Download P3 Metabolisme Sel - SMAN 8 YOGYAKARTA

METABOLISME SEL
Delayota Science Club (DSC)
Januari 2011
Pengertian Metabolisme
Metabolisme adalah seluruh reaksi kimiawi
yang terjadi secara terarah dan dikatalisis oleh
enzim di dalam sel.
Metabolisme dibedakan menjadi:
Katabolisme (pemecahan) menghasilkan energi,
bersifat eksergonik.
Anabolisme (penyusunan) memerlukan energi,
bersifat endergonik.
Metabolisme melibatkan berbagai komponen:
Enzim
Molekul penyedia energi (ATP)
Koenzim dalam produksi energi (NAD, NADP, FAD)
Enzim
Enzim merupakan molekul organik yang berfungsi
sebagai biokatalisator dalam tubuh organisme.
Katalisator adalah zat yang dapat mempercepat suatu
reaksi kimia tertentu tanpa ikut bereaksi.
Enzim terdiri atas bagian-bagian:
Apoenzim (protein)
Enzim (Holoenzim)
Gugus prostetik (anorganik)
Kofaktor (non-protein)
Koenzim (organik)
Kerja enzim dalam tubuh kita
Efek kerja enzim: menurunkan energi
aktivasi (Ea).
Course of
reaction
without
enzyme
EA
without
enzyme
Free energy
EA with
enzyme
is lower
Reactants
∆G is unaffected
by enzyme
Course of
reaction
with enzyme
Products
Progress of the reaction
Cara kerja Enzim
Cara kerja enzim dapat dijelaskan dengan dua
teori, yakni teori kunci dan gembok dan teori
induksi pas.
Faktor-faktor Kerja Enzim
Temperatur (suhu)
Derajat keasaman (pH)
Konsentrasi substrat
Konsentrasi
Konsentrasi enzim
Keberadaan inhibitor
Inhibitor kompetitif
Inhibitor nonkompetitif
Inhibitor allosterik
Tipe inhibitor enzim:
Penamaan dan Klasifikasi Enzim
Tatanama enzim secara umum menggunakan
rumusan nama substrat + ase. Contoh
hialuronidase (substrat: asam hialuronat),
maltase (substrat: maltosa),dll
Berdasarkan tempatnya kita mengenal dua
macam enzim, yaitu:
Endoenzim: enzim yang bekerja di dalam sel
Eksoenzim: enzim yang bekerja di luar sel
Menurut Komisi Enzim dari International Union
of Pure and Applied Chemistry (IUPAC), enzim
digolongkan menjadi enam kelompok sebagai
berikut. (lihat halaman berikutnya)
Adenosin Trifosfat
Merupakan molekul penyimpan energi di dalam tubuh
makhluk hidup.
Apabila digunakan sebagai sumber energi, ATP akan
dipecah menjadi ADP, dan seterusnya menjadi AMP.
NAD, NADP, dan FAD
NAD: Nicotinamide Adenine Dinucleotide
(NAD+ NADH2)
NADP: Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate
(NADP+ NADPH2)
FAD:
Flavin Adenine Dinucleotide
(FAD+ FADH2)
Katabolisme: Respirasi
Electrons carried
via NADH and
FADH2
Electrons
carried
via NADH
Citric
acid
cycle
Glycolysis
Pyruvate
Glucose
Oxidative
phosphorylation:
electron transport
and
chemiosmosis
Mitochondrion
Cytosol
ATP
ATP
ATP
Substrate-level
phosphorylation
Substrate-level
phosphorylation
Oxidative
phosphorylation
Glikolisis
Dekarboksilasi Oksidatif
Merupakan reaksi
irreversibel
Mengubah piruvat
(hasil glikolisis)
menjadi Asetil Co-A
untuk masuk ke siklus
krebs.
