1. Metabolisme
Di susun Oleh : Abd. Syukur R

2. Metabolisme
“segala proses reaksi yang terjadi di
dalam makhluk hidup mulai dari makhluk
hidup bersel satu sampai yang paling
kompleks (manusia) untuk mendapat,
mengubah , dan memakai senyawa kimia
di sekitar untuk mempertahankan
kelangsungan hidup”

3. Metabolisme



Dalam organisme terjadi banyak reaksi kimia
yang teratur dan terkontrol
Metabolisme dibagi menjadi anabolisme dan
katabolisme
Metabolisme perantara:


Metabolisme energi:


Menggabungkan semua reaksi pembentukan dan
penyimpanan dan penggunaan energi untuk pembentukan
molekul kecil dan molekul penyimpang energi
Bagian metabolisme perantara yang berisi jalur
pembentukan dan penyipanan energi
Jalur pusat:

Jalur utama yang sama untuk hampir semua organisme
(oksidasi)

4. ANABOLISME
Polimer : Protein,
Asam Nukleat,
Polisakarida, Lipid
KATABOLISME
Monomer : Asam amino,
Nukleotida, Monosakarida,
Asam lemak, Gliserol
Metabolit intermediet : Piruvat,
Asetil CoA, Intermediat suklus
TCA
Energ
i
Energ
i
Molekul sederhana
: H2O, CO2, NH3

5. Metabolisme


Hampir semua organisme menggunakan molekul
organik sebagi sumber energi dan biosintesis
Autotrof


Heterotrof



Mampu membuat molekul organik dari anorganik
“Feeding on others”
Aerobik: organisme tergantung pada respirasi
Anaerob: mampu melakukan metabolisme energi
tanpa adnaya oksigen

6. Metabolisme
Perantara

8. Perbedaan jalur biosintesis & degradasi
Merupakan kebalikan satu sama lain
 Menggunakan intermediet atau reaksi
yang sama
 Terjadi ditempat berbeda:




Oksidasi asam lemak di mitokondria
Sintesis asam lemak di sitoplasma
Pengendalian: mis level ATP

9. Aspek bioenergetik
Oksidasi biologis melibatkan tranfer
elektron dengan oksigen sebagai akseptor
terakhir (proses koupling)
 Melibatkan penangkapan energi bebas
menjadi energi kimia (ATP)
+
 Agen pembawa elektron (NAD )
membawan elektron ke respirasi untuk
ditangkap oksigen


10. Aspek bioenergetika

Semakin tereduksi suatu metabolit semakin
banyak energi yang diberikan dalam oksidasi
C6H12O6 + 6O2
C16H32O2 + 23O2



6CO2 + 6H2O + Go' = -3,74 kcal/g
16CO2 + 16H2O +Go' = -9,74 kcal/g
RQ:jumlah mol CO2 yang dihasilkan tiap
konsumsi per mol O2 (respiratory quotient)
Semakin tinggi RQ maka semakin teoksidasi
suatu metabolit
NADPH pembawa elektron yang digunakan untuk
proses biosintesis

11. Review this ATP molecule

Berikan alasan
mengapa molekul
ATP digunakan
sebagai molekul
penyimpan energi
kimia dalam proses
metabolisme
1.
2.
3.
4.
Kestabilan resonansi
Tolakan elektron
Pengaruh hidrasi
Tautomeri

13. Daur ATP
Hidrolisis ATP
ATP+
HOH ========
ADP
+
Go = (GoADP +GoPi) – (GoATP + GoHOH)
[ADP] [Pi]
G = Go + RT ln
[ATP] [HOH]
Setimbang :
Go
=
Penentuan
(1)
ATP
+
- RT ln
Pi
[ADP] [Pi]
= RT ln Keq
[ATP] [HOH]
Go
heksokinase
Glukosa
=======
ADP
(2) Glukosa-6-fosfat + H2O
+ Glukosa-6-fosfat
glukosa-6-fosfokinase
================ Glukosa + P
Keq 1 = 661 (Go = - 4,0 kkal/mol),
Keq 2 = 171 (Go = - 3,3 kkal/mol),
GoATP = -4,0 + (-3,3)
= - 7,3 kkal/mol.
ADP
+
H2O
===== AMP
+ Pi
AMP
+
H2O
=====Adenosin + Pi Go
Go = -7,3 kkal/mol
= -3,4 kkal/mol

14. Energi bebas baku (Go ) berbagai senyawa fosfat
Nama senyawa
Fosfoenolpiruvat
3-Fosfogliseroilfosfat
Fosfokreatin
Asetil fosfat
Fosfoargini
ATP
Glukosa-1-fosfat
Fruktosa-1-fosfat
Glukosa-6-fosfat
Gliserol-1-fosfat
Go (kkal/mol)
-
14,8
11,8
10,3
10,1
7,7
7,3
5
3,8
3,3
2,2

15. Sistem ATP-ADP-AMP
[ADP] + 2[ATP]
Muatan energi =
1/2
[AMP] + [ADP] + [ATP]
keadaan penuh muatan energi sama dengan 1

16. Sistem
NAD(P)+

17. Daur NAD/NADH atau
NADP/NADPH.
Zat (bentuk
reduksi)
Zat (bentuk
oksidasi)
katabolisme
NAD, atau NADP
(bentuk oksidasi)
NADH, atau NADPH
(bentuk reduksi)
Anabolisme (reaksi
biosintesis reduksi)
Hasil akhir (bentuk
reduksi)
Zat pemula (bentuk
reduksi)

18. Jalur utama metabolisme energi
Glikolisis, oksidasi asam lemak
 Siklus asam sitrat
 Transport elektron dan fosforilasi oksidatif
 Glukoneogenesis
 Fotosintesis


20. Mekanisme kontrol metabolisme

Kontrol pada level enzim



Kontrol pada aktivitas enzim


Modifikasi sisi aktif (mis fosforilasi)
Kompartementasi


Level enzim berubah tergantung kebutuhan metabolit
Ada induksi ada represi
Pada eukariot terdapat pembagian tugas sel sehingga
lebih efisien
Regulasi hormonal

Pesan dari luar sel diteruskan dengan perubahan
metabolisme dalam sel (transduksi sinyal)

22. Level Enzim

23. Modifikasi sisi aktif enzim

24. Kompartementasi

26. Kompartementasi

28. Hormonal

29. Transduksi sinyal

30. How to study metabolism?

Tujuan studi metabolisme:




Identifikasi substrat, produk, stoikiometri semua reaksi
Pengendalian laju reaksi tertentu di jaringan/organ
Fungsi fisiologis suatu reaksi
Level studi

Organisme utuh






Feeding substrat berlabel-analisis metabolit di liver (NMR)
Glucose tolerance test
Organ terisolasi
Sel utuh: tissue culture technology
Sistem sel bebas: untuk metabolit yang susah melewati
membran
Komponen murni: organel, uji aktivitas enzim