biokimia 2

download biokimia 2

of 15

Transcript of biokimia 2

Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerobik (tanpa oksigen). Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentuk respirasi anaerobik, akan tetapi, terdapat definisi yang lebih jelas yang mendefinisikan fermentasi sebagai respirasi dalam lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor elektron eksternal. Gula adalah bahan yang umum dalam fermentasi. Beberapa contoh hasil fermentasi adalah etanol, asam laktat, dan hidrogen. Akan tetapi beberapa komponen lain dapat juga dihasilkan dari fermentasi seperti asam butirat dan aseton. Ragi dikenal sebagai bahan yang umum digunakan dalam fermentasi untuk menghasilkan etanol dalam bir, anggur dan minuman beralkohol lainnya. Respirasi anaerobik dalam otot mamalia selama kerja yang keras (yang tidak memiliki akseptor elektron eksternal), dapat dikategorikan sebagai bentuk fermentasi yang mengasilkan asam laktat sebagai produk sampingannya. Akumulasi asam laktat inilah yang berperan dalam menyebabkan rasa kelelahan pada otot.

Daftar isi[sembunyikan]

1 Sejarah o 1.1 1. Fermentasi alkohol o 1.2 2. Fermentasi asam laktat o 1.3 3 Fermentasi asam cuka 2 Reaksi 3 Sumber energi dalam kondisi anaerobik 4 Fermentasi makanan 5 Lihat pula

[sunting] SejarahAhli Kimia Perancis, Louis Pasteur adalah seorang zymologist pertama ketika di tahun 1857 mengkaitkan ragi dengan fermentasi. Ia mendefinisikan fermentasi sebagai "respirasi (pernapasan) tanpa udara". Pasteur melakukan penelitian secara hati-hati dan menyimpulkan, "Saya berpendapat bahwa fermentasi alkohol tidak terjadi tanpa adanya organisasi, pertumbuhan dan multiplikasi sel-sel secara simultan..... Jika ditanya, bagaimana proses kimia hingga mengakibatkan dekomposisi dari gula tersebut... Saya benar-benar tidak tahu". Ahli kimia Jerman, Eduard Buchner, pemenang Nobel Kimia tahun 1907, berhasil menjelaskan bahwa fermentasi sebenarnya diakibatkan oleh sekeresi dari ragi yang ia sebut sebagai zymase. Penelitian yang dilakukan ilmuan Carlsberg (sebuah perusahaan bir) di Denmark semakin meningkatkan pengetahuan tentang ragi dan brewing (cara pembuatan bir). Ilmuan Carlsberg tersebut dianggap sebagai pendorong dari berkembangnya biologi molekular.

Fermentasi ada tiga, yaitu :

[sunting] 1. Fermentasi alkoholFermentasi alkohol merupakan suatu reaksi pengubahan glukosa menjadi etanol (etil alkohol) dan karbondioksida. Organisme yang berperan yaitu Saccharomyces cerevisiae (ragi) untuk pembuatan tape, roti atau minuman keras. Reaksi Kimia: C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 2 ATP

[sunting] 2. Fermentasi asam laktatFermentasi asam laktat adalah respirasi yang terjadi pada sel hewan atau manusia, ketika kebutuhan oksigen tidak tercukupi akibat bekerja terlalu berat Di dalam sel otot asam laktat dapat menyebabkan gejala kram dan kelelahan. Laktat yang terakumulasi sebagai produk limbah dapat menyebabkan otot letih dan nyeri, namun secara perlahan diangkut oleh darah ke hati untuk diubah kembali menjadi piruvat.

[sunting] 3 Fermentasi asam cukaMerupakan suatu contoh fermentasi yang berlangsung dalam keadaan aerob. fermentasi ini dilakukan oleh bakteri asam cuka (acetobacter aceti) dengan substrat etanol. Energi yang dihasilkan 5 kali lebih besar dari energi yang dihasilkan oleh fermentasi alkohol secara anaerob.

[sunting] ReaksiReaksi dalam fermentasi berbeda-beda tergantung pada jenis gula yang digunakan dan produk yang dihasilkan. Secara singkat, glukosa (C6H12O6) yang merupakan gula paling sederhana , melalui fermentasi akan menghasilkan etanol (2C2H5OH). Reaksi fermentasi ini dilakukan oleh ragi, dan digunakan pada produksi makanan. Persamaan Reaksi Kimia C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 2 ATP (Energi yang dilepaskan:118 kJ per mol) Dijabarkan sebagai Gula (glukosa, fruktosa, atau sukrosa) Alkohol (etanol) + Karbon dioksida + Energi (ATP) Jalur biokimia yang terjadi, sebenarnya bervariasi tergantung jenis gula yang terlibat, tetapi umumnya melibatkan jalur glikolisis, yang merupakan bagian dari tahap awal respirasi aerobik pada sebagian besar organisme. Jalur terakhir akan bervariasi tergantung produk akhir yang dihasilkan.

