2. 2
Metabolisme
Definisi:
Semua reaksi kimia yang terdapat di dalam sel
Karaketristik sel terhadap lingkungan
Matabolit senyawa yang berperan dalam
metabolisme
Di luar Sel metabolisme berjalan sangat lambat dan
tidak terarah
3. A B C D E F
e1 e2 e3 e4 e5
A= substrat
F= Produk
B, C, D, E = Molekul intermediet
E = enzim
4. 4
Yang termasuk dalam metabolisme :
Transformasi nutrisi
Transformasi energy
Proses sintesis dan degradasi
Ekskresi hasil limbah
Glikoslisis dan siklus kreb merupakan
pusat metabolism
Semua reaksi dikatalisasi enzim
6. Metabolisme intermedier
Rangkaian jalur metabolisme utama
digunakan bersama-sama oleh sebagian
besar organisme
Jalur ini membantu pembentukan,
penghancuran, perubahan metabolit
penting dan konversi energi
6
7. Sel berdasarkan cara organisme memperoleh
kebutuhan energi di bagi menjadi:
Autotrof tumbuhan, beberapa
mikroorganisme
prekursor anorganik organik energi
Fotosintesis anabolik
Heterotrof hewan
organik energi
Katabolik
7
11. 11
Jalur Sintesis dan degradasi tidak terjadi pada satu
waktu
Jalur sintesis selalu memerlukan ATP yang lebih
banyak dibandingkan dengan jalur degradasi.
Jika kedua jalur sintetik dan degradatif terjadi
pada saat yang sama, maka terjadi pemborosan
hidrolisis ATP “futile cycle.”
13. 13
Sifat dan Signifikansi Regulasi Metabolik
• Konservasi energi dan material
• Menjaga keseimbangan metabolik walaupun terjadi
perubahan lingkungan
homeostasis
(contoh: gula darah dijaga agar tetap konstan pada 5 mM)
Kegagalan homeostasis penyakit
• terutama berkaitan dengan jalur kontrol fluks metabolik untuk
mempertahankan kondisi tunak (sel dan organisme ada dalam
kondisi tunak dinamis, yaitu [s] tetap konstan meskipun laju aliran
metabolisme (v) mungkin tinggi dan bervariasi
A S P
v1 v2
14. 14
Flux Metabolik
Laju pemrosesan material melalui jalur metabolik
Flux = aliran metabolit melalui jalur
- Prediksi kuantitatif sistem behavior sebagai
respon sinyal ekternal
15. Prinsip dasar mekanisme
regulasi metabolisme
Aktivitas jalur metabolisme selalu dikontrol
agar memenuhi kebutuhan fisiologik.
Ketersediaan zat-zat pendahulu(metabolit
A) merupakan komponen penting dalam
meregulasi metabolisme
15
16. Ketersediaan metabolit A
dipengaruhi oleh:
Aktivitas jalur metabolisme yang
membentuk A
Aktivitas jalur metabolisme yang
membutuhkan A
Proses transpor
Ketersediaan koenzim
16
17. Aliran metabolit ditentukan oleh aktivitas
enzim
Cara: mengubah aktivitas enzim yang
mengkatalisis langkah yang lambat dari
rantai reaksi.
Kebanyakan jalur metabolisme memiliki
enzim kunci
17
18. Aktivitas enzim kunci dikontrol melalui tiga
tahap yang tidak terikat:
Biosintesis protein enzim
Interkonversi enzim
Modulasi oleh ligan
18
24. 24
Kontrol jalur metabolisme dengan
kadar dan aktivitas enzim
Kadar Enzim
• Konsentrasi setiap enzim bervariasi
• Kadar enzim dikontrol oleh laju sintesis enzim
• Sintesis enzim sering diinduksi atau ditekan dengan ada
atau tidak adanya metabolik
• Laju degradasi enzim mengontrol kadar enzim
27. 27
Pengontrolan aktivitas enzim
Aktivitas katalitik dapat
dikontrol dengan tiga
cara:
1.Konsentrasi substrat.
2.Interaksi reversibel
dengan ligand
3.Modifikasi kovalen
enzim
28. 28
Kontrol aktivitas enzim : regulasi allosterik
•Bersifat irrevirsibel
•Regulator allosentrik
dapat mengakibatkan
regulasi feedback atau
feedforward
•Regulator allosentrik
sering berhubungan
dengan kestabilan energi
sel
•Fungsi tingkat lokal
29. 29
Kontrol aktivitas enzim: modifikasi kovalen
•Modifikasi kovalen
umumnya terjadi pada
langkah terakhir dalam
jalur transduksi
•Memungkinkan jalur
menjadi cepat atau lambat
melalui sinyal triger dalam
jumlah kecil (hormon)
•Lebih lama dibandingkan
dengan regulasi allosterik
•Fungsi : seluruh tubuh
33. 33
Keutamaan fosforilasi
• Umumnya bersifat reversibel
• Dikatalisasi oleh kinase
• Penambahan muatan negatif perubahan interaksi elektrostatik
• Group fosfat juga memiliki efektifitas pada ikatan hidrogen
• Fosforilasi dapat mengubah ikatan substrat dan atau aktivitas
katalitik
36. 36
Regulasi aktivitas enzim melalui
Proteolytic cleavage
Beberapa enzim disintesis
sebagai proenzyme
(zymogen), bentuk inactive
37. Proteolysis
• Zymogens, atau
proenzymes precursors
inaktif enzim
• Pemotongan rantai
perubahan konfirmasi
bersifat irreversibel
mengekspos “active site”
38. 38
Kontrol jalur metabolisme dengan
Kompartementasi
• Sel eukariotik mengandung banyak organel
enzim didistribusikan melalui organel
•Contohnya: RNA polimerase ditemukan di
nukleus dan nukleolus, dimana trasnkripsi
DNA terjadi
•Enzim siklus Kreb mitokondria
•Enzim untuk sintesis asam lemak
sitolasma, sedangkan degradasi
mitokondria
