantuan enzim-enzim, proses tersebut berlangsung cepat dan efisien.

Bila dalam suatu reaksi memerlukan energi dalam bentuk panas reaksinya

disebut reaksi endergonik. Reaksi semacam itu disebut reaksi endoterm.

Pada tabun 1937 : Robin Hill mengemukakan bahwa cahaya matahari yang

ditangkap oleh klorofil digunakan untak memecahkan air menjadi hidrogen dan

oksigen. Peristiwa ini disebut fotolisis (reaksi terang).

H2 yang terlepas akan diikat oleh NADP dan terbentuklah NADPH2, sedang O2

tetap dalam keadaan bebas. Menurut Blackman (1905) akan terjadi penyusutan

CO2 oleh H2 yang dibawa oleh NADP tanpa menggunakan cahaya. Peristiwa ini

disebut reaksi gelap NADPH2 akan bereaksi dengan CO2 dalam bentuk H+

menjadi CH20.

CO2 + 2 NADPH2 + O2 ————> 2 NADP + H2 + CO+ O + H2 +

O2

Ringkasnya :

Reaksi terang :——> 2 2H20 NADPH2 + O2

Reaksi gelap :CO2 + 2 NADPH2 + O2——>NADP + H2 + CO + O +

H2 +O2

atau 2H2O + CO2 ——> CH2O + O2

atau 12H2O + 6 CO2 ——> C6H12O6 + 6 O2

b. Kemosintesis

Tidak semua tumbuhan dapat melakukan asimilasi C menggunakan

cahaya sebagai sumber energi. Beberapa macam bakteri yang tidak mempunyai

klorofil dapat mengadakan asimilasi C dengan menggunakan energi yang

berasal dan reaksi-reaksi kimia, misalnya bakteri sulfur, bakteri nitrat, bakteri

nitrit, bakteri besi dan lain-lain. Bakteri-bakteri tersebut memperoleh energi dari

hasil oksidasi senyawa-senyawa tertentu.

Bakteri besi memperoleh energi kimia dengan cara oksidasi Fe2+ (ferro) menjadi

Fe3+ (ferri).

Bakteri Nitrosomonas dan Nitrosococcus memperoleh energi dengan cara

mengoksidasi NH3, tepatnya Amonium Karbonat menjadi asam nitrit dengan

reaksi:

3. Sintesis Lemak

Lemak dapat disintesis dari karbohidrat dan protein, karena dalam

metabolisme, ketiga zat tersebut bertemu di dalarn daur Krebs. Sebagian besar

pertemuannya berlangsung melalui pintu gerbang utama siklus (daur) Krebs,

yaitu Asetil Ko-enzim A. Akibatnya ketiga macam senyawa tadi dapat saling

mengisi sebagai bahan pembentuk semua zat tersebut.

Lemak dapat dibentuk dari protein dan karbohidrat, karbohidrat dapat dibentuk

dari lemak dan protein dan seterusnya.

d. Sintesis Protein

Sintesis protein yang berlangsung di dalam sel, melibatkan DNA, RNA dan

Ribosom. Penggabungan molekul-molekul asam amino dalam jumlah besar akan

membentuk molekul polipeptida. Pada dasarnya protein adalah suatu

polipeptida.

Setiap sel dari organisme mampu untuk mensintesis protein-protein tertentu

yang sesuai dengan keperluannya. Sintesis protein dalam sel dapat terjadi

karena pada inti sel terdapat suatu zat (substansi) yang berperan penting

sebagai "pengatur sintesis protein". Substansi-substansi tersebut adalah DNA

dan RNA.

2. Katabolisme (Dissimilasi),

yaitu proses penguraian zat untuk membebaskan energi kimia yang tersimpan

dalam senyawa organik tersebut. Contoh:

C6H12O6 + 6 O2 enzim

6 CO2 + 6 H2O + 686 KKal. energi

kimia

Saat molekul terurai menjadi molekul yang lebih kecil terjadi pelepasan energi

sehingga terbentuk energi panas. Bila pada suatu reaksi dilepaskan energi,

reaksinya disebut reaksi eksergonik. Reaksi semacam itu disebut juga reaksi

eksoterm.

