Metabolisme Sel

Created by Aditya Noor Cahya Perdana, S.Pd., M.Pd. (@adtan
METABOLISME
SELURUH REAKSI KIMIA YANG TERJADI DI DALAM
SEL-SEL TUBUH MAKHLUK HIDUP

MELIPUTI
KATABOLISME
Reaksi pemecahan molekul-molekul besar yang kompleks menjadi
molekul-molekul kecil yang lebih sederhana
ANABOLISME
Reaksi penyusunan molekul-molekul besar dan kompleks dari
molekul-molekul yang lebih kecil dan sederhana

A. Enzim Biokatalisator
Reaksi-reaksi kimia metabolisme terjadi secara cepat. Semua reaksi
tersebut dimungkinkan terjadi karena adanya kerja enzim
Berfungsi meningkatkan kecepatan laju reaksi
kimia, tetapi ia tidak ikut bereaksi
Bersifat spesifik
Artinya, satu jenis enzim hanya dapat
mengatalisis satu jenis reaksi kimia.

KOMPONEN ENZYME
Penyusun utama suatu enzim adalah molekul protein yang disebut
Apoenzim
Enzim memerlukan komponen lain yang disebut kofaktor untuk
dapat bekerja lebih efektif
Kofaktor terbagi menjadi 3 jenis:
1. Gugus prostetik  tipe kofaktor yang biasanya terikat kuat pada
enzim
2. Ko-enzim  kofaktor yang terdiri atas molekul organik
nonprotein yang terikat renggang dengan enzim
3. Ion-ion anorganik

A
B C
D
E

MEKANISME KERJA ENZYME

1
2

LOCK AND KEY
THEORY
Dikemukakan oleh Emil Fischer tahun 1894
Menurut teori ini, enzim bekerja dengan mekanisme kunci
dan anak kunci.
Hanya anak kunci (substrat) dengan ukuran yang sesuai yang
dapat masuk ke lubang kunci (sisi aktif enzim).

INDUCED FIT
THEORY
Ditemukan oleh Daniel Koshland
Teori ini berasumsi bahwa substrat berperan
dalam menentukan bentuk akhir enzim dan
bahwa sebagian enzim bersifat fleksibel
Menurut teori ini, pemutusan atau
penggabungan ikatan kimia akan berjalan
lebih aktif
Pada beberapa enzim, bentuk sisi aktif
berubah pada saat molekul substrat melekat,
yaitu menyesuaikan dengan bentuk substrat

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI
KERJA ENZYME

Suhu
pH
Jumlah enzim
Konsentrasi
substrat
Inhibitor

Aktivitas enzim akan meningkat
seiring dengan meningkatnya suhu
hingga mencapai suhu optimum.
Suhu optimum adalah suhu di mana
enzim dapat bekerja secara
maksimal. Makin jauh di atas suhu
optimum, enzim akan mengalami
denaturasi.
Suhu

Enzim bekerja maksimal pada pH
optimum. pH optimum adalah pH di
mana enzim menyebabkan laju reaksi
yang maksimal. Aktivitas enzim akan
berkurang pada pH sedikit di atas atau
di bawah pH optimum.
pH

Makin banyak jumlah enzim,
makin cepat laju reaksi yang
dikatalisis, hingga mencapai
kecepatan maksimum.
Semakin sedikit jumlah enzyme,
makin lambat laju reaksi yang
dikatalisis
Jumlah enzim

Makin tinggi konsentrasi substrat,
makin cepat laju reaksi yang terjadi
hingga mencapai kecepatan
maksimum. Setelah mencapai
kecepatan maksimum, penambahan
substrat tidak akan mempercepat
laju reaksi sehingga laju reaksi
menjadi konstan.
Konsentrasi
substrat

Inhibitor adalah senyawa kimia yang
menghambat kerja enzim. Makin
banyak jumlah inhibitor, makin lambat
laju reaksi yang dikatalisis oleh suatu
enzim.
Inhibitor

B. ATP (ADENOSINE
TRIPHOSPHATE)
Struktur ATP

ATP (ADENOSINE
TRIPHOSPHATE)
Adenosine triphosphate adalah nukleotida yang terdiri atas suatu basa organik
(adenin), gula dengan 5 atom karbon (ribosa), dan 3 gugus fosfat yang saling
bersambungan.
ATP merupakan senyawa kimia yang sangat penting bagi sel-sel
hidup.
Mengapa
demikian
?
Di dalam ATP tersimpan energi utama yang diperlukan untuk berbagai
aktivitas sel.

