2. BAB 2
METABOLIS ME
ORGANIS ME

3. Standar Kompetensi:
• memahami pentingnya proses metabolisme pada
organisme
Kompetensi Dasar:
• mendeskripsikan fungsi enzim dalam proses
metabolisme
• mendeskripsikan proses katabolisme dan
anabolisme karbohidrat
• menjelaskan keterkaitan antara proses
metabolisme karbohidrat dengan metabolisme
lemak dan protein

4. Apakah Metabolisme Itu?
Metabolisme: Keseluruhan proses perubahan reaksi
biokimia yang berlangsung di dalam tubuh atau bagian
tubuh makhluk hidup.
terbagi atas
Anabolisme: proses penyusunan senyawa
kimia sederhana menjadi senyawa kimia atau
molekul kompleks. Prosesnya memerlukan
energi.
Katabolisme: proses pemecahan atau penguraian
senyawa kompleks menjadi senyawa lebih sederhana.
Prosesnya membebaskan energi.

5. Molekul yang Terlibat dalam Metabolisme
Materi (zat) + Energi
ATP
Metabolisme
Enzim
ATP: molekul nukleotida berenergi tinggi yang tersusun atas gula
pentosa, basa nitrogen, dan mengikat tiga gugus fosfat.

6. Molekul yang Terlibat dalam Metabolisme
Enzim (holoenzim)
Gugus prostetik dibedakan:
Struktur
Apoenzim: protein
1.kofaktor, gugus organik yang pada umumnya
merupakan vitamin, seperti vitamin B1, B2, NAD+
(Nicotinamide Adenine Dinucleotide)
2. koenzim, gugus anorganik yang biasanya
berupa ion-ion logam, seperti Cu2+, Mg2+, dan
Fe2+.
protein

7. Kerja Enzim
Teori kunci-gembok (lock and key hypothesis)
Cara Kerjanya
Substrat selalu memiliki bentuk yang sesuai
dengan situs aktif.

8. Kerja Enzim
Teori ketepatan induksi (inducedfit)
Cara Kerjanya
Substrat tidak selalu memiliki bentuk yang
sesuai dengan situs aktif. Jadi, substrat
menginduksi situs aktif dari enzim.

9. Sifat-Sifat Enzim
1. katalisator: zat yang mampu mempercepat reaksi
kimia, tetapi tidak ikut bereaksi.
2. suatu protein, memungkinkan luasnya permukaan
enzim sehingga bidang aktivitasnya besar.
3. bersifat khusus/khas: enzim tidak dapat bekerja pada
semua zat, tetapi hanya mampu bekerja pada zat
tertentu (substrat).
4. tidak tahan panas, enzim akan bekerja aktif pada
suhu normal 30−37°C

10. Faktor-Faktor yang Memengaruhi Enzim
1. suhu, enzim dapat rusak pada suhu yang terlalu tinggi
dan kerja enzim dapat dihambat jika suhu terlalu
rendah
2. pH, aktivitas enzim dapat dipengaruhi oleh
konsentrasi pH atau ion H+ larutan
3. Air, air memegang peranan penting dalam memulai
kerja enzim
4. pengaruh hasil akhir, kerja enzim akan dihambat oleh
banyaknya hasil akhir yang diperoleh
5. Zat penggiat dan penghambat
6. substrat

11. Penamaan dan Klasifikasi Enzim
Seringkali enzim diberi nama sesuai dengan substratnya dan diberi
akhiran ase. Misalnya, bila substratnya maltosa, enzimnya adalah
maltase. Enzim yang berperan dalam pengubahan protein disebut
protease. Berdasarkan reaksi yang terjadi, enzim digolongkan
menjadi dua, yaitu golongan hidrolase dan golongan desmolase.
1. Golongan hidrolase terdiri atas enzim-enzim yang menyebabkan
hidrolisis jika terdapat molekul air. Misalnya pada enzim-enzim
pencernaan, seperti karbohidrase, protease, dan lipase.
2. Enzim-enzim golongan desmolase, yaitu oksidase, reduktase,
dan enzim yang memisahkan ikatan C-C atau C-N. Misalnya
pada enzim-enzim pernapasan, seperti dehidrogenase,
katalase, peroksidase, karboksilase, dan transaminas