Siklus Krebs
Rantai Transpor Elektron
Respirasi Anaerob
2 ADP + 2 Pi
Glucose
2 ATP
Glycolysis
2 Pyruvate
Merupakan respirasi yang
terjadi apabila tidak ada
oksigen bebas (O2).
Glukosa dipecah menjadi
dua molekul asam piruvat
(jalur glikolisis), namun
tidak terjadi reaksi
dekarboksilasi oksidatif.
Ada dua macam respirasi
anaerob:
2 NAD+
2 NADH
+ 2 H+
2 CO2
2 Acetaldehyde
2 Ethanol
(a) Alcohol fermentation
2 ADP + 2 Pi
Glucose
2 ATP
Glycolysis
2 NAD+
Fermentasi asam laktat
Fermentasi alkohol
2 NADH
+ 2 H+
2 Pyruvate
2 Lactate
(b) Lactic acid fermentation
Anabolisme: Fotosintesis
Merupakan reaksi pembentukan karbohidrat
dengan menggunakan energi cahaya.
Reaksi kimia Fotosintesis:
6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2
Penelitian tentang fotosintesis:
Percobaan Sachs
Percobaan Engelmann
Percobaan Ingenhousz
Reaksi Fotosintesis
H2O
CO2
Light
NADP+
ADP
+ Pi
LIGHT
REACTIONS
CALVIN
CYCLE
ATP
NADPH
Chloroplast
O2
[CH2O]
(sugar)
Reaksi Terang: Fotofosforilasi
Photosystem
Photon
Thylakoid membrane
Light-harvesting
complexes
Reaction
center
STROMA
Primary electron
acceptor
e–
Transfer
of energy
Special
chlorophyll a
molecules
Pigment
molecules
THYLAKOID SPACE
(INTERIOR OF THYLAKOID)
Fotofosforilasi Nonsiklik
Fotofosforilasi Siklik
Ringkasan Fotofosforilasi
Non cyclic
photophosporylation
Photosystem I & photosystem
II are involved.
Electron flow is non-cyclic
Water is the first electron
donor
Last electron acceptor is
NADP+
Products are ATP, NADPH
and O2
Cyclic
photophosporylation
Only Photosystem I is
involved
Electron flow is cyclic
Electron come from
photosystem I (P700)
Last electron acceptor is
photosystem I
ATP is produced
Reaksi Gelap (Siklus Calvin)
Tanaman C3
Called C3 because the CO2 is first incorporated into a 3carbon compound.
Stomata are open during the day.
RUBISCO, the enzyme involved in photosynthesis, is
also the enzyme involved in the uptake of CO2.
Photosynthesis takes place throughout the leaf.
Adaptive Value: more efficient than C4 and CAM plants
under cool and moist conditions and under normal light
because requires less machinery (fewer enzymes and
no specialized anatomy).
Most plants are C3.
Tanaman C4
Senyawa yang terbentuk pertama kali setelah berikatan
dengan CO2 adalah senyawa berkarbon empat
(oksaloasetat).
Tempat terjadinya fotosintesis terjadi di dua tempat yaitu
sel mesofil (siklus C3) dan sel seludang pembuluh
(siklus C4).
Tumbuhannya seperti sorgum, amaranthus, jagung.
Tumbuhan C4 memiliki kemampuan fotosintesis lebih
tinggi dan lebih tahan terhadap kekeringan.
Tumbuhan C4 meminimalkan keperluan fotorespirasi
dengan cara menggabungkan CO2 ke dalam senyawa
empat karbon di sel mesofil.
Tanaman CAM
Membuka stomatanya pada malam hari,
menggabungkan CO2 ke dalam asam organik.
Selama siang hari, stomata tertutup. CO2
dilepaskan dari asam organik untuk digunakan
dalam siklus Calvin.
Adaptasi ini memungkinkan tanaman CAM untuk
hidup pada daerah dengan:
Suhu harian tinggi
Intensitas cahaya matahari tinggi
Tanah kering
Contoh tanaman CAM: kaktus dan nanas.