Dokumen tersebut membahas tentang oksidasi dan rantai respirasi, termasuk definisi, tujuan, enzim-enzim yang terlibat, dan produksi ATP selama proses fosforilasi oksidatif.
2. 2
Definisi
• Oksidasi = pengurangan elektron / ion H+
• Reduksi = penambahan elektron / ion H+
Oksidasi akan selalu disertai oleh reduksi suatu
akseptor elektron (Prinsip oksidasi-reduksi)
3. 3
• Contoh oksidasi:
• Tujuan Oksidasi Biologi: untuk menghasilkan energi
• Semua zat makanan dapat dioksidasi didalam sel &
selama proses ini berlangsung sejumlah besar energi
dilepaskan.
Fe2+ Fe3+
e
4. Enzim yg terlibat dlm proses oksidasi & reduksi
disebut oksidoreduktase, diklasifikasikan menjadi :
1. Oksidase
2. Dehidrogenase
3. Hidroperoksidase
4. Oksigenase
Coenzymes: NAD+, NADP+, FAD+, FMN+
9. 9
Sitokrom Oksidase
• Adalah hemoprotein dengan gugus prostetik
heme.
• Enzim ini dapat dirusak oleh:
- karbonmonoksida
- sianida
- hidrogen sulfida
10. 10
Flavoprotein
• Kelompok enzim ini memiliki gugus prostetik
flavin mononukleotida (FMN) atau flavin
adenin dinukleotida (FAD).
• Gugus prostetik tsb dibentuk dari riboflavin.
11. 11
2. Dehidrogenase
Memiliki 2 fungsi utama:
1. - Memindahkan H dlm reaksi redoks.
- Sering memakai koenzim NAD+/NADP+
yg membutuhkan niasin.
2. - Sebagai komponen rantai respirasi.
13. 13
3. Hidroperoksidase
• Kelompok enzim ini melindungi tubuh
terhadap peroksida,
• Karena akumulasi peroksida dapat
mencetuskan radikal bebas yg merusak
membran sel.
• Terdiri dari 2 macam enzim:
1. Peroksidase
2. Katalase
14. 14
Peroksidase
• Banyak terdapat dalam susu, leukosit, platelet,
dan jaringan lain yg terlibat dalam
metabolisme eikosanoid.
• Hidrogen peroksida direduksi dengan
mengorbankan substansi seperti; askorbat,
kuinon, & sitokrom C.
16. 16
Peroksidase
Glutation peroksidase dgn gugus
prostetik selenium bekerjasama dengan
glutation tereduksi melindungi
membran lipid & hemoglobin terhadap
oksidasi oleh senyawa peroksida.
17. 17
Katalase
• Enzim ini banyak terdapat dalam;
darah, sumsum tulang, membran mukosa,
ginjal, dan hepar.
• Berfungsi menghancurkan H2O2 yang
terbentuk oleh kerja oksidase.
• Katalase & oksidase ini terdapat di dalam
peroksisom.
19. 19
4. Oksigenase
• Enzim dalam kelompok ini mengkatalisis
pemindahan & inkorporasi (penyatuan)
oksigen ke dalam molekul substrat.
• Terdiri dari:
- Dioksigenase
- Monooksigenase
20. 20
Dioksigenase
• Penyatuan molekul O2 ke substrat.
• Terdiri dari:
1. Enzim yg mengandung Fe, seperti;
- homogentisat dioksigenase
2. Enzim yg menggunakan heme, seperti;
L-triptofan dioksigenase (triptofan
pirolase) dalam hepar
22. 22
Monooksigenase Sitokrom P450
• Enzim ini terdapat dalam mikrosom sel hepar.
• Membutuhkan NADH & NADPH untuk
dioksidasi dalam reaksi yang disebut siklus
hidroksilase.
• Penting untuk hidroksilasi obat-obatan
23. 23
Organisme Autotrofik
• Artinya memberi makan diri sendiri.
• Organisme ini memperoleh pasokan energi
bebas melalui perangkaian metabolisme- nya
dgn proses eksergonik sederhana tertentu
dalam lingkungan sekitarnya.
• Contoh;
Tumbuhan hijau menggunakan energi dari
cahaya matahari untuk fotosintesis.
24. 24
Organisme Heterotrofik
• Artinya tidak mencukupi diri sendiri.
• Adalah organisme yang memperoleh pasokan
energi bebas melalui perangkaian
metabolismenya dgn pemecahan molekul
organik komplek dalam lingkungannya.
• Pada proses ini, ATP (Adenosin Trifosfat)
berperan dalam pemindahan energi bebas dari
proses eksergonik kepada proses endergonik.
25. 25
Adenosin Trifosfat (ATP)
• Adalah nukleotida trifosfat yg mengandung
adenin, ribosa, & 3 gugus fosfat.
• Agar dapat bekerja, ATP membentuk komplek
Mg2+.
• ATP mengandung 2 gugus fosfat-berenergi
tinggi & sebuah fosfat berenergi-rendah
(ikatan ester biasa).
• Gugus fosfat berenergi-tinggi dilambang-kan
sebagai P ̴ ⃝
27. Makanan akan diurai
menjadi mikromolekul yg
dapat diserap dan
digunakan sel utk
menghasilkan ATP.
Makanan berkalori tinggi
akan memproduksi lebih
banyak molekul ATP.
Karbohidrat merupakan
salah satu nutrisi yg dapat
langsung digunakan utk
membuat ATP
1 glukosa = 36 ATP
28. 28
Siklus ATP/ADP
• Berperan untuk menghubungkan proses-
proses yg menghasilkan P-berenergi-tinggi dgn
proses yg menggunakan P-berenergi-tinggi.
• ATP dikonsumsi & dibentuk kembali secara
kontinu.
• Depot ATP/ADP sangat kecil, sehingga hanya
cukup untuk mempertahankan jaringan aktif
dlm waktu beberapa detik saja.
29.
30.
31.
32. 32
Sumber Utama P-berenergi-tinggi
1. Fosforilasi oksidasi;
-Sumber P terbesar dlm organisme aerobik.
-Energi bebasnya berasal dari oksidasi rantai
respirasi.
2. Glikolisis;
-Pembentukan dua P dari hasil katalisis
fosfogliserat kinase & piruvat kinase.
3. Daur Krebs;
-Satu P-berenergi-tinggi dibentuk pada tahap
suksinil tiokinase.
37. 37
Produk ATP pada Fosforilasi Oksidatif
Berdasarkan hipotesis kimiosmotik dari Mitchell
yaitu;
rantai bekerja --> proton dipompa keluar dari
membran dlm mitokondria --> pH antar
membran turun --> proton balik ke dalam
matrik lewat tonjolan ATP-sintase--> fosforilasi
ADP menjadi ATP.
38.
39. 39
Produk ATP pada Fosforilasi Oksidatif
• Diperkirakan satu ATP disintesis setiap dua
proton melewati tonjolan tsb.
• Hasilnya ialah;
- 3 mol. ATP utk oksidasi 1 mol. NADH
- 2 mol. ATP utk oksidasi 1 mol. FADH2
• Laju fosforilasi oksidatif dikendalikan oleh;
NADH, oksigen, ADP