Molekul ATP adalah molekul berenergi tinggi. Merupakan ikatan tiga molekul

fosfat dengan senyawa Adenosin. Ikatan kimianya labil, mudah melepaskan

gugus fosfatnya meskipun digolongkan sebagai molekul berenergi tinggi.

Perubahan ATP menjadi ADP (Adenosin Tri Phosphat) diikuti dengan pembebasan

energi sebanyak 7,3 kalori/mol ATP. Peristiwa perubahan ATP menjadi ADP

merupakan reaksi yang dapat balik Katabolisme adalah reaksi pemecahan /

pembongkaran senyawa kimia kompleks yang mengandung energi tinggi

menjadi senyawa sederhana yang mengandung energi lebih rendah. Tujuan

utama katabolisme adalah untuk membebaskan energi yang terkandung di

dalam senyawa sumber. Bila pembongkaran suatu zat dalam lingkungan cukup

oksigen (aerob) disebut proses respirasi, bila dalam lingkungan tanpa oksigen

(anaerob) disebut fermentasi. Contoh Respirasi : C6H12O6 + O2 ——————>

6CO2 + 6H2O + 688KKal. (glukosa) Contoh Fermentasi :C6H1206 ——————>

2C2H5OH + 2CO2 + Energi. (glukosa) (etanol) Respirasi yaitu suatu proses

pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi melalui proses

kimia dengan menggunakan oksigen. Dari respirasi akan dihasilkan energi kimia

ATP untak kegiatan kehidupan, seperti sintesis (anabolisme), gerak,

pertumbuhan.

Contoh: Respirasi pada Glukosa, reaksi sederhananya: C6H,206 + 6 02

———————————> 6 H2O + 6 CO2 + Energi (glukosa)

ENZIM

Enzim adalah suatu biokatalisator, yaitu suatu bahan yang berfungsi

mempercepat reaksi kimia dalam tubuh makhluk hidup tetapi zat itu sendiri tidak ikut

bereaksi karena pada akhir reaksi terbentuk kembali. Suatu reaksi kimia yang

berlangsung dengan bantuan enzim memerlukan energi yang lebih rendah. Jadi enzim

juga berfungsi menurunkan energi aktivasi.

Enzim berfungsi menurunkan energi aktivasi.

Struktur enzim

Suatu enzim (holoenzim) tersusun atas bagian protein dan bukan protein. Bagian

protein disebut apoenzim, dan bagian non protein disebut kofaktor. Kofaktor dapat

berupa ion logam (Cu, Mg, K, Fe, Na), atau koenzim yang berupa bahan organik,

misalkan vitamin B (B1, B2).

Mekanisme kerja enzim

Enzim umumnya merupakan protein globular dan ukurannya berkisar dari

hanya 62 asam amino pada monomer 4-oksalokrotonat tautomerase, sampai

dengan lebih dari 2.500 residu pada asam lemak sintase. Terdapat pula sejumlah

kecil katalis RNA, dengan yang paling umum merupakan ribosom; Jenis enzim ini

dirujuk sebagai RNA-enzim ataupun ribozim. Aktivitas enzim ditentukan oleh

struktur tiga dimensinya (struktur kuaterner). Walaupun struktur enzim

menentukan fungsinya, prediksi aktivitas enzim baru yang hanya dilihat dari

strukturnya adalah hal yang sangat sulit.

Kebanyakan enzim berukuran lebih besar daripada substratnya, tetapi

hanya sebagian kecil asam amino enzim (sekitar 3–4 asam amino) yang secara

langsung terlibat dalam katalisis. Daerah yang mengandung residu katalitik yang

akan mengikat substrat dan kemudian menjalani reaksi ini dikenal sebagai tapak

aktif. Enzim juga dapat mengandung tapak yang mengikat kofaktor yang

diperlukan untuk katalisis. Beberapa enzim juga memiliki tapak ikat untuk

molekul kecil, yang sering kali merupakan produk langsung ataupun tak

langsung dari reaksi yang dikatalisasi. Pengikatan ini dapat meningkatkan

ataupun menurunkan aktivitas enzim. Dengan demikian ia berfungsi sebagai

regulasi umpan balik.

Sama seperti protein-protein lainnya, enzim merupakan rantai asam

amino yangmelipat. Tiap-tiap urutan asam amino menghasilkan struktur

pelipatan dan sifat-sifat kimiawi yang khas. Rantai protein tunggal kadang-

kadang dapat berkumpul bersama dan membentuk kompleks protein.

