Dokumen tersebut membahas tentang makromolekul, khususnya karbohidrat dan protein. Karbohidrat dibahas mulai dari definisi, jenis (monosakarida, disakarida, oligosakarida, polisakarida), struktur, dan contohnya seperti glukosa dan pati. Protein dibahas dari asam amino, ikatan peptida, struktur primer hingga kuarterner, serta peran asam amino dalam membentuk protein.

1. MAKRO MOLEKULMAKRO MOLEKUL
Oleh ; Nelson,MsiOleh ; Nelson,Msi
KimiaKimia
FST UnjaFST Unja

2. PendahuluanPendahuluan
Senyawa kimia yang dibutuhkan tubuh manusia
dapat dibagi atas:
1. Senyawa makromolekul
terutama: karbohidrat, protein, lipid
2. Senyawa mikromolekul
terutama: mineral, vitamin

3. KarbohidratKarbohidrat
Adalah suatu polihidroksi aldehid/keton
Nama karbohidrat berasal dari kenyataan bahwa
sebagian besar rumus empirisnya adalah karbon
“hidrat” terhadap hidrogen dan oksigen (CH2O)n
contoh; D-glukosa = C6H12O6 atau
(CH2O)6 atau C6(H2O)6

4. KARBOHIDRAT
KH yg dpt dihidrolisis KH yg tdkdpt dihidrolisis
Disa Oligo Poli Monosakarida
sakarida sakarida sakarida
Makromolekul

5. Kepentingan BiomedisKepentingan Biomedis
 Karbohidrat merupakan “tonggak kehidupan”
kebanyakkan organisme.
 Tanaman hijau mensintesis karbohidrat dari CO2 dan
H2O melalui proses fotosintetik dengan
menggunakan energi solar.
 Hasil fotosintetik tersebut menjadi energi pokok
bagi manusia, hewan, tanaman, dan mikroba yang
tidak mampu melakukan fotosintetik.

6. Kepentingan BiomedisKepentingan Biomedis
Glukosa adalah karbohidrat terpenting, karena;
- karbohidrat yang paling banyak diabsorpsi.
- gula lain dapat diubah menjadi glukosa di
hepar.
- bahan bakar metabolik utama.
- prekursor bagi sintesis karbohidrat lain, misal;
glikogen, ribosa, galaktosa, glikoprotein, dan
proteoglikan.
- Terlibat dalam diabetes, galaktosemia, dll.

7. Klasifikasi KarbohidratKlasifikasi Karbohidrat
 Monosakarida: Gula sederhana, terdiri dari hanya
satu polihidroksi aldehid/keton.
Misalnya; glukosa, galaktosa, fruktosa
 Disakarida: Dua unit monosakarida yang
dihubungkan oleh ikatan kovalen.
Misalnya; maltosa, sukrosa, laktosa
 Oligosakarida: Rantai pendek yang terdiri dari 2 -
10 unit monosakarida.
Misalnya; maltotriosa
 Polisakarida: Rantai panjang yang terdiri dari
lebih 10 molekul monosakarida. Misalnya; pati

8. MonosakaridaMonosakarida
Sifat:
 Tidak berwarna.
 Merupakan kristal padat yang bebas larut
dalam air.
 Tidak larut dalam pelarut nonpolar.
 Kebanyakan mempunyai rasa manis.

9. D-glukosa L-glukosaD-glukosa L-glukosa

10. Glukosa GalaktosaGlukosa Galaktosa

11. Rantai Lurus FruktosaRantai Lurus Fruktosa

12. Klasifikasi LainKlasifikasi Lain
Klasifikasi menurut jumlah atom C:
triosa (C3), tetrosa (C4), pentosa (C5), heksosa
(C6), heptosa (C7), oktosa (C8)
Klasifikasi berdasarkan gugus:
 aldosa (aldehid)
 ketosa (keton)

13. Klasifikasi Gula-Gula PentingKlasifikasi Gula-Gula Penting
Aldosa Ketosa
Triosa (C3H6O3)
Tetrosa (C4H8O4)
Pentosa (C5H10O5)
Heksosa (C6H12O6)
Gliserosa
Eritrosa
Ribosa
Glukosa
Dihidroksiaseton
Eritrulosa
Ribulosa
Fruktosa

14. DisakaridaDisakarida
 Adalah dua monosakarida yang disatukan oleh
sebuah O-glikosidat.
 Terdiri dari;
1. Maltosa = glu-->glu dgn ikatan α(1-->4)
2. Laktosa = gal-->glu dgn ikatan β(1-->4)
3. Sukrosa = glu-->fruk dgn ikatan α(1-->2)
 1. Maltosa berasal dari pencernaan kanji.
2. Laktosa adalah gula susu.
3. Sukrosa adalah gula pasir.

