Makalah ini membahas tentang metabolisme mikrobia yang terdiri dari tiga tahap yaitu glikolisis, aerobik/anaerobik, dan TCA cycle. Glikolisis mengkonversi glukosa menjadi piruvat dengan menghasilkan ATP dan NADH. Piruvat kemudian diubah menjadi asetil-CoA dan masuk ke TCA cycle untuk menghasilkan energi lewat NADH dan FADH2.

1. BAB I
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Dalam kehidupan, mahluk hidup memerlukan energy yang diperoleh
dari proses metabolisme. Metabolisme terjadi pada semua mahluk hidup
termasuk kehidupan mikroba. Pada hewan atau tumbuhan yang berderajat
tinggi enzim yang di sediakan untuk keperluan metabolisme reatif stabil,
selama terjadi perkembangan individu memang terjadi perubahan susunan
enzim, akan tetapi pada pergantian lingkungan perubahan itu sangat kecil.
Metabolisme merupakan serentetan reaksi kimia yang terjadi dalam sel hidup.
Dalam metabolisme ada dua fase yaitu katabolisme dan anabolisme.
Metabolime ini selalu terjadi dalam sel hidup karena di dalam sel hidup
terdapat enzim yang diperlukan untuk membantu berbagai reaksi kimia yang
terjadi. Suatu proses reaksi kimia yang terjadi dapat menghasilkan energi dan
dapat pula memerlukan energi untuk membantu terjadinya reaksi tersebut.
Bila dalam suatu reaksi menghasilkan energi maka disebut reaksi
eksergonik, dan apabila untuk dapat berlangsungnya suatu reaksi diperlukan
energi, reaksi ini disebut reaksi endergonik. Kegiatan metabolisme meliputi
proses perubahan yang dilakukan untuk sederetan reaksi enzim yang
berurutan. Secara singkat kegiatan proses ini disebut transformasi zat. Hasil
kegiatan ini akan dihasilkan nutrien sederhana seperti glukosa, asam lemak
berantai panjang atau senyawa-senyawa aromatik yang dapat digunakan
sebagai bahan untuk proses neosintetik bahan sel.
Proses metabolisme akan menghasilkan hasil metabolisme yang
berfungsi menghasilkan sub satuan makromolekul dari hasil metabolisme yang
berguna sebagai penyediaan tahap awal bagi komponen-komponen sel
menghasilkan dan menyediakan energi yang dihasilkan dari ATP lewat ADP
dengan fosfat. Energi ini sangat penting untuk kegiatan proses lain yang dalam
prosesnya hanya bisa berlangsung kalau tersedia energi.
Metabolisme Mikrobia Page 1

2. Dalam makalah ini akan dibahas khususnya tentang metabolisme
mikroba.
1.2.Tujuan
Adapun tujuan disusunnya makalah ini adalah sebagai berikut :
1) Untuk mengetahui kelompok mikrobia.
2) Untuk mengetahui anabolisme dan katabolisme.
3) Untuk mengetahui tahap metabolisme pada mikrobia.
4) Untuk mengetahui enzim yang terlibat dalam metabolisme.
1.3.Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dari makalah ini adalah sebagai berikut :
1) Kelompok mikrobia.
2) Anabolisme dan katabolisme.
3) Tahap metabolisme pada mikrobia.
4) Enzim yang terlibat dalam metabolisme.
Metabolisme Mikrobia Page 2

3. BAB II
PEMBAHASAN
2.1.Kelompok Bakteri
Menurut cara memperoleh makanan, bakteri dapat dikelompokkan
menjadi bakteri heterotrof dan bakteri autotrof.
1) Bakteri Heterotrof
Bakteri heterotrof adalah bakteri yang hidup dan memperoleh
makanan dari lingkungannya karena tidak dapat membuat makanan
sendiri. Bakteri ini dapat hidup secara saprofit dan parasit.
Bakteri saprofit adalah bakteri yang hidup pada jasad yang sudah
mati, misalnya, sampah, bangkai, atau kotoran. Bakteri ini sering disebut
sebagai bakteri pembersih karena dapat menguraikan sampah-sampah
organik sehingga menguntungkan bagi manusia, contohnya,bakteri
Eschericia coli yang berperan sebagai pembusuk sisa makanan dalam usus
besar dan bakteri Lactobacillus garicus yang berperan dalam pembuatan
yogurt.
Bakteri parasit adalah bakteri yang hidup menumpang pada
makhluk hidup lain. Bakteri ini biasanya bersifat merugikan makhluk
hidup yang ditumpanginya karena dapat menimbulkan penyakit. Contoh
penyakit yang disebabkan oleh bakteri ini, kolera disebabkan oleh bakteri
Vibrio cholerae.
Berdasarkan asal energi yang digunakan, bakteri heterotrof dapat
dibedakan menjadi dua, yaitu bakteri yang bersifat fotoheterotrof dan
bakteri yang bersifat kemoheterotrof. Bakteri fotoheterotrof adalah bakteri
yang sumber energinya berasal dari cahaya matahari, dan sumber
karbonny berasal dari bahan-bahan kimia organik seperti lignin, monomer,
dan komponen-komponen organik lainnya. Sedangkan bakteri
kemoheterotrof, baik sumber energy maupun sumber karbonnya berasal
dari komponen-komponen organic.
Metabolisme Mikrobia Page 3