Kebanyakan enzim dapat mengalami denaturasi (yakni terbuka dari lipatannya

dan menjadi tidak aktif) oleh pemanasan ataupun denaturan kimiawi.

Tergantung pada jenis-jenis enzim, denaturasi dapat bersifat reversibel maupun

ireversibel.

Enzim dapat bekerja dengan beberapa cara, yang kesemuaannya menurunkan

ΔG‡:

Menurunkan energi aktivasi dengan menciptakan suatu lingkungan yang

mana keadaan transisi terstabilisasi (contohnya mengubah bentuk

substrat menjadi konformasi keadaan transisi ketika ia terikat dengan

enzim.)

Menurunkan energi keadaan transisi tanpa mengubah bentuk substrat

dengan menciptakan lingkungan yang memiliki distribusi muatan yang

berlawanan dengan keadaan transisi.

Menyediakan lintasan reaksi alternatif. Contohnya bereaksi dengan

substrat sementara waktu untuk membentuk kompleks Enzim-Substrat

antara.

Menurunkan perubahan entropi reaksi dengan menggiring substrat

bersama pada orientasi yang tepat untuk bereaksi. Menariknya, efek

entropi ini melibatkan destabilisasi keadaan dasar, dan kontribusinya

terhadap katalis relatif kecil.

Sifat-sifat enzim

Sebagai suatu bahan yang penting dalam metabolisme, enzim memiliki

sifat-sebagai berikut:

kerja enzim bersifat spesifik/khusus, artinya bahwa satu enzim

hanya dapat bekerja pada satu substrat

enzim bekerja pada suhu tertentu

enzim berkerja pada derajat keasaman (pH) tertentu

kerja enzim dapat bolak-balik, artinya selain dapat memecah

substrat juga dapat membentuk substrat dari penyusunnya

faktor faktor yang mempengaruhi kerja enzim

Selain adanya zat penghambat (inhibitor), kerja enzim dapat dipengaruhi

oleh beberapa faktor antara lain: adanya zat pengaktif (aktivator), suhu,

hasil akhir, pH, konsentrasi enzim atau substrat, dan air. Secara rinci

dapat dijelaskan sebagai berikut:

a. Zat-zat pengaktif (aktivator)

Zat-zat kimia tertentu dapat memacu atau mengaktifkan kegiatan

enzim. Contoh: garam-garam dari logam alkali dan logam alkali tanah

dengan konsentrasi encer, ion kobalt (Co), mangan (Mn), nikel (Ni),

magnesium (Mg), dan klor (Cl).

b. Suhu

Setiap enzim dapat bekerja dengan efektif pada suhu tertentu dan

aktivitasnya akan berkurang jika berada pada kondisi di bawah atau di

atas titik tersebut. Kondisi yang menyebabkan kerja enzim menjadi efektif

ini disebut kondisi optimal. Sebagian besar enzim pada manusia

mempunyai suhu optimal yang mendekati suhu tubuh (35 oC - 40 oC).

Pada suhu tinggi (>50 oC), enzim dapat rusak dan pada suhu rendah (0

oC), enzim menjadi tidak aktif. Perhatikan Gambar 2.7. Suhu yang tidak

sesuai tersebut akan menyebabkan terjadinya perubahan bentuk sisi aktif

enzim. Sifat en zim yang tidak tahan panas atau dapat berubah karena

pengaruh suhu ini disebut termolabil. 

Gambar 1.1. Grafik pengaruh suhu terhadap

aktivitas enzim.

c. pH 

Selain suhu, faktor lingkungan yang mempengaruhi kerja enzim

adalah derajat keasaman (pH). Sebagaimana faktor suhu, enzim juga

mempunyai pH tertentu agar dapat bekerja secara efektif. Enzim dapat

bekerja optimal pada pH netral (pH = 7), pH basa (>7) atau pH asam (<7)

tergantung pada jenis enzim masing-masing. Perhatikan Gambar 2.8.

Enzim pencerna protein misalnya, mempunyai pH paling optimal 1-2,

sedangkan enzim pencernaan yang lain mempunyai pH optimal 8. Pada

pH tertentu, enzim dapat mengubah substrat menjadi hasil akhir.