Energi dalam ATP dibebaskan
pada saat
pemecahan (hidrolisis) molekul ATP
adenosine diphosphate (ADP)fosfat anorganik (Pi)
hanya dapat terjadi jika
ada enzim
ATP-ase
menjadi

Dari mana sel-sel tubuh dapat memperoleh ATP?
reaksi kimia di dalam tubuh
Diperoleh
dari
merupakan reaksi oksidasi-reduksi
melibatkan unsur-unsur oksigen, hidrogen, dan elektron
Fosforilasi adalah peristiwa penggabungan senyawa fosfat pada suatu
bentuk senyawa kimia.
Berbagai senyawa organik ataupun anorganik dapat digunakan
sebagai sumber energi dan sekaligus sebagai donor elektron
Selama proses oksidasi-reduksi senyawa-senyawa kimia atau
substrat tersebut, terjadi sintesis ATP
Sintesis ATP dari ADP dan fosfat organik tersebut dinamakan
fosforilasi

Katabolisme Karbohidrat  Proses pemecahan/
penguraian Karbohidrat kompleks (polisakarida)
menjadi Karbohidrat sederhana (monosakarida
berupa glukosa) secara enzymatik di saluran
pencernaan dilanjut dengan respirasi dalam sel
untuk menghasilkan energi berupa ATP

C. Katabolisme
1. Katabolisme Karbohidrat
dimulai saat terjadi pencernaan makanan
molekul-molekul karbohidrat
kompleks (polisakarida)
molekul-molekul karbohidrat
sederhana (monosakarida)
diuraikan secara
enzimatis

RESPIRASI
AEROB
peristiwa oksidasi biologis yang menggunakan oksigen
sebagai akseptor (penerima) elektron terakhirnya
Dalam proses ini, oksigen direduksi menjadi air
(H2O)
Elektron dan hidrogen yang bebas mula-mula
ditangkap oleh NAD+ (nicotinamide adenine
dinucleotide: suatu substansi yang berasal dari
vitamin niasin) menjadi NADH2, tetapi selanjutnya
atom hidrogen dan elektron diberikan kepada oksigen
melalui sistem transpor elektron sehingga dihasilkan
kembali NAD+ dan H2O

RESPIRASI
AEROB 1) Glikolisis;
2) Dekarboksilasi Oksidatif (pembentukan asetil koenzim A)
3) Siklus Krebs atau siklus asam sitrat;
4) Transpor elektron
Tahap-tahap penguraian glukosa

GLIKOLISIS

DEKARBOKSILASI OKSIDATIF

SIKLUS KREBS

TRANSPOR ELEKTRON

KATABOLISME LEMAK
1. Katabolisme asam lemak
Asam lemak bebas diaktifkan menjadi asam lemak
palmitat-KoA (asil-KoA), dengan menggunakan 2 ATP
Asil-KoA dibawa menuju mitokondria sel dan
dioksidasi menjadi asetil-KoA
REAKSI β-OKSIDASI

SIKLUS KREBS & T.E
Dalam siklus krebs, asetil-KoA akan dioksidasi
menjadi karbon dioksida

2. Katabolisme Gliserol
Gliserol akan diubah menjadi gliseraldehida 3-fosfat
Gliseraldehida 3-fosfat selanjutnya masuk ke
katabolisme karbohidrat

KATABOLISME PROTEIN
Katabolisme protein dilakukan melalui transminasi
(pemindahan gugus NH2) atau deaminasi
(pembuangan gugus NH2)
Rantai atom karbon berupa asam piruvat, asetil-KoA,
dll yang selanjutnya masuk ke katabolisme
karbohidrat, sedangkan ammonia (NH3) diubah
menjadi urea untuk dibuang melalui sistem ekskresi
Katabolisme protein menghasilkan ATP sejumlah
katabolisme karbohidrat yaitu 38 ATP

RESPIRASI ANAEROB
Katabolisme karbohidrat yang membutuhkan senyawa
selain oksigen sebagai oksidator (penerima electron
terakhir dari reaksi)
Terjadi apabila setelah glikolisis berakhir, sel
mengalami kekurangan oksigen
2 Asam piruvat hasil glikolisis dirubah menjadi 2
asam laktat