15. Struktur CincinStruktur Cincin
 Monosakarida dalam larutan terutama berada
dalam bentuk cincin.
 Cincin dibentuk oleh reaksi antara gugus
karbonil (aldehid dan keton) dengan gugus
hidroksil dalam molekul yang sama.
 Terdiri dari;- Piranosa (C6)
- Furanosa (C5)

16. Struktur CincinStruktur Cincin

17. DisakaridaDisakarida
 Adalah dua monosakarida yang disatukan oleh
sebuah O-glikosidat.
 Terdiri dari;
1. Maltosa = glu-->glu dgn ikatan α(1-->4)
2. Laktosa = gal-->glu dgn ikatan β(1-->4)
3. Sukrosa = glu-->fruk dgn ikatan α(1-->2)
 1. Maltosa berasal dari pencernaan kanji.
2. Laktosa adalah gula susu.
3. Sukrosa adalah gula pasir.

18. Struktur GlikosidatStruktur Glikosidat

19. OligosakaridaOligosakarida
 Terdapat sebagai komponen glikoprotein
(mukoprotein) dan glikolipid, misalnya dalam
imunoglobulin dan protein pembekuan darah.
 Gugus karbohidrat dari glikoprotein dan
glikolipid tersimpan di dalam membran sel
yang terletak di permukaan ekstrasel.
 Senyawa antara produk pencernaan kanji /
pati / amilum.

20. PolisakaridaPolisakarida
AmilumAmilum
 Adalah bentuk karbohidrat simpanan pada
tumbuhan, yang mengandung amilosa dan
amilopektin.
 Amilosa ialah glukosa rantai panjang tidak
bercabang yang disatukan oleh α(1-->4).
 Amilopektin ialah rantai glukosa dengan ikatan
α(1-->4) yang disatukan di titik-titik cabang
melalui α(1-->6).
 Amilopektin serupa dengan glikogen, tetapi
memiliki cabang lebih sedikit.

21. PolisakaridaPolisakarida
GlikogenGlikogen
 Adalah bentuk karbohidrat simpanan pada hewan
yang terdiri dari residu (unit) glukosa rantai
panjang yang disatukan oleh α(1-->4), kecuali di
titik-titik cabang memiliki ikatan α(1-->6).
 Sebuah molekul glikogen mengandung hanya
satu unit glukosa yang C anomeriknya bebas
(tidak terikat) ke unit glukosa lain, bagian
molekul ini disebut ujung pereduksi.
 Residu glukosa pada ujung pereduksi tsb terikat
pada protein glikogenin.

22. Struktur GlikogenStruktur Glikogen

23. MukopolisakaridaMukopolisakarida
GlikosaminoglikanGlikosaminoglikan
 Adalah rantai polisakarida yang panjang dan
tidak bercabang, misalnya; asam hialuronat,
heparin, dan kondroitin sulfat.
 Rantai ini memancar dari sebuah inti protein dan
membentuk struktur yang menyerupai sikat botol
yang disebut proteoglikan.
 Proteoglikan dijumpai di matriks ekstrasel,
cairan sinovium sendi, cairan vitreus mata,
sekresi sel penghasil mukus, dan tulang rawan

24. Struktur ProteoglikanStruktur Proteoglikan

25. Pemeriksaan Glukosa DarahPemeriksaan Glukosa Darah
 Adalah metode kolorimetrik berdasarkan prinsip
oksidasi-reduksi.
 Suatu senyawa akan membentuk warna bila
mengalami reduksi oleh gula pereduksi,
intensitas warna dapat digunakan untuk
menentukan jumlah gula yang mengalami
oksidasi.
 Kelemahan metode ini ialah tidak spesifik untuk
glukosa, karena fruktosa dan galaktosa juga ikut
bereaksi. Tetapi pada puasa, kadar fruk-galak dpt
diabaikan.

26. Metode Pemeriksaan EnzimatisMetode Pemeriksaan Enzimatis
 Darah yang diperoleh dari tusukan pada ujung
jari ditaruh pada suatu strip plastik.
 Strip ini mengandung suatu reagen yang terdiri
dari enzim (biasanya Glukosa oksidase) yang
mengubah glukosa dalam darah menjadi bahan
yang bereaksi dengan zat warna.
 Intensitas warna berkaitan langsung dengan
konsentrasi glukosa darah.