Kemudian, apabila pH tersebut diubah, enzim dapat mengubah kembali

hasil akhir menjadi substrat.

Gambar 1.2. Grafik pengaruh pH terhadap aktivitas satu

jenis enzim

d. Hasil akhir

Kalian telah mengetahui bahwa dalam suatu reaksi kimia diperlukan

adanya reaktan yang akan diubah menjadi produk atau hasil akhir. Hasil

akhir merupakan senyawa baru sebagai hasil pembentukan maupun

penguraian reaktan. Apabila hasil akhir ini banyak, enzim akan sulit

bergabung dengan substrat sehingga reaksi kimianya berlangsung

lambat.

e. Konsentrasi enzim

Konsentrasi enzim yang tinggi akan mempengaruhi

kecepatan reaksi secara linear (kecepatan bertambah secara konstan).

Dapat dikatakan bahwa hubungan antara konsentrasi enzim dengan

kecepatan reaksi enzimatis berbanding lurus. Kecepatan reaksi suatu

enzim satu dengan yang lain berbeda-beda meskipun mempunyai

konsentrasi enzim yang sama. Konsentrasi enzim yang sangat tinggi

dalam suatu sistem yang kompleks akan berpengaruh terhadap

kecepatan reaksi.

Gambar 1.3. Hubungan laju reaksi dengan

konsentrasi beberapa enzim.

Gambar 1.4. Hubungan V dengan [E] sangat tinggi pada  sistem yang

kompleks.

f. Konsentrasi substrat

Pada konsentrasi substrat yang rendah, kenaikan substrat

akan meningkatkan kecepatan reaksi enzimatis hampir secara linear.

Jika konsentrasi substrat tinggi, maka peningkatan kecepatan reaksi

enzimatis akan semakin menurun sejalan dengan peningkatan jumlah

substratnya. Kecepatan maksimum (Vmax) reaksi enzimatis

ditunjukkan dengan garis mendatar yang menggambarkan peningkatan

kecepatan reaksi yang rendah seiring penambahan konsentrasi substrat.

Gambar 1.5. Hubungan konsentrasi substrat kecepatan reaksi

enzimatik

g. Air

Menurut penelitian, di dalam biji terdapat bermacam-macam

enzim. Masih ingatkah kalian dengan perkecambahan biji? Ya, pada

proses perkecambahan, imbibisi air pada biji yang sehat dan telah tua

akan mengaktifkan enzim- enzim dalam biji sehingga biji berkecambah.

Cara kerja enzim

Enzim bekerja berdasar prinsip ‘kunci dan anak kunci’ (lock and

key)

Enzim bekerja berdasar prinsip ‘kunci dan anak kunci’ (lock and key).

Pada salah satu sisi enzim terdapat tempat aktif yang memiliki bentuk

yang dapat berpasangan tepat sama dengan bentuk permukaan substrat.

Akibatnya satu enzim hanya dapat digunakan untuk satu jenis substrat.

Contoh enzim yang sering digunakan sebagai materi praktikum

adalah enzim katalase. Enzim ini banyak terdapat pada organel

peroksisom dan berfungsi memecah peroksida (H2O2) yang bersifat toksik

menjadi H2O dan O2.

Konvensi penamaan

Suatu nama enzim sering diperoleh dari substratnya atau reaksi

kimia yang mengkatalisasi, dengan kata berakhiran dengan -ase. Contoh

adalah lactase, alkohol dehydrogenase dan DNA polymerase. Ini dapat

mengakibatkan enzim berbeda, isozymes, dengan fungsi yang sama

mempunyai nama dasar yang sama.Isoenzymes mempunyai suatu asam

amino berbeda urutan dan dapat dibedakan oleh pH optimalnya,

kekayaan kinetik atau secara imunologi. Lagipula, reaksi fisiologis yang

normal suatu enzim yang mengkatalisasi tidak mungkin sama halnya di

bawah kondisi-kondisi tiruan, ini dapat mengakibatkan enzim yang sama

dikenali dengan dua nama berbeda. Seperti glukosa Isomerase, digunakan

dalam industri untuk mengkonversi glukosa ke dalam bahan pemanis

fructose, adalah suatu xylose isomerase didalam vivo.

