6. metabolisme
TRANSCRIPT
![Page 1: 6. METABOLISME](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082215/55cf96c0550346d0338d8b91/html5/thumbnails/1.jpg)
METABOLISME SEL(KATABOLISME & ANABOLISME)
Pelatihan Rekayasa Bioproses Dalam Industri Bioteknologi20 November – 1 Desember 2006
LIESBETINI HARTOTO
![Page 2: 6. METABOLISME](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082215/55cf96c0550346d0338d8b91/html5/thumbnails/2.jpg)
Metabolisme :
• Semua reaksi kimia yang terjadi di dalam sel berbagai molekulterlibat dalam reaksi tsb = “metabolit”
• Terbagi menjadi 2 kategori :a. Menghasilkan energi katabolismeb. Biosintetik (memerlukan energi) anabolisme
• Organisme Fotosintetik memperoleh energi dari cahaya matahari• Organisme Kemotrof dari senyawa organik
• Oksidasi Biologis merupakan dehidrogenasi (penghilangan2 atom H yang dipindahkan molekul lain (= coenzyme),Contoh : - NAD (nicotinamide adenin dinucleotida)
- FMN (flavin mononucleotide)- FAD (flavin adenine dinucleotide)
• Selama pemecahan senyawa organik, dihasilkan senyawa antara(intermediate) yang mengandung gugus fosfat yang terikat sebagaiikatan ester fosfat (ikatan berenergi tinggi) ATP (adenine trifosfat)
![Page 3: 6. METABOLISME](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082215/55cf96c0550346d0338d8b91/html5/thumbnails/3.jpg)
Sumber Energi
KATABOLISME(Khimosintesis)
ANABOLISME(Biosintesis)
KATABOLISME(Fotosintesis)
CahayaBiopolimer
Fosforilasi substrat& Oksidatif
RNA, DNA,Protein Fosforilasi
Bioelemen/intermediate(asam amino, purin dll)
Pengumpulanintraseluler
ATPADP
ATPADP PanasPanas
Produk metabolisme Substrat
Skema Proses Metabolisme Di dalam Sel Mikroba
![Page 4: 6. METABOLISME](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082215/55cf96c0550346d0338d8b91/html5/thumbnails/4.jpg)
KATABOLISME
Pada mikroba dikenal 4 jalur pemecahan glukosa menjadi asam piruvat
1. Jalur Embden-Meyerhof Parnas (EMP) atau Glikolisis
fungi & kebanyakan bakteri
2. Jalur Heksosamonofosfat (HMF)
berbagai organisme
3. Jalur Entner-Doudoroff (ED)
hanya ditemukan pada beberapa bakteri
4. Jalur Fosfoketolase (FK)bakteri golongan laktobasili heterofermentatif
![Page 5: 6. METABOLISME](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082215/55cf96c0550346d0338d8b91/html5/thumbnails/5.jpg)
1. Jalur Embden-Meyerhof Parnas (EMP) atau Glikolisis
![Page 6: 6. METABOLISME](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082215/55cf96c0550346d0338d8b91/html5/thumbnails/6.jpg)
1. Jalur Embden-Meyerhof Parnas (EMP) atau Glikolisis
Merupakan reaksi konsekutif :
1. Fosforilasi glukosa oleh ATP; isomerisasi dan fosforilasi membentukfruktosa-1,6 difosfat dan 2 ADP
2. Pemecahan fruktosa-1,6 difosfat membentuk 2 mol triofosfat3. Oksidasi 3-fosfo-gliseraldehida dg redukso NAD dan pengambilan
fosfat anorganik (Pi ) pembentukan ikatan berenergi tinggi pd 1,3-difosfo-gliserat
4. Pemindahan ∼P dari 1,3-difosfo-gliserat ke ADP5. Isomerisasi 3-fosfo-gliserat, diikuti dg dehidrasi membentuk ∼P pd
fosfo-enol-piruvat6. Pemindahan ∼P pd fosfo-enol-piruvatke ADP dan membentuk piruvat
dan ATP
Piruvat menjadi kunci dalam proses katabolisme selanjutnyaContoh : asam laktat
etanol (khamir)Senyawa penting bernilai komersial
![Page 7: 6. METABOLISME](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082215/55cf96c0550346d0338d8b91/html5/thumbnails/7.jpg)
2. Jalur Heksosamonofosfat (HMF)
![Page 8: 6. METABOLISME](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082215/55cf96c0550346d0338d8b91/html5/thumbnails/8.jpg)
2. Jalur Heksosamonofosfat (HMF)
- Pemecahan glukosa menjadi asam piruvat dapat terjadi dari 2 jalur, yaitu jalur Heksosa Difosfat (seperti jalur EMP) dan jalur HeksosaMonofosfat
- Memberikan pentosa yang dibutuhkan untuk sintesis asam nukleat, beberapa asam amino armatik, vitamin & NADPH+H+
Siklus Pentosa
- Tidak menghasilkan energi secara langsung, tetapi NADPH+H+ yangterbentuk merupakan ATP jika masuk ke dalam sistem transpor energi
- Reaksi keseluruhan :
3 Glukosa-6-fosfat + 6 NADP+ 2 Fruktosa-6-fosfat + Gliseraldihida-3-fosfat + 3 CO2 + 6 NADPH+H+
![Page 9: 6. METABOLISME](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082215/55cf96c0550346d0338d8b91/html5/thumbnails/9.jpg)
Kaitan Link Glikolisis dgn Jalur Heksosamonofosfat (HMF)
![Page 10: 6. METABOLISME](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082215/55cf96c0550346d0338d8b91/html5/thumbnails/10.jpg)