27. ProteinProtein
 Protein disintesis dari asam amino yang
disatukan oleh ikatan peptida untuk membentuk
rantai lurus.
 Rantai ini kemudian akan melipat-lipat sehingga
membentuk struktur tiga-dimensi protein.
 Ada 20 jenis asam amino yang digunakan untuk
mensintesis protein dalam ribosom.

28. Struktur PolipeptidaStruktur Polipeptida

29. Asam AminoAsam Amino
 Semua α-C pada asam amino mengandung;
- Gugus amino (NH2)
- Gugus karboksil (COOH)
- Rantai sisi yang berbeda-beda (R)
 Kecuali glisin, semua asam amino memiliki α-C
yang bersifat asimetrik dan berkonfigurasi L.
 Fungsi asam amino berkaitan dengan sifat kimia
rantai sisinya.

30. 20 Jenis Asam Amino20 Jenis Asam Amino

31. Asam Amino EssensialAsam Amino Essensial
Nama Rantai Sisi
Fenilalanin Aromatik non-polar Phe F
Isoleusin Rantai bercabang Ile I
Leusin Rantai bercabang Leu L
Lisin Positif basa Lys K
Metionin Polar tak bermuatan Met M
Treonin Polar tak bermuatan Thr T
Triptofan Aromatik polar Trp W
Valin Rantai bercabang Val V
Arginin (separuh ess.) Positif basa Arg R
Histidin (separuh ess.) Positif basa His H

32. Asam Amino Non-EssensialAsam Amino Non-Essensial
Nama Rantai Sisi
Alanin Non-polar alifatik Ala A
Asparagin Polar tak bermuatan Asn N
Aspartat Negatif asam Asp D
Glisin Non-polar alifatik Gly G
Glutamat Negatif asam Glu E
Glutamin Polar tak bermuatan Gln Q
Prolin Non-polar siklik Pro P
Serin Polar tak bermuatan Ser S
Sistein Polar tak bermuatan Cys C
Tirosin Aromatik polar Tyr Y

33. Ikatan PeptidaIkatan Peptida
 Ikatan peptida (ikatan amida) adalah;
Ikatan yang menyatukan asam amino satu dengan
asam amino lainnya untuk membentuk rantai
linear yang disebut polipeptida.
 Ikatan ini terjadi bila gugus α-karboksil suatu
asam amino melekat secara kovalen kepada
gugus α-amino asam amino berikutnya.

34. Pembentukan Ikatan PeptidaPembentukan Ikatan Peptida

35. Struktur PrimerStruktur Primer
 Adalah urutan linear asam amino yang disatukan
oleh ikatan peptida.
 Tidak terjadi percabangan rantai pada struktur
ini.
 Struktur primer menentukan konformasi tiga-
dimensi suatu protein.
 Jenis rantai sisi pd msg-msg residu asam amino
pd suatu protein menentukan bagaimana rantai
akan mengadakan lipatan- lipatan sehingga
membentuk struktur asli.

36. STRUKTUR PRIMER
R H O R H O R
H H
C N C C N C C
N C C N C C N C
H H H
H O R H O R H O

37. Struktur SekunderStruktur Sekunder
 Struktur yang terjadi akibat adanya ikatan
hidrogen antara atom-atom ikatan peptida.
 Mencakup heliks-α dan lembar-β.
 Heliks-α terbentuk dari ikatan hidrogen antara
msg-msg atom O karbonil pd sebuah ikatan
peptida dgn H yang melekat ke atom N amida pd
suatu ikatan peptida 4 residu asam amino
disepanjang rantai polipeptida.
 Rantai sisi residu asam amino pd heliks-α
mengarah ke luar dari sumbu sentral.

38. O O O O O
C H C H C H C H C
N C N C N C N C N C
H H H H H H H H H H
27 ribbon 310 helix α helix π helix
Ikatan hidrogen pada struktur helix

39. Struktur helix
ikatan
hiodrogen

40. Helix ganda tiga Rambut

41.  Konformasi β
Ikatan hidrogen terjadi antara dua rantai polipeptida 
konformasi β yg membtk lembaran yang berlipat (pleated
sheeds)  Sutera (fibroin)
Ikatan hidrogen

42. Struktur TersierStruktur Tersier
 Adalah konformasi tiga-dimensi keseluruhan
 Terdiridarisatusubunit.
 Interaksi antara rantai sisi residu asam amino
dalam protein; - interaksi elektrostatik
- ikatan hidrogen
- interaksi hidrofobik
- ikatan disulfida
 Ranah (domain) tertentu yang terdiri dari
campuran struktur α dan β serta urutan lengkung
yang lebih acak dari struktur sekunder.
 Berbentuk protein globuler dan fibrosa.

