TUGAS MIKROBIOLOGI

METABOLISME BAKTERI DAN FUNGI

Metabolisme Bakteri

Metabolisme : semua reaksi kimia yang terjadi dalam organisme hidup untuk

memperoleh dan menggunakan energi, sehingga organisme dapat melaksanakan

berbagai fungsi hidup.

Metabolisme terdiri dari dua proses yang berlawanan yang terjadi secara

simultan. Reaksi tersebut adalah:

1. Sintesis protoplasma dan penggunaan energi yang disebut sebagai Anabolisme.

2. Oksidasi substrat diiringi dengan terbentuknya energi disebut dengan

Katabolisme.

Bakteri memperoleh energi melalui proses oksidasi-reduksi. Oksidasi adalah

proses pelepasan elektron sedang reduksi adalah proses penangkapan elektron.

Karena elektron tidak dapat berada dalam bentuk bebas, maka setiap reaksi oksidasi

selalu diiringi oleh reaksi reduksi. Hasil dari reaksi oksidasi energi.

- Reaksi oksidasi dikatalisis : enzim dehidrogenase transfer elektron dan

proton yang dibebaskan kepada aseptor elektron intermedier seperti NAD+

dan NADP+ NADH dan NADPH.

- Fosforilasi oksidasi terjadi pada saat elektron yang mengandung energi tinggi

tersebut ditransfer ke dalam serangkaian transpor elektron sampai akhirnya

di tangkap oleh oksingen atau oksidan anorganik lainnya sehingga oksigen

akan tereduksi menjadi H2O.

- Berbagai carier yang mentransfer elektron menuju O2 : flavoprotein,quinon

maupun citekrom.

Ada dua macam energi yang digunakan oleh makhluk hidup.

1. Sinar matahari. Organismenya disebut dengan organisme fotosintesis atau di

kenal juga dengan organisma fototrofik.

2. Oksidasi senyawa kimia. Organismenya disebut dengan organisme kemosintesis

kemotrofik atau autotrofik.

Fotosintesis ada 2 macam :

1. Fotosintesis tipe Cyanobacteria.

sama dengan fotosintesis yang terjadi pada tanaman tingkat tinggi.

CO2 + 2H2O ……sinar matahari…… H2O + [ CH2O ]n + O2

Klorofil

dimana pada sistem fotosintesis ini terdapat 2 fotosistem yaitu fotosistem

(PS) I dan II. Aliran elektron dari PS II ke PS I mengubah NADP+ menjadi

NADPH. Aliran eletktron yang demikian dikatakan noncyelic

phosphorilation.

2. Fotosintesis tipe Noncyanobacteria.

tidak memiliki fotosistim II untuk menfotolisis H2O tidak pernah

menggunakan air sebagai reduktan sehingga oksigen tidak pernah di hasilkan

dari fotosintesis dikenal dengan fotosintesis anaerob memerlukan

suplai senyawa organik sebagai donor hidrogennya.

Sinar matahari

CO2 +2H2A……………………….H2O + [CH2O]n + 2A

Klorofil

Berdasarkan tipe pada reduktan dan pigmen fotosintesisnya, bakteri ini

dibagi menjadi 3 :

1. Chlorobiceae.

Disebut juga dengan green-sulfur bacteria. Bakteri ini juga menggunakan

hidrogen dan beberapa senyawa mengandung sulfat sebagai

reduktannya.

Sinar matahari

a. CO2 + 2H2……………………….. CH2O + H2O

b. CO2 + 2H2S ………………….. CH2O + H2O + 2 S

c. 3CO2 + 2S + 5H2O ………………. 3 CH2O + 2H2SO2

d. 2CO2 + Na2S2O3 + 3H2O ……………….. 2CH2O + Na2SO4

2. Chromaticeae.

Pada prinsipnya sama dengan Chomaticeae tetapi pigmen yang dimilikinya tidak

hijau melainkan merah - jingga disebut dengan purple- sulfur- bacteria.

3. Rhodospirillaceae.

Bakteri ini menggunakan hidrogen dan berbagai senyawa organik sebagai

reduktan . contoh: Rhodospirillum, Rhodopseudomonas.