4. 2) Bakteri Autotrof
Bakteri autotrof adalah bakteri yang dapat membuat makanannya
sendiri. Berdasarkan asal energi yang digunakan, bakteri autotrof dapat
dibedakan menjadi dua, yaitu bakteri yang bersifat kemoautotrof dan
bakteri yang bersifat fotoatotrof. Bakteri kemoautotrof adalah bakteri yang
membuat makanannya dengan bantuan energi yang berasal dari reaksi-
reaksi kimia, misalnya, proses oksidasi senyawa tertentu, serta sumber
karbon dari CO2. Contohnya, bakteri nitrit dengan mengoksidkan NH3,
bakteri nitrat dengan mengoksidkan HNO2, bakteri belerang dengan
mengoksidkan senyawa belerang, Nitosococcus, dan Nitrobacter. Bakteri
fotoautotrof adalah bakteri yang membuat makanannya dengan bantuan
energi yang berasal dari cahaya matahari, dan sumber karbon yang berasal
dari CO2. Bakteri ini adalah bakteri yang mengandung zat warna hijau
sehingga dapat melakukan fotosintesis, seperti tumbuhan hijau. Contohnya
bakteri-bakteri yang mempunyai zat warna, antara lain, dari golongan
Thiorhodaceae (bakteri belerang berzat warna).
Berdasarkan kebutuhan akan oksigen, bakteri dibagi menjadi 2
yaitu bakteri aerob dan anaerob:
1. Bakteri Aerob
Bakteri aerob adalah bakteri yang hidupnya memerlukan oksigen
bebas. Bakteri yang hidup secara aerob dapat memecah gula menjadi
air, CO2, dan energy berupa ATP, NADH, FADH, dan sebagainya.
Bakteri aerob secara obligat adalah bakteri yang mutlak memerlukan
oksigen bebas dalam hidupnya, misalnya, bakteri Nitrosomonas.
2. Bakteri Anaerob
Bakteri anaerob adalah bakteri yang dapat hidup tanpa oksigen bebas,
misalnya, bakteri asam susu, bakteri Lactobacillus bulgaricus, dan
Clostridium tetani. Metabolisme bakteri anaerob akan menghasilkan
produk-produk fermentasi seperti asam, alcohol, CO2 dan sebagainya.
Jika bakteri tersebut dapat hidup tanpa kebutuhan oksigen secara
Metabolisme Mikrobia Page 4

5. mutlak atau dapat hidup tanpa adanya oksigen, bakteri itu disebut
bakteri anaerob fakultatif.
2.2.Anabolisme dan Katabolisme
Metabolisme meliputi semua reaksi kimia yang terjadi pada seluruh
tubuh organisme. Metabolisme berasal dari kata metabole yang artinya
perubahan. Ada dua macam proses dalam metabolisme, yaitu anabolisme dan
katabolisme. Kedua proses metabolisme tersebut merupakan reaksi enzimatis.
Artinya reaksi tersebut melibatkan peranan enzim.
Anabolisme merupakan reaksi kimia yang memerlukan energi untuk
membentuk senyawa kompleks (organik) dari senyawa sederhana (anorganik).
Pada tumbuhan, anabolisme berupa peristiwa fotosintesis dan kemosintesis.
Fotosintesis adalah peristiwa penyusunan zat organik (Karbohidrat) dari H2O
dan CO2 dengan pertolongan energi cahaya. Proses ini hanya terjadi pada
tumbuhan berklorofil. Kemosintesis merupakan proses penyusunan bahan
organic (karbohidrat) dari H2O dan CO2 menggunakan energi pemecahan
senyawa kimia. Kemosintesis dilakukan oleh mikroorganisme seperti bakteri
belerang (Begiota, Thiotrix), bakteri nitrit (Nitrosomonas), bakteri nitrat
(Nitrosobacter), dan bakteri besi (Cladotrix). Pada peristiwa anabolisme terjadi
suatu siklus yang memperlihatkan hubungan antara lingkungan abiotik dengan
dunia kehidupan, seperti: daur nitrogen, daur karbon dan oksigen, daur air,
daur belerang dan daur fosfor.
Katabolisme adalah reaksi kimia yang menghasilkan energi dengan
memecah senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana denagn bantuan
enzim. Dalam tubuh organisme, terdapat ribuan proses kimia yang
berlangsung melibatkjan ribuan enzim. Karena itu, produk suatu enzim bisa
menjadi substrat bagi enzim lainnya. Semua reaksi kimia dalam organisme
hidup diatur dengan mengatur kerja katalisator.
Metabolisme Mikrobia Page 5