12. Penamaan dan Klasifikasi Enzim
(lanjutan)
Beberapa contoh enzim yang berperan dalam proses metabolisme,
antara lain sebagai berikut.
1) Dehidrogenase
Enzim jenis ini banyak terdapat pada tumbuhan dan hewan.
Peranan dehidrogenase adalah memindahkan hidrogen dari zat yang
satu ke zat yang lain. Peristiwa ini biasanya terdapat pada
tumbuhan. Pada hewan, dehidrogenase dapat memindahkan
hidrogen ke oksigen.
2) Katalase
Enzim jenis ini banyak terdapat di dalam sel-sel tumbuhan dan
hewan. Katalase mempunyai gugus prostetik (bagian yang aktif)
berupa unsur besi. Katalase berfungsi untuk membantu pengubahan
hidrogen peroksida menjadi air dan oksigen. Contoh reaksinya adalah
sebagai berikut.

13. Penamaan dan Klasifikasi Enzim
(lanjutan)
3) Peroksidase
Peranan peroksidase yang utama, yaitu membantu mengoksidasikan
senyawa-senyawa fenolat dengan menggunakan oksigen yang diperoleh
dari H2O2.
4) Karboksilase
Enzim jenis ini dapat membantu pengubahan asam organik secara
bolak-balik. Contohnya, pengubahan asam piruvat menjadi asetaldehid
dibantu oleh karboksilase piruvat. Demikian pula pengubahan asam
oksalosuksinat menjadi asam-α-ketoglutarat, berlangsung karena
bantuan karboksilase yang dibantu oleh ion-ion Mn2+.

14. Respirasi Seluler
Respirasi: proses pembebasan energi yang
tersimpan dalam zat sumber energi melalui proses
reaksi kimia yang kompleks menggunakan oksigen.
Jika zat sumber energinya glukosa, maka reaksi
kimia sederhananya:
glikolisis
Reaksi respirasi
daur Krebs
transpor elektron

15. Respirasi Seluler
Rangkaian
respirasi seluler:
1. glikolisis
2. daur Krebs
3. transpor
elektron

16. Glikolisis
Proses pengubahan molekul molekul glukosa yang
mempunyai 6 atom C menjadi asam piruvat yang
mempunyai 3 atom C.
Tempat berlangsungnya:
di sitosol (sitoplasma sel)
Hasil akhir:
1. 2 molekul asam piruvat
2. 2 molekul NADH
(sumber elektron)
3. 2 molekul ATP untuk
setiap molekul glukosa.

17. Glikolisis
Glikolisis meliputi sembilan tahapan reaksi yang melibatkan enzim yang
berbeda-beda. Adapun sembilan langkah glikolisis adalah sebagai berikut.
a) Glukosa diubah menjadi glukosa 6-fosfat dengan menggunakan 1 mol ATP,
dibantu oleh enzim heksokinase/glukokinase.
b) Glukosa 6-fosfat diubah menjadi fruktosa 6-fosfat dengan menggunakan 1
mol ATP, dibantu oleh enzim fosfoheksoisomerase.
c) Fruktosa 6-fosfat diubah menjadi fruktosa 1,6-difosfat, dibantu oleh enzim
fosfofruktokinase.
d) Fruktosa 1,6-difosfat diubah menjadi 2 molekul fosfogliseraldehid (PGAL),
molekul yang memiliki 3 atom C, dibantu oleh enzim aldolase.
e) PGAL diubah menjadi 1,3-difosfogliserat dan menghasilkan NADH, dibantu
oleh enzim gliseraldehid 3-fosfat dehidrogenase.
f) 1,3-difosfogliserat diubah menjadi 3-fosfogliserat (PGA), masing-masing
menghasilkan 1 molekul ATP dengan bantuan enzim fosfogliserat kinase.
g) PGA diubah menjadi 2-fosfogliserat dibantu oleh enzim fosfogliseromutase.
h) 2-fosfogliserat diubah menjadi 3 fosfoenol-piruvat (PEP) dibantu oleh enzim
enolase.
i) PEP diubah menjadi asam piruvat dan menghasilkan ATP dengan bantuan
enzim piruvat kinase. Perhatikan langkah-langkah glikolisis pada Gambar 2.9!