ANABOLISME
reaksi PENYUSUNAN SENYAWA KOMPLEKS dari
SENYAWA-SENYAWA SEDERHANA, misalnya sintesis asam
lemak, sintesis asam amino, atau sintesis berbagai metabolit
sekunder lainnya

Fotosintesis
peristiwa PENYUSUNAN SENYAWA KARBON ORGANIK
DARI SENYAWA KARBON ANORGANIK dengan bantuan
ENERGI CAHAYA.
Apakah peran cahaya
matahari dalam
fotosintesis?
Cahaya matahari berperan sebagai sumber energi. Besar kecilnya energi
yang dikandung cahaya bergantung pada panjang gelombangnya.
Cahaya matahari yang dapat digunakan untuk fotosintesis adalah yang
memiliki panjang gelombang tertentu.
Sebagai contoh, klorofl a hanya dapat menyerap secara maksimum
cahaya dengan panjang gelombang sekitar 600-700 nm, sedangkan
klorofl b menyerap cahaya dengan panjang gelombang 400-500 nm

Struktur kloroplast
Granu

Reaksi Terang
Reaksi terang adalah reaksi yang bergantung pada cahaya, dan
terjadi dalam tilakoid (grana)

PROSES FOTOSINTESIS
Reaksi Terang

Tahapan Reaksi Terang
1. Cahaya diterima oleh fotosistem II menyebabkan
fotoeksitasi 4e dari fotosistem II
2. Terjadi fotolisis air, proses pemecahan molekul
air oleh cahaya menurut reaksinya:
3. Oksigen yang dihasilkan dari fotolisis di buang ke
lingkungan atau digunakan untuk respirasi aerob
4. 4e dari fotolisis digunakan untuk menetralkan
fotosistem II
5. 4e yang difotoeksitasi dari fotosistem II dibawa
menuju plastokuinon (pQ), kompleks sitokrom
(cyt) dan plastosianin (pC) (Aliran non-siklik),
sehingga ruang tilakoid bermuatan negative dan
memacu pembentukan ATP (fosforilasi), serta
menyebabkan proton (H+) dari fotolisis air
dipompa keluar membrane tilakoid.
6. Cahaya diterima fotosistem I menyebabkan

Tahapan Reaksi Terang
7. 4e dari fotosistem II yang telah dibawa berjalan
jalan, 2e nya digunakan untuk menetralkan
fotosistem I dan 2e lainnya bersamaan dengan 2e
dari fotosistem I bergerak menuju kompleks
ferredoksin (Fd).
8. 2e yang digunakan menetralkan fotosistem I akan
berputar-putar di sekitar fotosistem I dan kompleks
sitokrom (cyt) (Aliran Siklik).
9. Hasil dari aliran electron:
a. Aliran electron non-siklik
Melibatkan fotosistem II dan I, memacu
pembentukan ATP pada plastosianin (pC) dan
NADPH oleh NADP+ reductase pada kompleks
ferredoksin (Fd)
b. Aliran electron siklik
Melibatkan fotosistem I, memacu pemompaan
+

Reaksi Gelap
Reaksi gelap adalah reaksi yang tidak bergantung pada cahaya, dan
terjadi di stroma

Tahapan Reaksi Gelap
1. Fiksasi Karbon:
• Pengikatan 6 molekul CO2 oleh 6 molekul RuBP
(Ribulosa 1,5 bifosfat)
• Menghasilkan zat intermediet berkarbon 6 dan terurai
menjadi 12 molekul 3-fosfogliserat
2. Reduksi:
• 12 molekul 3-fosfogliserat menangkap gugus fosfat
dari 12 ATP membentuk 12 molekul 1,3-
difosfogliserat
• 12 molekul 1,3-difosfogliserat direduksi oleh 12
NADPH (dari reaksi terang) menjadi 12 molekul
gliseraldehida 3-fosfat
3. Regenerasi RuBP:
• Penyusunan kembali 6 molekul RuBP yang berfungsi
sebagai akseptor CO2 dari 10 molekul gliseraldehida
3-fosfat yang mengikat fosfat
• 2 molekul gliseraldehida 3-fosfat bergabung
membentuk 1 molekul glukosa

Metabolisme Sel

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Metabolisme Sel

Similar to Metabolisme Sel (20)

More from SMA WARGA Surakarta

More from SMA WARGA Surakarta (17)

Recently uploaded

Recently uploaded (9)

Metabolisme Sel

Editor's Notes