The International Union of Biochemistry and Molecular Biology sudah

mengembangkan suatu tata nama untuk enzim, EC angka-angka; masing-

masing enzim diuraikan oleh suatu urutan empat angka-angka yang

didahului oleh jumlah " EC" pertama yang luas dengan menggolongkan

enzim berdasar pada mekanismenya:

Penggolongan yang tertinggi adalah :

* EC 1 Oxidoreductases: mengkatalisasi reaksi oxidation/reduction

* EC 2 Transferases: memindahkan suatu golongan fungsional (seperti

suatu metil atau kelompok fosfat)

* EC 3 Hydrolases: mengkatalisasi hidrolisis berbagai ikatan

* EC 4 Lyases: memecah berbagai ikatan selain dari hidrolisis dan oksidasi

* EC 5 Isomerases: mengkatalisasi perubahan isomerisasi di dalam

molekul tunggal

* EC 6 Ligases: menggabung dua molekul dengan ikatan kovalen

.

Penghambatan Aktivitas Enzim

Telah dijelaskan bahwa mekanisme kerja enzim dalam suatu reaksi kimia

dilakukan melalui pembentukan kompleks enzim-substrat. Adakalanya

reaksi kimia yang dikatalisir enzim mengalami gangguan, yaitu jika enzim

itu sendiri mengalami penghambatan. Molekul atau ion yang menghambat

kerja enzim disebut inhibitor. Terdapat tiga jenis inhibitor, yaitu inhibitor

reversibel, inhibitor tidak reversibel, dan inhibitor alosterik.

a.Inhibitor Reversibel

Inhibitor reversibel meliputi tiga jenis hambatan berikut.

1) Inhibitor kompetitif (hambatan bersaing)

Pada penghambatan ini zat-zat penghambat mempunyai struktur mirip

dengan struktur substrat. Dengan demikian, zat penghambat dengan

substrat saling berebut (bersaing) untuk bergabung dengan sisi aktif

enzim (Gambar 2.3).

Penghambatan Aktivitas Enzim

2) Inhibitor nonkompetitif (hambatan tidak bersaing)

Penghambatan ini dipicu oleh terikatnya zat penghambat pada sisi

alosterik sehingga sisi aktif enzim berubah. Akibatnya, substrat tidak

dapat berikatan dengan enzim untuk membentuk kompleks enzim-

substrat (Gambar 2.4).

3) Inhibitor umpan balik

Hasil akhir (produk) suatu reaksi dapat menghambat bekerjanya enzim.

Akibatnya, reaksi kimia akan berjalan lambat. Apabila produk disingkirkan,

reaksi akan berjalan lagi.

b.Inhibitor Tidak Reversibel

Hambatan ini terjadi karena inhibitor bereaksi tidak reversibel dengan

bagian tertentu pada enzim sehingga mengakibatkan bentuk enzim

berubah. Perubahan bentuk enzim ini mengakibatkan berkurangnya

aktivitas katalitik enzim tersebut. Hambatan tidak reversibel umumnya

disebabkan oleh terjadinya proses destruksi atau modifikasi sebuah gugus

enzim atau lebih yang terdapat pada molekul enzim.

c.Inhibitor Alosterik

Pada penghambatan alosterik, molekul zat penghambat tidak berikatan

pada sisi aktif enzim, melainkan berikatan pada sisi alosterik. Akibat

penghambatan ini sisi aktif enzim menjadi tidak aktif karena telah

mengalami perubahan bentuk.

RIBOZIM

Enzim nonprotein disebut dengan istilah ribozim. Istilah tersebut

berasal dari jenis zat penyusun ribozim yaitu RNA (asam ribonukleat) dan

bukannya protein. Ribozim biasanya mengkatalisis proses metabolisme

yang terkait dengan reaksi transesterifikasi dan hidrolisis ikatan

fosfodiester. Substrat ribozim biasanya adalah RNA, atau bahkan bagian

dari ribozim itu sendiri. Ribozim berinteraksi dengan substrat terutama

yang berupa RNA dengan cara memanfaatkan interaksi pasangan basa

nitrogen.

Gambar : Struktur ribozim

Ribozim dapat dikelompokkan berdasarkan struktur, fungsi dan

mekanisme katalitiknya, yang amat dipengaruhi oleh urutan dan jumlah

nukleotida. Ada beberapa jenis ribozim yang telah dikarakterisasi dengan

baik. Diantaranya adalah intron grup I dan II, RNase P, dan hammerherad

ribozim. Jumlah nukleotida dari jenis-jenis ribozim ini sangat bervariasi.

