Kuliah Biokimia Kedokteran dan Farmasi

Dr (Cand). dr. Syazili Mustofa, M. Biomed. Lektor mata kuliah Ilmu Biomedik

Departemen Biokimia, Biologi Molekuler dan Fisiologi Fakultas Kedokteran Universitas Lampung

• Biomolekul atau molekul biologis adalah istilah yang digunakan secara longgar untuk menyebut molekul di dalam tubuh organisme yang berperan penting dalam satu proses biologis tertentu, seperti pembelahan sel, morfogenesis, atau perkembangan.

• juga disebut molekul biologis, • memiliki berbagai ukuran dan struktur • menjalankan berbagai fungsi.

Biomolekul terdiri dari : • Molekul

anorgani (Air, dan mineral)

• Molekul organik

Biomikromolekul Molekul-molekul organik yang umum ditemui dalam mahluk hidup apapun, umumnya dikelompokkan dalam 4 kelompok besar, yaitu

• Glukosa

• asam amino

• Lipid

• bahan buangan hasil metabolisme ex: urea (pada mahluk bersel banyak, mamalia), asam urat, bilirubin, & bahan absorbsi dari makanan ex: glukosa, asam amino, vitamin

Biomikromolekul

Biomikromolekul

• asam urat, bahan buangan yang berasal dari asam nukleat (purin); purin tidak bisa diuraikan secara sempurna menjadi CO2, H2O, NH3, sehingga purin hanya dioksidasi dan dikeluarkan sebagai asam urat (uric acid).

• asam empedu, berasal dari kolesterol dan dibuang dalam jumlah kecil sehingga mungkin terdeposit,

• Bilirubin, hasil pemecahan heme pada hemoglobin • bahan yang dipakai, baik yang disentesis sendiri maupun yang

berasal dari luar, yaitu glukosa, asam amino (asam amino essensial berasal dari absorpsi), lipid (asam lemak) dan vitamin

• senyawa biomikromolekul lain yang jumlah nya kecil, misalnya mediator growth hormon, second messenger (intrasel),

Biomakromolekul

Molekul organik (polymer) yang

berukuran besar & berperan secara

biologis.

Molekul berukuran besar (banyak

jumlahnya) sintetis tidak termasuk

biomakromolekul, karena tidak

berperan secara biologis, seperti

polystyrene (plastik), polyester (kain)

Biomakromolekul

Ada 4, yaitu protein, asam nukleat,

polisakarida, dan lipid membran

Protein, melaksanakan hampir seluruh fungsi kehidupan, kecuali mempertahankan sandi genetik

polisakarida, sangat berperan sebagai cadangan makanan dalam sel, pembentuk strukur membran, berperan sebagai jaringan dasar (ground substance) tempat melekatnya sel-sel satu sama lain pada mahluk multiseluler (fungsi pendukung);

lipid membran, melapisi seluruh permukaan membran sel

Air & Elektrolit

Senyawa yang paling banyak pada mahluk

tingkat organisme utuh maupun sel

hidup, baik pada

± 60-70% dari berat mahluk hidup mulai dari tingkat sel

sampai organisme utuh

Bahan-bahan terlarut dalam air, berukuran kecil, elektrolit

(elektro=berhubungan dengan muatan, lit=cairan) adalah

senyawa yang jika dilarutkan akan pecah menjadi bagian yang

bermuatan + dan -. Contoh : asam, basa, garam

AIR

Untuk memahami air, harus memahami juga peranan

ikatan kimia (dalam membentuk berbagai senyawa)

Senyawa yang paling stabil, tidak dapat mengalami

dekomposisi (penguraian) secara spontan, cepat atau

lambat jika dibiarkan (begitu saja), sangat inert, tidak

mudah bereaksi

Air sangat stabil, karena merupakan senyawa yang tingkat

energi bebasnya paling rendah

Elektrolit yang larut dalam air memiliki peranan (di dalam

sel) : Mempertahankan jumlah air supaya tidak berubah

AIR

Garam-garam monovalen, ex: garam kalium, natrium; sifatnya sangat higroskopis, sehingga keberadaaannya dalam suatu ruang ikut mempertahankan air dan dalam jumlah tertentu dapat

dan mempertahankan ekstrasel.

pH intrasel

Air

di dalam sel terjadi metabolisme, yang hasil akhirnya CO2

dan H2O; dimana hasil antara sebelumnya berupa asam

organik, bahkan pada kondisi tertentu, misal pada keadaan

hipoksia maka akan terbentuk hasil akhir yang berupa asam-

asam organik, ex:

produksi asam laktat meningkat pada keadaan hipoksia,

glukosa dalam konsisi anaerob, hasil metabolit antara nya

etanol( cuka (asam asetat). Jika asam organik ini dibiarkan,

maka dapat mengganggu fungsi biomakromolekul.