6. 2.3. Tahap Metabolisme Mikrobia
1. Glikolisis
Tahap awal metabolisme konversi glukosa menjadi energi di dalam
tubuh akan berlangsung secara aerobik melalui proses yang dinamakan
Glikolisis. Proses glikolisis berlangsung di dalam sitoplasma. Glikolisis
berlangsung dengan mengunakan bantuan enzim yang berfungsi sebagai
katalis di dalam sitoplasma. Inti dari keseluruhan proses Glikolisis adalah
untuk mengkonversi glukosa menjadi produk akhir berupa piruvat.
Pada proses Glikolisis, 1 molekul glukosa yang memiliki 6 atom
karbon pada rantainya (C6H12O6 ) akan terpecah menjadi produk akhir berupa
2 molekul piruvat (pyruvate) yang memiliki 3 atom karbom (C3H3O3). Proses
ini berjalan melalui beberapa tahapan reaksi yang disertai dengan
terbentuknya beberapa senyawa antara seperti Glukosa 6-fosfat dan Fruktosa
6-fosfat.
Selain akan menghasilkan produk akhir berupa molekul piruvat, proses
glikolisis ini juga akan menghasilkan ATP serta NADH. Molekul ATP yang
terbentuk ini kemudian akan diekstrak oleh sel-sel tubuh sebagai komponen
dasar sumber energi. Pada pembentukan Asetil Co-A organisme prokariotik
terjadi dalam sitosol. Proses tersebut menghasilkan NADH dan mengeluarkan
CO2.
2. Aerobik dan Anaerobik
Tahap metabolisme energi berikutnya akan berlangsung pada kondisi
aerobik dengan mengunakan bantuan oksigen (O2). Bila oksigen tidak tersedia
maka molekul piruvat hasil proses glikolisis akan terkonversi menjadi asam
laktat, dengan kata lain sama dengan kondisi an aerobik. Dalam kondisi
aerobik, piruvat hasil proses glikolisis akan teroksidasi menjadi produk akhir
berupa H2O dan CO2 di dalam tahapan proses yang dinamakan respirasi
selular. Proses respirasi selular ini terbagi menjadi 3 tahap utama yaitu
produksi Acetyl-CoA, proses oksidasi Acetyl-CoA dalam siklus asam sitrat
Metabolisme Mikrobia Page 6

7. (Citric-Acid Cycle) serta Rantai Transpor Elektron (Electron Transfer
Chain/Oxidative Phosphorylation).
Pada pembentukan Asetil Co-A organisme prokariotik terjadi dalam
sitosol. Proses tersebut menghasilkan NADH dan mengeluarkan CO2. Tahap
kedua dari proses respirasi selular yaitu Siklus Asam Sitrat merupakan pusat
bagi seluruh aktivitas metabolisme tubuh. Siklus ini tidak hanya digunakan
untuk memproses karbohidrat namun juga digunakan untuk memproses
molekul lain seperti protein dan juga lemak. Siklus Asam Sitrat (Citric Acid
Cycle) berfungsi sebagai pusat metabolisme tubuh. Siklus kreb berfungsi
menghasilkan energy dan berbagai senyawa antara. Senyawa-senyawa antara
tersebut berfungsi untuk sintesis senyawa lain. Adapun hasil akhir TCA
dari 2 asetil Co-A yaitu 4CO2, 2ATP, 6NADH dan 2FADH2. Untuk ETC
elektron yang terdapat di dalam molekul NADH akan mampu untuk
menghasilkan 3 buah molekul ATP sedangkan elektron yang terdapat dalam
molekul FADH2 akan menghasilkan 2 buah molekul ATP. Dalam proses ini
juga terjadi pemompaan elektron dari NADH disertai dengan atom hidrogen
ke luar membran plasma.
Jika tak ada oksigen, sel tidak memliki akseptor elektron alternatif
untuk memproduksi ATP, sehingga terpaksa elektron yang didapatkan dari
glikolisis diangkut oleh senyawa organik, proses ini disebut fermentasi.
Fermentasi alkohol dilakukan oleh ragi dengan cara melepaskan gugus
CO2 dari piruvat melalui dekarboksilasi dan menghasilkan molekul 2 karbon,
asetaldehida. Asetaldehida kemudia menerima elektron dari NADH sehingga
berubah menjadi etanol. Fermentasi alkohol dilakukan oleh tumbuhan.
Fermentasi asam laktat dilakukan oleh sel hewan dengan cara
mentransfer elektron dari NADH kembali ke piruvat sehingga dihasilkan asam
laktat yang menyebabkan pegal-pegal.
3. TCA Cycle (Siklus Krebs)
Siklus asam sitrat atau sering disebut juga siklus Krebs atau siklus
TCA (three carboxylic acid cycle) merupakan suatu urutan reaksi yang
Metabolisme Mikrobia Page 7