3. Jalur Entner-Doudoroff (ED)
![Page 11: 6. METABOLISME](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082215/55cf96c0550346d0338d8b91/html5/thumbnails/11.jpg)
3. Jalur Entner-Doudoroff (ED)
-Ditemukan pada oksidasi glukosa oleh spesies Pseudomonas
- Tahapan reaksi :
* Aktivasi glukosa oleh ATP* Oksidasi gugus aldehid pada glukosa-6-fosfat membentuk
6-fosfo-glukonat dan reduksi NADP* Dehidrasi 6-fosfo-glukonat membentuk 2-keto-3-deoksi-6-fosfo-glukona
(KDPG)* Pemutusan KDPG menghasilkan piruvat dan gliseraldehida-3-fosfat* Triosa-fosfat melewati jalur Glikolisis serta menghasilkan 2 mol ATP
dan 1 mol NADPH+H+
![Page 12: 6. METABOLISME](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082215/55cf96c0550346d0338d8b91/html5/thumbnails/12.jpg)
4. Jalur Fosfoketolase (FK)
Glukosa L-arabinosaD-ribosa D-xylosa
Glukosa-6-P
Glukonolakton-6-P
6-Fosfoglukonat
Ribulose 5-P
D-ribosa 5-P L-ribolose D-xylosa
Xylulose 5-P
Gliseraldehida 3-P Asetil-P Asetat
Piruvat
ATPADP
NADP+
NADPH+H+
NADP+
NADPH+H+
ATPADP ATP
ADP
ADP ATP
Lihat EMP
![Page 13: 6. METABOLISME](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082215/55cf96c0550346d0338d8b91/html5/thumbnails/13.jpg)
4. Heterolactic lactobacilli
![Page 14: 6. METABOLISME](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082215/55cf96c0550346d0338d8b91/html5/thumbnails/14.jpg)
4. Heterolactic lactobacilli (Jalur Fosfoketolase (FK)
- Merupakan modifikasi dari jalur Glikolisis, karena mikroba tidakmempunyai enzim glikolitik (aldolase) : fruktosa difosfatgliseraldehida-3-fosfat
-Tahapan reaksi :
Pentosa fosfat diisomerisasi dan dipecah dgn pengikatan Pi asetil ∼fosfat terbentuk asetat atau etanolgliseraldehida-3-fosfat Glikolisis piruvat laktat
![Page 15: 6. METABOLISME](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082215/55cf96c0550346d0338d8b91/html5/thumbnails/15.jpg)
• Beberapa mikroba memetabolisme oiruvat dengan berbagai jalurkondisi
anaerobik
• Contoh :
Mikroba Produk Utama
Clostridia Butirat, asam setat, butanol, etanol, aseton, CO2, H2
Enteric bacteria Asam asetat, etanol, CO2 , H2 atau asam format, (E. coli, asam laktat, asam suksinat, 2,3-butilen glikolAerobacter aerogenes)
Yeast Etanol, CO2
Homofermentatif Lactic acidlactobacilli
Metabolisme Piruvat Secara Anaerobik
![Page 16: 6. METABOLISME](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082215/55cf96c0550346d0338d8b91/html5/thumbnails/16.jpg)
Siklus Asam Sitrat (TCA Cycle = Siklus Krebs))
- Bila tersedia oksigen, banyak mikroba dapat mengoksidasi puruvat melaluiSiklus Krebs
- Siklus berperan penting dalam memberikan kerangka karbon sebagaisenyawa awal (intermediate) serta energi untuk reaksi
- Melepaskan lebih banyak energi dibandingkan Glikolisis
![Page 17: 6. METABOLISME](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082215/55cf96c0550346d0338d8b91/html5/thumbnails/17.jpg)
Siklus Asam Sitrat (TCA Cycle = Siklus Krebs))
![Page 18: 6. METABOLISME](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082215/55cf96c0550346d0338d8b91/html5/thumbnails/18.jpg)
ANABOLISME (BIOSINTESIS)
1. Biosintesis Asam Amino
2. Biosintesis Asam Lemak
3. Biosintesis Karbohidrat
4. Biosintesis Nukleotida
5. Biosintesis Antibiotika
6. dll
![Page 19: 6. METABOLISME](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082215/55cf96c0550346d0338d8b91/html5/thumbnails/19.jpg)
Biosintesis Asam Amino
![Page 20: 6. METABOLISME](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082215/55cf96c0550346d0338d8b91/html5/thumbnails/20.jpg)
Biosintesis Asam Lemak
![Page 21: 6. METABOLISME](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082215/55cf96c0550346d0338d8b91/html5/thumbnails/21.jpg)
KETERATURAN METABOLISME
- Metabolisme mikroba berjalan dengan tingkat keteraturan yang sangat baikefisien dan tidak terjadi pembentukanproduk secara berlebihan
- Metabolisme mikroba dikendalikan melalui mekanisme keteraturan dalamaktivitas dan sintesis enzim, seperti :
1. Induksi2. Keteraturan Katabolit3. Feedback Regulation4. Keteraturan Muatan Energi5. Permeabilitas Membran
MODIFIKASI METABOLISME
1. Modifikasi Lingkungan
2. Modifikasi Genetika
3. Rekombinasi Genetika
![Page 22: 6. METABOLISME](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082215/55cf96c0550346d0338d8b91/html5/thumbnails/22.jpg)
SISTEM PENGENDALIAN AKTIVITAS ENZIM OLEH MIKROBA(Feedback Regulation)