Untuk itu pH harus dipertahankan, baik intra sel maupun ekstra sel, dengan bantuan elektrolit. Dengan bantuan

asam-asam organik tadi (umumnya asam larutan buffer

Bekerja membantu fungsi biomikromolekul,

elektrolit (natrium, kalium), lemah) akan membentuk

yaitu oleh elektrolit tertentu terutama Ion-ion yang jumlahnya sangat kecil (mikronutrient). Ex: (1)

Ca, (2) Mg, (3) Zn, (4) Fe & Pb. (valensi > 1)

Kalsium

Sangat diperlukan dalam berbagai proses

biologis yang dilaksanakan oleh protein

tertentu. Contohnya Enzym, yang dalam

menjalankan fungsi biologisnya

memerlukan Ca, ex:

serangkaian eznym yang berperan pada

proses penggumpalan darah

(pembentukan fibrin, oleh rangkaian reaksi

yang dikatalisis oleh 11 enzym yang

bekerja berurutan & 2 faktor non enzym

yaitu ion kalsium).

proses kontraksi otot

impuls saraf, ke neuron

lain/efektor dengan bantuan

kalsium

sekresi sel kelenjar

& eksokrin dengan

kalsium

endokrin

bantuan

Magnesium Magnesium

Fungsi magnesium, berperan sebagai

kation yang akan berikatan dengan

nukleotida, ex ATP. Nukleotida yang

ada dalam sel tidak berada dalam

keadaan asam, tetapi berada dalam

bentuk garam magnesium.

Zinc Zinc

Sangat penting dalam menstabilkan protein-protein tertentu sehingga protein tersebut dapat

mengambil struktur 3 dimensi yang tepat untuk kemudian menjalankan

protein yang mengatur ekspresi gen, faktor transkripsi, yang jumlahnya

ekspresi gen-gen yang berbeda; berbagai faktor transkripsi ini memiliki

fungsi biologisnya. Ex:

banyak & mengatur

struktur 3D yang

sangat mirip, yaitu berbentuk 3 jari (3 fingers), yang dimungkinkan karena peptida yang

panjang td diikat

protein yang ada

dengan senyaw a

oleh Zn.

di permukaan sel (reseptor olfactorius & gustatorius), yang berinteraksi

yang bisa dipersepsi pada proses pengecapan dan penghiduan, memilki

bentuk yang rumit/kompleks yang distabilkan oleh Zn

ferum & cuprum

Ferum & cuprum

Mempunyai peranan yang penting pada

proses yang melibatkan transfer elektron,

proses oksidasi & reduksi

Zat-zat anorganik di atas, elektrolit & ion-ion yang ada

dalam jumlah kecil, memegang peranan yang sangat

penting dalam fungsi biologis, dapat diidentifikasi dan

diukur dan diliat peranannya dalam bentuk interaksi

secara kimia.

Atom

dari suatu materi

elektron The Rutherford-Bohr Model of an Atom

satuan terkecil dari suatu materi yang terdiri atas inti, yang biasanya mengandung proton (muatan+) dan neutron (netral), dan kulit yang berisi muatan negatif yaitu elektron (kecuali pd Hidrogen-1, yg tidak memiliki neutron) punya karekteristik tertentu, yaitu punya jumlah proton dan elektron yang sama (jika tdk sama disebut ion) Unsur adalah nama untuk kumpulan atom yang punya karakter yang sama Sekelompok atom yang memiliki jumlah proton yang sama pada intinya. Jumlah ini disebut sebagai nomor atom unsur.

Ex: semua atom yang memiliki 6 proton pada intinya adalah atom dari unsur kimia karbon, semua atom yang memiliki 92 proton pada intinya adalah atom unsur uranium.

Molekul Molekul adalah gabungan dari beberapa atom unsur, bisa dua atau lebih. Jika gabungan dari atom unsur yang sama jenisnya maka disebut Molekul Unsur, Contohnya: O2, H2, O3, S8 Jika gabungan dari atom unsur yang berbeda jenisnya maka disebut Molekul Senyawa, Contohnya: H2O, CO2, C2H5

Ion

Ion adalah atom yang bermuatan listrik, ion yang bermuatan listrik disebut kation ion yang bermuatan negatif disebut anion.

Sifat kimia senyawa ditentukan oleh elektron terluar dari senyawa Jumlah unsur 118 di tabel periodik, sebagian besar berada dalam bentuk senyawa kecuali atom murni, gas mulia Gas mulia adalah unsur-unsur golongan VIIIA (18) dalam tabel periodik. Disebut mulia karena unsur-unsur ini sangat stabil (sangat sukar bereaksi). Tidak ditemukan satupun senyawa alami dari gas mulia.

Menurut Lewis, kestabilan gas mulia tersebut disebabkan konfigurasi elektronnya yang terisi penuh, yaitu konfigurasi oktet (duplet untuk Helium). Helium, Neon, Argon, Kripton, Xenon, Radon Untuk memenuhi prinsip oktet tesebut, atom-atom harus bekerja sama, baik dengan sesama maupun dengan atom lain, kecuali gas mulia Prinsip oktet harus dipenuhi karena ketika terpenuhi, atom tersebut berada pada tingkat energi bebas yang paling rendah

Ikatan kovalen = ikatan yang terbentuk dari pemakaian elektron kulit terluar, yang dipakai bersama-sama oleh 2 atom yang berikatan, demi mencapai sistem dengan energi bebas terendah Karakteristik interaksi 2 atom yang sama & berbeda H2, O2, N2 (karena karakteristik atom-atom konstituennya sama, maka penggunaan elektron kulit terluar nya secara adil (ikatan kovalen

A l h a m d u l i l l a h