8. mengarahkan dua atom karbon pada asetil-CoA teroksidasi menjadi CO2 .
Siklus Asam Sitrat (Citric Acid Cycle) berfungsi sebagai pusat metabolisme
tubuh. Siklus kreb berfungsi menghasilkan energy dan berbagai senyawa
antara. Senyawa-senyawa antara tersebut berfungsi untuk sintesis senyawa
lain. TCA terjadi didalam membrane sel pada organisme prokariot. Setiap kali
oksalo asetat bergabung dengan asetil COA yang berasal dari Piruvat masuk
kedalam siklus akan membentuk senyawa 6 karbon yang dikenal dengan asam
sitrat sehingga dinamakan siklus asam sitrat. Dalam setiap putaran
menghasilkan serangakaian oksidasi menyebabkan terjadinya reduksi NAD
atau FAD dan membebaskan 2 molekul CO2. Jadi senyawa 6 karbon asam
sitrat kembali ke bentuk semula yaitu senyawa 4 karbon oksalo asetat yang
siap bergabung kembali dengan asetat / astil COA. Akhirnya semua senyawa
NADH dan FADH mengalami posforilasi oksidatif dengan melepaskan
elektron melalui serangkain cyticrom ke oksigen menghasilkan air dan 3
molekul ATP untuk setiap pasang elektron dari NADH. Sehingga hasil akhir
yang diperoleh dari TCA yaitu 2 asetil Co-A yaitu 4 CO2, 2 ATP, 6 NADH +
H+ dan 2 FADH2, CTP.
4. Electron Transport Chain (Transpor Elektron) dan PMF
Proses konversi molekul FADH2 dan NADH yang dihasilkan dalam
siklus asam sitrat (citric acid cycle) menjadi energi dikenal sebagai proses
fosforilasi oksidatif (oxidative phosphorylation) atau juga Rantai Transpor
Elektron (electron transport chain) yang terjadi di dalam membran plasma. Di
dalam proses ini, elektron-elektron yang terkandung didalam molekul NADH2
& FADH ini akan dipindahkan ke dalam aseptor utama yaitu oksigen (O2).
Pada akhir tahapan proses ini, elektron yang terdapat di dalam molekul NADH
akan mampu untuk menghasilkan 3 buah molekul ATP sedangkan elektron
yang terdapat dalam molekul FADH2 akan menghasilkan 2 buah molekul
ATP. Dalam proses ini juga terjadi pemompaan elektron dari NADH disertai
dengan atom hidrogen ke luar membran plasma.
Metabolisme Mikrobia Page 8

9. Bersamaan dengan terjadinya ETC, terjadi pula proses yang disebut
Proton Motive Force (PMF). Dalam proses ini terjadi perpindahan proton
Hidrogen (H+) karena berkonsentrasi tinggi yang berada di luar membran
plasma atau dinamakan membrane periplasma. Kemudian H+ akan masuk
kedalam sitoplasma kembali dengan bantuan enzim ATP Synthase.
Pergerakan proton yang masuk kembali ke dalam sitoplasma tersebut
dimanfaatkan sebagai energi untuk membentuk ATP dari ADP + Pi (36-38
ATP/1 mol glukosa).
5. Chemiosmosis
Secara definisi kemiosmosis adalah difusi ion yang melewati suatu
membran. Proses ini berhubungan dengan pembentukan ATP karena
pergerakan ion hidrogen yang melewati membran. Ion hidrogen atau proton
akan mengalami difusi dari tempat yang konsentrasi ion nya tinggi ke tempat
yang konsentrasi ion nya rendah. Proses ini disebut kemiosmosis karena mirip
dengan terjadinya osmosis, yaitu difusi air melewati membran.
Fosforilasi atau pembentukan ATP yang melibatkan peristiwa
kemiosmosis terjadi pada mitokondria dan kloroplas. Di dalam sel, peristiwa
kemiosmosis melibatkan proton motive force (PMF). PMF diawali oleh proses
terjadinya pergerakan elektron pada rantai transpor elektron. Elektron pada
rantai transpor elektron digerakkan dengan adanya pelepasan elektron.
Elektron tersebut dapat berasal dari NADH atau FADH2 yang tereduksi
apabila fosforilasi terjadi pada mitokondria sedangkan pada kloroplas, energi
cahaya memecah molekul air menjadi ion H+ dan oksigen dan juga melepas
elektron. Pergerakan elektron tersebut menimbulkan energi dan energi tersebut
digunakan sebagai pemompa proton. Proton bergerak dari dalam membran ke
membran antara di dalam sel mitokondria atau kloroplas. Pergerakan proton
ke luar membran menyebabkan konsentrasi tinggi pada partikel ion positif,
menyebabkan perbedaan konsentrasi antara di dalam dan di luar membran.
Perbedaan ini menghasilkan gradien elektrokimia. Gradien tersebut
menghasilkan perbedaan tingkat pH dan juga perbedaan tingkat muatan listrik.
Metabolisme Mikrobia Page 9