Intron grup I tersusun atas lebih dari 400 nukleotida, sedangkan

hammerhead ribozim tersusun hanya 41 nukleotida. RNase P secara

struktur membentuk kompleks dengan protein. Protein ini berfungsi hanya

untuk menstabilkan struktur RNase P, sedangkan yang memiliki

kemampuan katalitik tetaplah RNA.

Intron grup I merupakan RNA pertama yang berhasil diketahui

memiliki kemampuan katalitik. Intron grup I berfungsi untuk

melakukan self-splicing, yaitu kemampuan untuk memotong bagian intron

dari bagian ekson dari suatu RNA. Dengan adanya self-splicing ini, intron

akan terpisah dan tidak ikut ditranslasi menjadi protein.

Selain memiliki aktivitas katalitik, intron grup I ini juga memiliki

berbagai karakteristik enzim lainnya, seperti spesifik terhadap substrat,

dan kinetikanya yang serupa dengan kinetika enzim pada umumnya.

Intron grup I juga dapat dihambat secara kompetitif dengan 3-

deoxyguanosin. Sifatnya yang spesifik terhadap substrat disebabkan

adanya suatu urutan nukleotida tertentu yang disebut sebagai ‘internal

guide sequence’. Urutan nukleotida ini mampu membentuk ikatan dengan

bagian ujung ekson yang akan terpotong melalui ikatan pasangan basa

yang spesifik.

Satu hal yang agak berbeda adalah intron grup I tidak mampu

mengkatalisis reaksi lebih dari satu. Setelah terjadi self-splicing, bagian

ujung dari intron grup I mengalami perubahan secara kimia. Setelah self-

splicing tersebut, nukleotida intron grup I mengalami serangkaian siklisasi

dan pemutusan, sehingga nukleotida-nukleotida tersebut kehilangan 19

nukleotidanya. Sisa nukleotida yang ada berbentuk linear dan disebut

sebagai ribozim L-19 IVS.

Ribozim L-19 IVS juga memiliki aktivitas katalitik. Ia mampu mengkatalisis

reaksi untuk memindahkan nukleotida dari suatu oligonukleotida ke

nukleotida lainnya. Mekanismenya hampir serupa dengan reaksi self-

splicing. Akan tetapi, ribozim L-19 IVS dapat terbentuk kembali di akhir

reaksi. Ribozim L-19 IVS juga bersifat spesifik karena juga memiliki

‘internal guide sequence’ yang memilah oligonukleotida tertentu saja

yang dapat ditransfer nukleotidanya. Secara kinetika Ribozim L-19 IVS

mengikuti kinetika Michellis-Menten, kinetika yang sama untuk enzim

protein.

Satu persatu jenis-jenis ribozim lain yang mulai dikenal sejak tahun 90an

ini mulai ditemukan. Enzim memiliki definisi baru, karena tidak hanya

berupa protein saja. Definisi lama yang mungkin saja masih digunakan,

terutama dari referensi-referensi lama harus mulai diluruskan.

1. Glikolisis: Peristiwa perubahan : Glukosa - Glulosa - 6 - fosfat - Fruktosa 1,6 difosfat - 3 fosfogliseral dehid (PGAL) / Triosa fosfat - Asam piravat. Jadi hasil dari glikolisis : 1.1. 2 molekul asam piravat. 1.2. 2 molekul NADH yang berfungsi sebagai sumber elektron berenergi tinggi. 1.3. 2 molekul ATP untuk setiap molekul glukosa.

2. Daur Krebs (daur trikarbekdlat): Daur Krebs (daur trikarboksilat) atau daur asam sitrat merupakan pembongkaran asam piravat secara aerob menjadi CO2 dan H2O serta energi kimia. 3. Rantai Transportasi Elektron Respiratori: Dari daur Krebs akan keluar elektron dan ion H+ yang dibawa sebagai NADH2 (NADH + H+ + 1 elektron) dan FADH2, sehingga di dalam mitokondria (dengan adanya siklus Krebs yang dilanjutkan dengan oksidasi melalui sistem

pengangkutan elektron) akan terbentuk air, sebagai hasil sampingan respirasi selain CO2. Produk sampingan respirasi tersebut pada akhirnya dibuang ke luar tubuh melalui stomata pada tumbuhan dan melalui paru-paru pada peristiwa pernafasan hewan tingkat tinggi. Ketiga proses respirasi yang penting tersebut dapat diringkas sebagai berikut: PROSES