43.  Struktur tersier
 Terjadinya pelipatan (folding) rantai α-helix atau
konformasi-βmembentuk protein globular yg struktur 3
dimensinya lebih rumit daripada protein serabut

44. Struktur KuarternerStruktur Kuarterner
 Struktur yang terdiri dari berbagai subunit.
 Subunit disatukan oleh;
- interaksi elektrostatik
- interaksi hidrofobik
- ikatan hidrogen
 Contoh;
Hemoglobin yang mengandung 4 subunitglobin
(α1, α2, β1, β2) yang msg-msg mengandung hem
dan mengikat oksigen.

45.  Struktur kuartener
 Terbentuk karena interaksi antara 2 molekul globular
atau lebih
misal : interaksi antar globin dalam hemoglobin

46. Struktur HemoglobinStruktur Hemoglobin

47. Denaturasi ProteinDenaturasi Protein
 Terjadi bila suatu protein yang berada dalam
bentuk aslinya;
- dipanaskan, berada dalam pH ekstrim, atau
diberi bahan kimia misalnya urea.
 Denaturasi menyebabkan struktur tersier hilang.
 Bila protein tersebut dikembalikan ke kondisi
faali, maka akan melipat kembali secara spontan
ke konformasi aslinya (reversible), serta kembali
berfungsi (renaturasi).
 Bila dipanaskan berlebihan, maka akan merusak
Struktur primer,disebut koagulasi (irreversible).

48. LipidLipid
 Lipid adalah kelompok heterogen yang men-
cakup; lemak, minyak, steroid, malam (wax), dan
senyawa yang berhubungan karena sifat fisiknya
dibandingkan sifat kimianya.
 Sifat:
1. Relatif tidak dapat larut dalam air.
2. Larut dalam pelarut nonpolar, seperti;
eter, kloroform, benzen,alkohol.

49. Kepentingan BiomedisKepentingan Biomedis
 Lemak adalah sumber energi yang efisien.
 Lemak disimpan dalam jaringan adiposa, dimana
berfungsi sebagai insulator panas di dalam
jaringan subkutan.
 Lipid nonpolar sebagai insulator listrik yang
penting dalam perambatan gelombang
depolarisasi secara cepat pada serabut saraf
bermielin.
 Membentuk lipoprotein yang penting sebagai alat
transpor lipid dalam darah.

50. Klasifikasi LipidKlasifikasi Lipid
1. Lipid sederhana:
Ester asam lemak dengan berbagai alkohol
- Lemak; ester asam lemak dgn gliserol.
minyak ialah lemak cair.
- Malam; ester asam lemak dengan alkohol
monohidrat BM tinggi.

51. Klasifikasi LipidKlasifikasi Lipid
2. Lipid komplek:
Ester asam lemak yang mengandung alkohol
beserta gugus lain.
- Fosfolipid; Selain asam lemak dan alkohol,
juga mengandung residu asam fosfat.
Sering mempunyai basa mengandung N &
substituen lain.
Contoh; gliserofosfolipid
sfingofosfolipid

52. Klasifikasi LipidKlasifikasi Lipid
- Glikolipid (Glikosfingolipid);
Lipid yang mengandung asam lemak,
sfingosin, dan karbohidrat.
- Lipid komplek;
Seperti sulfolipid, aminolipid, lipoprotein.
3. Prekursor dan derivat lipid:
Berupa asam lemak, gliserol, steroid, aldehid
lemak, badan keton, hidrokarbon, vitamin larut
lemak, serta hormon.

53.  Lipid netral ialah; asilgliserol (gliserida),
kolesterol, dan ester kolesteril.
 Asam lemak ialah; rantai alifatik lurus dgn sebuah
gugus metil di salah satu ujungnya (Cω) dan
sebuah gugus COO-
di ujung lain.
 Asam lemak bebas ialah; asam lemak yang tidak
teresterifikasi. Biasanya berupa alat transpor
dalam plasma darah.
 Sebagian besar asam lemak dalam tubuh memiliki
jumlah atom C genap, biasanya antara 16 sampai
20.