10. Kedua perbedaan inilah yang disebut PMF. Maka setelah terjadi PMF
bergeraklah proton dari konsentrasi ion H+ yang tinggi ke ion H+ yang rendah
atau bisa disebut dengan difusi ion. Maka terjadilah aliran proton. Aliran
proton ini hanya dapat masuk ke dalam membran melalui enzim ATP synthase
yang membawa cukup energi untuk menggabungkan ADP dan fosfat
anorganik maka terbentuklah ATP.
6. Substrat Level Phosporilasi
Di dalam sitoplasma, yaitu pada kondisi aerob terjadi peristiwa
Glikolisis, di mana terjadi perombakan senyawa-senyawa kompleks menjadi
senyawa yang lebih sederhana seperti protein menjadi asam amino,
karbohidrat menjadi glukosa dan sebagainya (terjadi katabolisme) kemudian
bereaksi membentuk asam piruvat kemudian memasuki Siklus Asam Tri
Karboksilat (TCA Cycle) di luar membran plasma (periplasma). Dari proses
metabolisme ini dihasilkan energi berupa 2 ATP. Dinamakan substrat level
phosporilasi karena terjadi pembentukan senyawa-senyawa / phosphor dengan
menggunakan substrat.
7. Oksidatif Phosporilasi
Proses ini terjadi di dalam periplasma di luar membran plasma pada
kondisi aerob atau terdapat oksigen sehingga disebut Oxidative
Phosphorilation. Pada Oxidative Phosphorilation terjadi peristiwa TCA Cyle
atau Siklus Asam Tri Karboksilat (TCA Cycle) di mana dihasilkan energi
berupa NADH, FADH2, dan GTP yang nilainya merupakan kelipatn dari nilai
ATP. Selanjutnya akan terjadi peristiwa ETC dan PMF dengan bantuan enzim
ATPase yang akan menghasilkan energi berupa ATP. Dinamakan oksidative
phosporilasi karena terjadi pembentukan senyawa-senyawa / phosphor dengan
menggunakan reaksi oksidasi.
Metabolisme Mikrobia Page 10

11. 8. Respirasi
Berdasarkan kebutuhan akan oksigen, respirasi internal dibagi menjadi
respirasi aerobik (memerlukan oksigen) dengan tiga tahap yaitu glikolisis,
siklus Krebs, dan transpor elektron serta respirasi anaerobik (tidak
membutuhkan oksigen) yang menghasilkan fermentasi alkohol, asam laktat,
atau asam sitrat.
Respirasi aerobik memerlukan oksigen untuk menghasilkan energi
(ATP). Karbohidrat, lemak, dan protein dapat semua akan diproses dan
dikonsumsi dan dapat diubah menjadi asam piruvat yang disebut glikolisis
terjadi pada sitoplasma, siklus Krebs dan ETC terjadi dalam membrane sel,
semuanya termasuk dalam respirasi aerob
Reaksi sederhana: C6H12O6 (aq) + 6 O2 (g) → 6 CO2 (g) + 6 H2O (l)
Respirasi anaerob adalah respirasi yang tidak memerlukan oksigen
(O2). Organel yang berperan serta reaksi-reaksi yang terjadi dalam respirasi
anaerob sama seperti yang terjadi pada respirasi aerob. Namun dalam respirasi
anaerob peran oksigen digantikan oleh zat lain, contohnya NO3 dan SO3.
Respirasi anaerob hanya dapat dillakukan oleh mikroorganisme tertentu
contohnya bakteri. Respirasi anaerob terjadi dalam sitoplasma. Respirasi
dimulai dari asam piruvat yang berlanjut pada proses selanjutnya, apabila
tidak ada oksigen akan terjadi respirasi anaerob atau fermentasi.
Jika tak ada oksigen, sel tidak memliki akseptor elektron alternatif
untuk memproduksi ATP, sehingga terpaksa elektron yang didapatkan dari
glikolisis diangkut oleh senyawa organik, proses ini disebut fermentasi.
Fermentasi alkohol dilakukan oleh ragi dengan cara melepaskan gugus
CO2 dari piruvat melalui dekarboksilasi dan menghasilkan molekul 2 karbon,
asetaldehida. Asetaldehida kemudia menerima elektron dari NADH sehingga
berubah menjadi etanol. Fermentasi alkohol dilakukan oleh tumbuhan.
Fermentasi asam laktat dilakukan oleh sel hewan dengan cara
mentransfer elektron dari NADH kembali ke piruvat sehingga dihasilkan asam
laktat yang menyebabkan pegal-pegal.
Metabolisme Mikrobia Page 11