AKSEPTOR ATP

1. Glikolisis Glukosa ——> 2 asam piruvat

2 NADH 2 ATP

2. Siklus Krebs: 2 asetil piruvat ——> 2 asetil KoA + 2 C02

2 NADH 2 ATP

2 asetil KoA ——> 4 CO2

6 NADH 2 FADH2

3. Rantai transnpor elektron respirator: 10 NADH + 502 ——> 10 NAD+ + 10 H20

30 ATP

2 FADH2 + O2 ——> 2 PAD + 2 H20

4 ATP

Total 38 ATP

DAFTAR PUSTAKA

Dwidjoseputro D. 1981. Dasar-dasar mikrobiologi. Jakarta; Djambatan.

Ibrahim, muslimin. 2007. Mikrobiologi prinsip dan aplikasi. Surabaya; unesa university perss

McKane, Larry and Judy Kandel.1950.micro-biology essentials and aplications.New York; McGraw-Hill Book Company

Okafor Nduka. 2007. Modern Industrial and Biotechnology . New Hamphsire : Science Publisher Ltd

Waites, Michel J., Neil L. Morgan, John S. Rockey, Gary Higton. 2001. Industrial microbiology: an introduction.London; blackwell science ltd.

D.L. Nelson, M.M. Cox, A.L. Lehninger, Principles of Biochemistry, 4th ed.,

Freeman, New York, 2008.

CONTOH SOAL

1. Oksigen yang dihasilkan pada proses fotosintesis berasal dari ...

A. fotorespirasi

B. fosforilasi

C. fotolisis air

D. reduksi karbon dioksida

E. glikolisis

Pembahasan :

Dalam proses fotosintesis diperlukan bahan baku berupa H2O dan CO2. H2O akan diproses

dengan cara diurai menjadi 2H+ dan OH- yang nantinya OH- ini akan diubah menjadi O2 proses ini

dinamakan Fotolisis air. Sedangkan CO2 akan diproses dalam siklus Calvin-Benson untuk diubah

menjadi molekul glukosa. Jadi O2 yang dihasilkan pada fotosintesis berasal dari fotolisis air.

JAWABAN : C. Fotolisis air

2. Enzim sebagai biokatalisator memiliki ciri khas yaitu

A. Dapat memperlambat atau mempercepat suatu reaksi

B. memacu pembentukan energy otot

C. hanya dapat bekerja bila tersedia energy ATP

D. bekerja pada substrat tertentu

E. mempercepat gerakan molekul lemak

Pembahasan:

Enzim adalah suatu senyawa yang khas yang dapat menurunkan energi aktivasi suatu

reksi sehingga reaksi dapat berlangsung dengan cepat. Enzim bekerja sangat khas

hanya bekerja pada satu jenis substrat tertentu, tidak ikut bereaksi, dan memiliki

syarat tertentu agar dapat bekerja secara optimal.

JAWABAN : D. bekerja pada substrat tertentu

3. Hasil akhir dari hasil glikolisis adalah

A. alcohol

B. asam laktat

C.asetil Co-A

D. asam sitrat

E. asam piruvat

Pembahasan:

Glikolisis merupakan tahap awal dari respirasi sel yang terjadi pada sitoplasma. Pada

proses glikolisis terjadi serangkaian reaksi enzimatis yang merubah glukosa menjadi

dua molekul piruvat yang nantinya akan bergabung dengan asetil koenzim A yang

akan masuk siklus krebs.