54. Asam LemakAsam Lemak
Rantai asam lemak terdiri diri:
1. Asam lemak jenuh (Saturated);
Tidak mengandung ikatan rangkap.
2. Asam lemak tak jenuh (Unsaturated);
Mengandung ikatan rangkap.
Terbagi atas;
- Monounsaturated (satu ikatan rangkap)
- Polyunsaturated (dua/lebih ikatan rangkap)

55. Asam Lemak JenuhAsam Lemak Jenuh
NAMA UMUM ATOM C
Asetat 2
Propionat 3
Butirat 4
Valerat 5
Kaproat 6
Laurat 12
Miristat 14
Palmitat 16
Stearat 18

56. Asam Lemak Tak JenuhAsam Lemak Tak Jenuh
*Asam lemak essensial
(tidak bisa disintesis oleh tubuh manusia)
FAMILI NAMA UMUM
16:1;9 ω7 As.palmitoleat
18:1;9 ω9 As. oleat
18:2;9,12 ω6 As. linoleat*
18:3;9,12,15 ω3 As. linolenat*
20:4;5,8,11,14 ω6 As. arakidonat

57. Triasilgliserol(trigliserida)Triasilgliserol(trigliserida)
 Terbentuk bila 3 asam lemak bereaksi dengan 3
gugus OH pada gliserol membentuk ester.
 Selain itu, 1 atau 2 asam lemak juga dapat
bereaksi dengan 1 atau 2 gugus OH pada gliserol
membentuk monoasilgliserol dan diasilgliserol.
 Triasilgliserol jarang mengandung asam lemak
yang sama pada 3 posisi tsb.
 Merupakan bentuk simpanan utama asam lemak
dalam tubuh.

58. Struktur AsilgliserolStruktur Asilgliserol

59. Fosfoasilgliserol/FosfolipidFosfoasilgliserol/Fosfolipid
 Terbentuk bila asam lemak teresterifikasi ke
posisi 1 dan 2 gliserol, ditambah gugus fosforil
pada posisi 3.
 Bila hanya 1 gugus fosfat yang terikat ke posisi 3,
disebut asam fosfatidat.
 Asam fosfatidat adalah zat antara dalam sintesis
triasilgliserol dan fosfoasilgliserol.
 Fosfolipid adalah konstituen lipid utama pada
membran sel.

60. Glikolipid/GlikosfingolipidGlikolipid/Glikosfingolipid
 Penting dalam jaringan saraf.
 Membentuk karbohidrat permukaan sel.
 Mengandung seramida dan satu/lebih gula.
 Galaktosilseramida adalah glikosfingolipid utama
pada otak dan jaringan saraf lain.
Bentuk ini dapat diubah menjadi
sulfogalaktosilseramida (sulfatida) yang terdapat
dalam mielin.

61. SteroidSteroid
 Ialah senyawa yang mengandung inti steroid.
 Inti steroid mirip dgn fenantren (cincin A, B, dan
C) yang ditempeli oleh cincin siklopentana
(cincin D).
 Sumber semua steroid lain dalam tubuh manusia
adalah kolesterol.
 Kolesterol tidak disintesis oleh tumbuhan.
 Kolesterol dapat bereaksi dengan asam lemak
membentuk ester kolesterol.
 Ester kolesterol adalah bentuk penyimpanan
kolesterol dalam sel dan lipoprotein.

62. Lipid AmfipatikLipid Amfipatik
 Amfipatik ialah sifat suatu molekul yang
memiliki bagian hidrofobik (tak larut air) dan
hidrofilik (larut air).
 Molekul ini mengorientasikan dirinya pada
antarpermukaan minyak-air.
 Bagian hidrofobik berinteraksi dengan lemak,
sedangkan bagian hidrofilik berinteraksi dengan
air.
 Contohnya; Pembentukan membran lipid, misel,
emulsi, liposom pada fosfolipid.

63. Struktur Lipid AmfipatikStruktur Lipid Amfipatik
Lipid bilayer Misel

64. KepustakaanKepustakaan
 Marks, DB., Marks, AD., Smith CM. 1996. Basic medical
biochemistry: a clinical approach. Dalam: B.U. Pendit,
penerjemah. Biokimia Kedokteran dasar: Sebuah Pendekatan
Klinis. Eds. J. Suyono., V. Sadikin., L.I. Mandera. Jakarta: EGC,
2000.
 Rodwell,V W., Kennelly PJ. 2003. Amino acids & peptides.
Dalam Harper’s Illustrated Biochemistry. 26th ed. Eds. R.K.
Murray, D.K. Granner, P.A. Mayes, V.W. Rodwell. McGraw-Hill
Companies, New York.

65. KepustakaanKepustakaan
 Mayes, PA., Bender, DA., Botham, KM. 2003. Carbohydrates of
physiologic significance and Lipid of physiologic significance .
Dalam Harper’s Illustrated Biochemistry. 26th ed. Eds. R.K.
Murray, D.K. Granner, P.A. Mayes, V.W. Rodwell. McGraw-Hill
Companies, New York.
 Schumm, DE. 1992. Essentials of biochemistry. Dalam: Moch.
Sadikin, penerjemah. Intisari Biokimia. Jakarta: Bina Aksara,
1993