12. Kondisi aerob dan anaerob berhubungan dengan proses yang
berlangsung di dalam dan luar sitoplasma. Proses yang berlangsung di dalam
sitoplasma atau dalam substrat disebut Substat Level Phosphorilation,
sedangkan proses yang berlangsung di luar sitoplasma Oxidative
Phosphorilation.
2.4.Enzim yang Berperan dalam Metabolisme
Semua proses biologis, misalnya : nutrisi, bioenergi dan biosintesis
selalu memerlukan biokatalisator yang disebut enzim.
Reaksi yang terjadi di dalam sel hanya mungkin berlangsung dengan
pertolongan enzim yang dihasilkan oleh sel. Seperti halnya katalisator-
anorganik, enzim dapat mempercepat reaksi kimia dan enzim sendiri tidak
mengalami perubahan atau jumlah enzim sebelum dan sesudah reaksi akan
tetap. Enzim seperti halnya kunci pintu yang dapat membuka daun pintu dari
kusennya dan sebaliknya dapat merapatkan daun pintu dengan kusennya. Di
dalam mikroorganisme, enzim melakukan pengendalian genetis, sintesis
senyawa, analisis senyawa dan lain-lain yang berperan dalam pertumbuhan,
diferensiasi, maupun perkembangan mikroorganisme.
Jumlah enzim di dalam sel sangat sedikit tetapi mempunyai daya yang
sangat besar untuk melakukan perubahan biokimia. Di dalam reaksi enzimatik
(reaksi yang membutuhkan enzim) akan terjadi ikatan sementara antara enzim
dengan substratnya, kemudian ikatan ini akan pecah kembali menjadi hasil
reaksi dan enzim. Enzim yang terlepas kemudian bergabung lagi dengan
substrat lain sehingga terjadi reaksi yang berulang-ulang sampai semua
molekul substrat yang tersedia habis menjadi produk, sehingga enzim
mempunyai mekanisme kerja efisiensi katalitik yang tinggi. Ilustrasi reaksi
dapat digambarkan sebagai berikut :
E + S ↔ ES ↔ E + P
Keterangan : E = enzim ; S = substrat ; ES = ikatan enzim-substrat ; P
= hasil reaksi
Metabolisme Mikrobia Page 12

13. Selain mempunyai efisiensi katalitik yang tinggi, enzim juga
mempunyai spesifikasi substrat yang tinggi. Artinya, sel hanya menghasilkan
satu enzim untuk setiap senyawa dalam proses metabolisme, tetapi perubahan
suatu senyawa menjadi senyawa yang lain biasanya tidak dilakukan oleh satu
enzim tunggal tetapi oleh sekelompok enzim yang disebut sistem enzim yang
bekerja secara berurutan, masing-masing menyebabkan terjadinya suatu reaksi
kimia yang menghasilkan perubahan spesifik pada produk yang dibentuk oleh
reaksi enzimatis yang mendahuluinya. Reaksi terakhir dalam sistem ini
menghasilkan produk akhir.
Untuk menamakan enzim tunggal digunakan akhiran –ase, misalnya :
suksinat dehidrogenase, enzim ini bekerja pada substrat suksinat dalam proses
reaksi dehidrogenasi (mengambilan hidrogen), enzim hidrolase bekerja untuk
menambah molekul air (hidrolisis) untuk memecahkan ikatan kimia substrat.
Untuk penamaan suatu kompleks enzim yang terdiri dari banyak enzim
berdasarkan reaksi-reaksi yang dikatalisis digunakan kata sistem, misalnya
sistem suksinat oksidase, yang mengkatalisis oksidasi asam suksinat oleh
oksigen dalam beberapa langkah reaksi oleh beberapa enzim tunggal.
Klasifikasi enzim hanya diperuntukan enzim tunggal dan bukan untuk sistem
enzim.
Enzim diklasifikasi dalam berbagai kategori sesuai dengan reaksi yang
dikatalisisnya. Menurut komisi enzim persatuan biokimia internasional
(Commission of Enzymes of the International Union of Biochemistry), enzim
dibedakan menjadi enam kelompok, yaitu : oksidoreduktase, transferase,
hidrolase, liase, isomerase, dan ligase.
1. Oksidoreduktase : mengkatalisis reaksi pemindahan elektron atau atom
hidrogen (transfer elektron). Enzim oksidoreduktase melaksanakan reaksi
dan menghasilkan energi. Ada ± 200 jenis oksidoreduktase, penghasilan
energi sering dilakukan oleh enzim dehidrogense dengan membuang
hidrogen juga membuang elektron sehingga dilepaskan energi yang
kemudian dapat ditangkap sel dan disimpan dalam bentuk energi kimia.
Metabolisme Mikrobia Page 13