Sinar mathari

CO2 + 2CH3CHOHCOOH …………………….CH2O + H2O + 2CH3COCOOH

Hanya dapat berlangsung dalam keadaan anoerob. Akan tetapi ada beberapa

anggota Rhodospirillaceae mampu melakukan pertumbuhan nonfotosintesik

dengan adanya oksingen apabila media mengandung cukup nutisi untuk tumbuh.

Chemotrofik atau Autotrofik Organisme

- CO2 digunakan sebagai sumber karbon.

- Diperlukan energi dan NADPH untuk mengubah CO2 menjadi material sel.

METABOLISME FUNGI

A. Metabolisme Karbon

Berdasarkan kemampuan untuk memperoleh energi dari sumber

karbon organisme dibedakan atas:

a). Autotrof : memiliki kemampuan mengasimilasi karbon anorganik (misal

CO2, CO3), atau senyawa dengan satu karbon (misalnya CH4) karbon

organik.

- Dengan bantuan cahaya matahari : Fotoautotrof

- Dengan bantuan oksidasi senyawa anorganik : Kemoautotrof

b). Heterotrof : memiliki kemampuan mengasimilasi karbon organik

karbon organik lain.

- Dengan bantuan cahaya matahari : Fotoheterotrof

- Dengan bantuan oksidasi senyawa organik : Kemoheterotrof.

Fungi : mikroorganisme heterotrof karena tidak memiliki kemampuan

untuk mengoksidasi senyawa karbon anorganik, atau senyawa karbon

yang memiliki satu karbon.

Senyawa karbon organik membuat materi sel baru berkisar dari

molekul sederhana seperti gula sederhana, asam organik, gula terikat

alcohol, polimer rantai pendek dan rantai panjang mengandung karbon,

hingga kepada senyawa kompleks seperti karbohidrat, protein, lipid dan

asam nukleat (Gadd, 1988; Madigan et al., 2002).

A.1. Metabolisme Karbohidrat

Karbohidrat dan derivat : substrat utama untuk metabolism.

2 peranan penting :

Karbohidrat dapat dioksidasi menjadi energi kimia yang tersedia di

dalam sel dalam bentuk ATP dan nukleotida phosphopyridine

tereduksi

Karbohidrat menyediakan hampir semua karbon yang diperlukan

untuk asimilasi konstituen sel fungi yang mengandung karbohidrat,

lipid, protein, dan asam nukleat.

Tahap awal : Tahap transfor, kecuali untuk di- atau trisakarida yang

harus dihidrolisis terlebih dahulu di luar sel.

Transpor monosakarida melalui membran dilakukan oleh suatu

protein transport spesifik, yaitu permease.

Sebagian besar fungi dapat memanfaatkan monosakarida, sedikit di-,

oligo dan poli karena tidak memiliki kemampuan untuk

menghidrolisis molekul-molekul besar tersebut.

A.2. Metabolisme Protein

Fungi berfilamen : menguraikan protein; khamir jarang menggunakan

protein.

Skema :

Fungi menguraikan protein dan menggunakannya sebagai sumber

nitrogen dan karbon (aktivitas enzim proteolitik/protease)sekresi

protease ke lingkungan menguraikan protein menjadi asam-asam

amino hasil diangkut ke dalam sel (sistem transpor).

A.3. Metabolisme Lipid

Digunakan dalam bentuk : lemak dan minyak sebagai sumber

karbon.

Enzim yang diperlukan untuk menghidrolisis : Lipase (triacylglycerol

acylhydrolase) mengubah menjadi diasilgliserol, monoasilgliserol,

gliserol atau asam lemak.

Berdasarkan lokasi pemutusan ikatan gliserol pada triasilgliserol,

dibedakan menjadi 2 yaitu :

Lipase non-spesifik : memutus ikatan gliserol dari triasilgliserol

pada tiga posisi menghasilkan diasilgliserol, monoasilgliserol

atau 3 molekul asam lemak dan gliserol.

Lipase spesifik : memutus ikatan gliserol dari triasilgliserol pada

posisi satu dan tiga sehingga menghasilkan 1,2-diasilgliserol dan

2-monoasilgliserol.