JAWABAN : E. asam piruvat

4. Persamaan yang dimiliki fermentasi alkohol dan fermentasi asam laktat

a. anaerob

b. tahap glikolisis

c. dihasilkan 2 ATP

d. dilakukan oleh bakteri

Pembahasan:

Fermentasi alcohol : dilakukan oleh bakteri atau jamur, dihasilkan alcohol, CO2 dan

menghasilkan 2 ATP. Dan dilakukan secara anaerob

fermentasi asam laktat: dilakukan dalam sel-sel otot manusia, dihasilkan asam laktat,

berlangsung secara anaerob dan melalui jalur glikolisis dan hanya menghasilkan 2

ATP

JAWABAN :b

5. Enzim merupakan biokatalisator pada proses – proses metabolisme dalam tubuh makhluk hidup . Karena itu enzim mempunyai sifat – sifat berikut, kecuali …

A. Sifatnya sama dengan sifat protein pada umumnya

B. Bekerja baik ekstra maupun intraseluler

C. Banyak dihasilkan organel mitokondria

D. Hanya bekerja pada substrat tertentu yang sesuai

E. Oleh enzim, segala proses kimia berjalan cepat dan memerlukan sedikit energi

Jawaban : CSifat – sifat enzim :

· Sifatnya sama dengan sifat protein pada umumnya

· Dapat bekerja di dalam / luar sel

· Hanya bekerja pada substrat tertentu

· Mempercepat reaksi kimia dan memerlukan sedikit energi

· Enzim umumnya dihasilkan oleh ribosom

6. Salah satu hal yang terjadi pada proses kehidupan adalah penyusunan senyawa yang sederhana menjadi lebih kompleks. Proses tersebut dinamakan …

A. Respirasi

B. Anabolisme

C. Katabolisme

D. Disimilasi

E. Dekomposisi

Jawaban : B

7. Berikut ini adalah jenis enzim yang termasuk dalam golongan karbohidrase , kecuali ....

A. katalase

B. hidrolase

C. karboksilase

D. sitokrom

E. selulose

Jawaban : D

Pembahasan :

· Jenis-jenis enzim yang termasuk ke dalam golongan karbohidrase adalah katalase, selulose, hidrolase, dan karboksilase.

· Sitokrom bukan termasuk enzim. Sitokrom adalah pigmen yang dapat dioksidasi dan umum terdapat di dalam sel.

8. Hasil percobaan enzim katalase menggunakan potongan hati dan H2O2 adlah sebagai berikut

No Potongan Hati + Perlakuan Gelembung Udara Keterangan

1 H2O2 Suhu 30◦C +++ banyak sekali

2 H2O2 Suhu 35◦C +++ banyak

3 H2O2 Suhu 75◦C -- Kurang

4 H2O2 pH 4 --- Tidak ada

5 H2O2 pH 7 ++ Banyak

6 H2O2 pH 13 --- Tidak ada

Data di atas menunjukkan bahwa yang mempengaruhi kerja enzim antara lain adalah ….

A. suhu dan pH

B. banyaknya gelembung

C. potongan hati

D. macam substrat

E. jumlah H2O2

Jawaban : A

Pembahasan :

· Enzim memiliki karakteristik : bekerja pada pH optimum, jika suhu diturunkan, enzim menjadi nonaktif, jika suhu dinaikkan ( > 40◦ C ) enzim mengalami denaturasi.

9. Daging yang dibekukan di dalam lemari es tidak membusuk. Kejadian ini dapat dijelaskan sebagai ….

A. daging tersebut tidak mengalami metabolisme

B. di dalam lemari es tidak berlangsung respirasi aerobic

C. pada suhu rendah enzim mikroorganisme pembusuk tidak bekerja

D. di dalam lemari es tidak ada cahaya

E. di dalam lemari es tidak ada O2

Jawaban : c

Pembahasan :

· Seperti yang telah kita ketahui, kerja enzim dipengaruhi lingkungan.

· Pada suhu rendah misalnya 0◦ C atau di bawahnya seperti pada lemari es, enzim bersifat nonaktif, tetapi tidak rusak, sehingga di dalam kulkas daging tidak membusuk. Enzim baru dapat bekerja optimal pada suhu 30◦ C.

10. Enzim memiliki sifat sebagai berikut, kecuali ….

A. berperan sebagai biokatalisator

B. bekerja pada suhu dan pH tertentu

C. kerjanya dipengaruhi oleh ketersediaan air

D. terdiri dari zat protein

E. setiap enzim dapat bekerja untuk berbagai zat

Jawaban : e

Pembahasan :

1. Berperan sebagai biokatalisator

2. Bekerja pada suhu tertentu

3. Bekerja pada pH tertentu

4. Bekerja spesifik (khas), jadi setiap enzim hanya bekerja untuk satu substrat.

5. Enzim merupakan biokatalisator pada proses-proses metabolisme