14. 2. Transferase : mengkatalisis reaksi pemindahan gugusan kimia fungsional
(fosfat, amino, metil,) dari suatu substrat ke substrat lain. Reaksi
pemindahan ini tidak menghasilkan energi, tetapi mengubah substrat
menjadi senyawa yang dapat dioksidasi atau menjadi senyawa yang dapat
digunakan untuk sintesis material sel. Nama kinase digunakan khusus
untuk pemindahan fosfat dari ATP.
3. Hidrolase : mengkatalisis reaksi hidrolisis atau penambahan molekul air
untuk memecahkan ikatan kimia substrat. Disebut hidrolase karena enzim
ini menghidrolisis molekul-molekul besar menjadi komponen-komponen
kecil yang dapat digunakan. Misalnya : amilum, selulose menjadi glukose,
protein menjadi asam amino, lemak menjadi gliserol. Pada
mikroorganisme enzim-enzim ini diekskresikan ke luar tubuh (lingkungan)
sehingga senyawa-senyawa besar di luar tubuh dipecah dulu oleh enzim
menjadi molekul yang lebih kecil atau larut dan dapat memasuki sel
sebagai nutrien. Oleh karena itu enzim hidrolase disebut eksoenzim. Yang
termasuk hidrolase yaitu : selulase (menghidrolisis selulose menjadi
glukose), amilase (menghidrolisis amilum menjadi maltosa), protease
(menghidrolisis protein menjadi asam amino), lipase (menghidrolisis
lemak menjadi gliserol dan asam lemak), dan nuklease (menghidrolisis
RNA dan DNA menjadi molekul yang lebih kecil). Dengan demikian
eksoenzim ini bertanggung jawab terhadap kemampuan mikroorganisme
untuk mengabsorbsi nutrien dari bahan yang ukurannya molekulnya besar.
Beberapa eksoenzim merupakan racun dan menyebabkan mikroorganisme
bersifat penyebab penyakit dengan mengkatalisis reaksi-reaksi yang
merusak komponen sel organisme lain.
4. Liase : mengkatalisis reaksi penambahan gugusan ikatan ganda pada
molekul dan membuang gugusan non-hidrolitik dengan meninggalkan
ikatan ganda. Hal ini umumnya menyangkut pembuangan air (malat →
fumarat + H2O), amoniak (serin → piruvat + NH3 + H2O), dan gugus
karboksil (lisin → verin + CO2.
Metabolisme Mikrobia Page 14