Beberapa fungi yang menggunakan lipid dengan memanfaatkan

kerja lipase :

C. cylindracea C. deformans

C. curvata C. rugosa

C. caseicolum P. chrysogenum

P. citrinum P. cyclopium

P. simplicissimum P. roquefortii

Mucor miehei Rhizopus delemar

Rhizopus japonicus Rhizopus oligosporus

Materi organik didegradasi oleh lipase lipase disekresi ke

lingkungan (sebelum diangkut ke dalam sel).

A.4. Metabolisme Asam Nukleat

Slaughter (1988) Fungi berfilamen mengkatabolisme purin.

Beberapa fungi yang memanfaatkan hipoxanthin, xanthin, asam urat

dan adenine sebagai nitrogen :

A. nidulans

P. chrysogenum

Fusarium moniliforme

Saccharomyces cerevisiae menggunakan allantoin sebagai sumber

nitrogen.

B. Metabolisme Nitrogen

B.1. Kemampuan Fungi Menggunakan Nitrogen Anorganik

Slaughter (1988) : “Semua mikroorganisme yang telah diteliti

tampaknya dapat menggunakan ammonia sebagai sumber nitrogen

anorganik.

Asimilasi nitrat pada khamir dan kapang menggunakan proses yang

sama : nitrat ditranspor ke dalam sel diubah menjadi amonium

oleh enzim nitrat reduktase dan nitrit reduktase.

Nitrat reduktase : protein yang memerlukan kofaktor molibdopterin,

haem-Fe dan FAD.

Fungi yang dapat menggunakan nitrat sebagai sumber nitrogen:

A. nidulans

C. utilis

Hansenula anomala

Hansenula polymorpha (sinonim : Pichia angusta)

Nitrit bersifat toksik bagi sebagian besar fungi, tetapi beberapa fungi

dapat menggunakannya sebagai sumber nitrogen selama

konsentrasi yang digunakan cukup rendah.

Enzim nitrit reduktase mereduksi nitrit menjadi amonium dan

memiliki ferredoksin, 2 kelompok protetik dan FAD.

Aspergillus nidulans dan Hansenula polymorpha dapat menggunakan

nitrit

Saccharomyces dan Zygosaccharomyces tidak dapat menggunakan

nitrat dan nitrit sebagai sumber nitrogen.

B.2. Kemampuan Fungi Menggunakan Nitrogen Organik

Slaughter (1988) : sebagian besar fungi dapat tumbuh baik dalam

medium yang mengandung glutamin, asparagin, dan arginin; diikuti

dengan asam glutamat, asam aspartat dan alanin.

C. Metabolisme Senyawa Lain

Fungi dapat menghidrolisis senyawa-senyawa toksik yang sulit diuraikan

menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana dapat dimanfaatkan

oleh mikroorganisme itu sendiri atau lainnya.

Contoh : Fenol dan derivatnya dapat dimanfaatkan sebagai sumber

karbon dan energi oleh :

Aspergillus Candida

Cladosporium Fusarium

Monicillium Trichoderma

Penicillium Pleurotus

Phanerochaete

Perbedaan antara Prokariot (Bakteri) dan Eukariot (Fungi)

Kesimpulan :

- Metabolisme Fungi lebih kompleks daripada bakteri, karena fungi merupakan

mikroorganisme eukariotik yang sangat bervariasi kemampuan

memanfaatkan nutrien dari lingkungan dan kemampuan metabolisme yang

dimiliki oleh fungi juga sangat bervariasi. Hingga saat ini masih banyak yang

belum diketahui mengenai kemampuan metabolisme fungi, dan perlu

dilakukan penelitian lebih lanjut mengetahui sistem metabolisme fungi

secara keseluruhan.

- Fungi dan bakteri sama-sama memanfaatkan nutrien dari lingkungan sebagai

sumber untuk bahan metabolismenya, serta metabolisme yang dilakukan

meliputi (anabolisme dan katabolisme).

REFERENSI

Gandjar, Wellyzar, dan Ariyanti. 2006. Dasar Dan Terapan Mikologi. Yayasan Obor

Indonesia : Jakarta.

Priani, N. 2003. Metabolisme Bakteri. http://www.google.co.id. [Diakses pada

tanggal : 20 April 2008].

Sumarsih, S. 2003. Diktat Kuliah Mikrobiologi Dasar. http://www.google.co.id.

[Diakses pada tanggal : 9 Maret 2008].