18. Glikolisis

19. Daur Krebs
pembongkaran asam piruvat secara aerob menjadi
CO2 dan H2O serta energi kimia
Tempat berlangsungnya: dimatriks mitokondria
Hasil Akhir: 2 molekul NADH, 2 molekul FADH2,
2 molekul ATP, dan 2 molekul CO2.
Sebelum masuk daur
Krebs, piruvat diubah
menjadi suatu asetilkoenzim A (asetil KoA)
melalui reaksi transisi
dalam matriks.

20. Daur Krebs

21. Transpor Elektron
Tempat berlangsungnya: di
krista mitokondria
Hasil akhir: 32–34 ATP
Reaksinya diawali: NADH dan
FADH, hasil dari daur Krebs, memberikan
ion H+ dan elektron pada sistem
transpor.

22. Respirasi Anaerob atau Fermentasi
Fermentasi Alkohol

23. Respirasi Anaerob atau Fermentasi
Fermentasi Asam Laktat

24. Respirasi Anaerob atau Fermentasi
Fermentasi Asam Cuka
• Fermentasi yang berlangsung dalam keadaan aerob.
• Dari proses fermentasi asam cuka, energi yang
dihasilkan lima kali lebih besar daripada energi yang
dihasilkan oleh fermentasi alkohol.
Persamaan reaksi kimia fermentasi asam cuka

25. Fotosintesis
Pengertian: proses penyusunan molekul kompleks pada
bagian tumbuhan yang mengandung klorofil dengan
bantuan cahaya matahari.
Perangkat fotosintesis:
1. klorofl a;
2. klorofl b;
3. karotenoid (karoten dan xantofl);
4. akseptor elektron.
Hasil utama fotosintesis: gula sederhana (glukosa).
Reaksi kimia fotosintesis:

26. Fotosintesis
fotosintesis berlangsung dalam dua
tahap:
reaksi fotokimia atau reaksi terang
• menggunakan energi cahaya
• berlangsung di dalam membran
tilakoid
• menghasilkan senyawa ATP dan
NADPH
reaksi termokimia atau reaksi gelap
• tidak menggunakan energi cahaya
• berlangsung di dalam stroma
• menghasilkan glukosa

27. Reaksi Terang
Terjadi tiga proses di dalam
membran tilakoid:
1. pigmen fotosintesis menyerap
energi cahaya dan melepaskan
elektron yang akan masuk ke
sistem transpor elektron.
2. molekul air pecah, ATP dan
NADPH terbentuk, serta oksigen
dilepaskan.
3. pigmen fotosintesis yang
melepaskan elektron menerima
kembali elektron.
Sistem transpor
elektron nonsiklik

28. Reaksi Gelap
Siklus zat pada reaksi gelap
Melvin Calvin dan Andrew Benson
Siklus Calvin-Benson
Ditemukan
oleh

29. Reaksi Gelap
Tahapan dalam siklus Calvin-Benson:
•Karbon dioksida diikat oleh RuBP menjadi senyawa 6 karbon
yang labil. Senyawa 6 karbon ini memecah menjadi 2
fosfogliserat (PGA).
•Masing-masing PGA menerima gugus fosfat dari ATP dan
menerima hidrogen serta elektron dari NADPH. Reaksi ini
menghasilkan PGAL (fosfogliseraldehida). Untuk setiap 6
molekul karbon dioksida yang diikat akan dihasilkan 12 PGAL.
•Dari 12 PGAL, 10 molekul kembali ke tahap awal menjadi
RuBP, dan seterusnya RuBP akan mengikat CO2 yang baru.
•Dua PGAL lainnya akan berkondensasi menjadi glukosa-6fosfat. Glukosa-6-fosfat menjadi bahan baku untuk sukrosa
atau tepung pati (amilum).

30. Keterkaitan Metabolisme Karbohidrat, Protein, dan Lemak