15. 5. Isomerase : mengkatalisis reaksi isomerasi atau pengubahan suatu
senyawa menjadi isomernya (senyawa yang memiliki atom-atom yang
sama tetapi berbeda struktur molekulnya, misal : manosa → fruktosa ;
L_glutamat →D_glutamat).
6. Ligase : mengkatalisis reaksi penggabungan dua molekul menjadi satu
molekul atau pembentukan ikatan disertai pemecahan atau penambahan
ATP (adenin triphosphat)
Sejumlah enzim, terutama yang membuang sebagian molekul substrat
seperti dehidrogenase, liase, dan transferase, memerlukan molekul kedua
untuk menampung molekul yang dibuang dan membawanya ke penerima
lainnya. Molekul pembawa molekul buangan ini disebut koenzim. Enzim
biasanya berupa molekul protein tetapi koenzim bukan protein meskipun
sebagian besar berupa senyawa organik molekul kecil.
Aktivitas enzim dipengaruhi oleh banyak faktor, antara lain :
konsentrasi enzim, kandungan substrat, keasaman (pH), dan suhu. Hubungan
aktivitas enzim dengan konsentrasinya menunjukkan hubungan linier bahwa
semakin tinggi konsentrasi enzim maka aktivitas enzim juga semakin cepat.
Hubungannya dengan kandungan subtrat menunjukan bahwa mula-mula
aktivitasnya naik dengan cepat, kemudian tidak berpengaruh terhadap
pertambahan substrat. Hal ini disebabkan karena konsentrasi enzim yang
terbatas akan menyebabkan jumlah subtrat yang dikatalisis juga terbatas
sehingga pada batas ini, penambahan substrat tidak berpengaruh terhadap
aktivitasnya.
Hubungannya dengan keasaman menunjukan bahwa semakin jauh dari
kondisi kisaran pH normal aktivitasnya semakin menurun, hal ini disebabkan
karena enzim akan aktif dalam keadaan ionisasi yang tepat. Kondisi ionisasi
yang tepat untuk enzim yang berbeda juga berbeda tetapi pada umumnya
berkisar pada daerah netral (6 – 8). Hubungannya dengan suhu menunjukkan
bahwa naiknya suhu akan meningkatkan aktivitas tetapi pada kenaikan suhu
tertentu akan menurunkan aktivitas yang akhirnya menghentikan aktivitas.
Ada tiga pengaruh suhu terhadap aktivitas enzim, yairu suhu minimum, suhu
Metabolisme Mikrobia Page 15

16. optimum, dan suhu maksimum. Suhu minimum menunjukkan suhu dimana
enzim mulai melakukan aktivitas dengan kecepatan minimum pada suhu
rendah. Suhu optimum menunjukkan suhu dimana enzim melakukan aktivitas
maksimum. Suhu maksimum menunjukkan suhu dimana enzim melakukan
aktivitas minimum sebelum mengakhiri aktivitas karena terjadi kerusakan.
Suhu di atas suhu maksimum akan mengakibatkan kerusakan permanen enzim
karena terjadi koogulasi asam amino. Suhu maksimum untuk aktivitas enzim
juga bervariasi tergantung jenis protein dalam enzim, tetapi pada umumnya di
atas 40 oC dan di bawah 70 0C.
Metabolisme Mikrobia Page 16

17. BAB III
PENUTUP
3.1.Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang dapat ditarik dari makalah ini adalah sebagai
berikut :
1. Menurut cara memperoleh makanan, bakteri dapat dikelompokkan menjadi
bakteri heterotrof dan bakteri autotrof. Berdasarkan kebutuhan akan
oksigen, bakteri dibagi menjadi 2 yaitu bakteri aerob dan anaerob.
2. Metabolisme meliputi semua reaksi kimia yang terjadi pada seluruh tubuh
organisme. Ada dua macam proses dalam metabolisme, yaitu anabolisme
dan katabolisme. Kedua proses metabolisme tersebut merupakan reaksi
enzimatis. Artinya reaksi tersebut melibatkan peranan enzim.
3. Tahapan metabolisme mikrobia yaitu Glikolisis, aerobik dan anaerobik,
siklus krebs, transpor elektron, kemiosmosis, substrat level phospolirasi,
oksidatif phospolirasi, dan respirasi.
4. Enzim diklasifikasi dalam berbagai kategori sesuai dengan reaksi yang
dikatalisisnya. Menurut komisi enzim persatuan biokimia internasional
(Commission of Enzymes of the International Union of Biochemistry),
enzim dibedakan menjadi enam kelompok, yaitu : oksidoreduktase,
transferase, hidrolase, liase, isomerase, dan ligase.
3.2.Saran
Adapun saran yang dapat disarankan adalah semoga makalah ini dapat
memberikan pengetahuan yang bermanfaat bagi pembaca dan dapat diterapkan
serta diaplikasikan dalam kehidupan.
Metabolisme Mikrobia Page 17

18. DAFTAR PUSTAKA
Anonim1. 2009. Metabolisme Bakteri.
http://agushome.blogspot.com/2009/07/metabolisme-bakteri.html (Diakses
14 April 2012)
Anonim2. 2011. Metabolisme Mikroba.
http://p3cell.blogspot.com/2011/07/metabolisme-mikroba.html (Diakses
14 April 2012)
Anonim3. 2012. Makalah Metabolisme Mikrobia.
http://blog.ub.ac.id/abdullahelg10/2012/04/10/makalah-metabolisme-
mikrobia/ (Diakses 14 April 2012)
Purnomo, Bambang. 2004. Bahan Kuliah Dasar-dasar Mikrobiologi. Google
Jurnal Filetype:PDF. (Diakses 18 April 2012)
Metabolisme Mikrobia Page 18