[sunting] Sumber energi dalam kondisi anaerobikFermentasi diperkirakan menjadi cara untuk menghasilkan energi pada organisme purba sebelum oksigen berada pada konsentrasi tinggi di atmosfer seperti saat ini, sehingga fermentasi merupakan bentuk purba dari produksi energi sel. Produk fermentasi mengandung energi kimia yang tidak teroksidasi penuh tetapi tidak dapat mengalami metabolisme lebih jauh tanpa oksigen atau akseptor elektron lainnya (yang lebih highly-oxidized) sehingga cenderung dianggap produk sampah (buangan). Konsekwensinya adalah bahwa produksi ATP dari fermentasi menjadi kurang effisien dibandingkan oxidative phosphorylation, di mana pirufat teroksidasi penuh menjadi karbon dioksida. Fermentasi menghasilkan dua molekul ATP per molekul glukosa bila dibandingkan dengan 36 ATP yang dihasilkan respirasi aerobik. "Glikolisis aerobik" adalah metode yang dilakukan oleh sel otot untuk memproduksi energi intensitas rendah selama periode di mana oksigen berlimpah. Pada keadaan rendah oksigen, makhluk bertulang belakang (vertebrata) menggunakan "glikolisis anaerobik" yang lebih cepat tetapi kurang effisisen untuk menghasilkan ATP. Kecepatan menghasilkan ATP-nya 100 kali lebih cepat daripada oxidative phosphorylation. Walaupun fermentasi sangat membantu dalam waktu pendek dan intensitas tinggi untuk bekerja, ia tidak dapat bertahan dalam jangka waktu lama pada organisme aerobik yang kompleks. Sebagai contoh, pada manusia, fermentasi asam laktat hanya mampu menyediakan energi selama 30 detik hingga 2 menit. Tahap akhir dari fermentasi adalah konversi piruvat ke produk fermentasi akhir. Tahap ini tidak menghasilkan energi tetapi sangat penting bagi sel anaerobik karena tahap ini meregenerasi nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+), yang diperlukan untuk glikolisis. Ia diperlukan untuk fungsi sel normal karena glikolisis merupakan satu-satunya sumber ATP dalam kondisi anaerobik.

[sunting] Fermentasi makananPembuatan tempe dan tape (baik tape ketan maupun tape singkong atau peuyeum) adalah proses fermentasi yang sangat dikenal di Indonesia. Proses fermentasi menghasilkan senyawa-senyawa yang sangat berguna, mulai dari makanan sampai obat-obatan. Proses fermentasi pada makanan yang sering dilakukan adalah proses pembuatan tape, tempe, yoghurt, dan tahu.http://id.wikipedia.org/wiki/Fermentasi

Biokimia adalah kimia makhluk hidup. Biokimiawan mempelajari molekul dan reaksi kimia terkatalisis oleh enzim yang berlangsung dalam semua organisme. Lihat artikel biologi molekular untuk diagram dan deskripsi hubungan antara biokimia, biologi molekular, dan genetika. Biokimia merupakan ilmu yang mempelajari struktur dan fungsi komponen selular, seperti protein, karbohidrat, lipid, asam nukleat, dan biomolekul lainnya. Saat ini biokimia lebih terfokus secara khusus pada kimia reaksi termediasi enzim dan sifat-sifat protein. Saat ini, biokimia metabolisme sel telah banyak dipelajari. Bidang lain dalam biokimia di antaranya sandi genetik (DNA, RNA), sintesis protein, angkutan membran sel, dan transduksi sinyal.

Daftar isi[sembunyikan]

1 Perkembangan biokimia 2 Biomolekul o 2.1 Karbohidrat o 2.2 Lipid o 2.3 Protein o 2.4 Asam nukleat 3 Karbohidrat o 3.1 Monosakarida o 3.2 Disakarida o 3.3 Oligosakarida dan polisakarida o 3.4 Penggunaan karbohidat sebagai sumber energi 3.4.1 Glikolisis (anaerob) 3.4.2 Aerob 3.4.3 Glukoneogenesis 4 Protein 5 Lipid 6 Asam nukleat 7 Lihat pula 8 Pranala keluar 9 Referensi

[sunting] Perkembangan biokimiaKebangkitan biokimia diawali dengan penemuan pertama molekul enzim, diastase, pada tahun 1833 oleh Anselme Payen. Tahun 1828, Friedrich Whler menerbitkan sebuah buku tentang sintesis urea, yang membuktikan bahwa senyawa organik dapat dibuat secara mandiri. Penemuan ini bertolak belakang dengan pemahaman umum pada waktu itu yang meyakini bahwa senyawa

organik hanya bisa dibuat oleh organisme. Istilah biokimia pertama kali dikemukakan pada tahun 1903 oleh Karl Neuber, seorang kimiawan Jerman. Sejak saat itu, biokimia semakin berkembang, terutama sejak pertengahan abad ke-20, dengan ditemukannya teknik-teknik baru seperti kromatografi, difraksi sinar X, elektroforesis, RMI (nuclear magnetic resonance, NMR), pelabelan radioisotop, mikroskop elektron, dan simulasi dinamika molekular. Teknik-teknik ini memungkinkan penemuan dan analisis yang lebih mendalam berbagai molekul dan jalur metabolik sel, seperti glikolisis dan siklus Krebs. Perkembangan ilmu baru seperti bioinformatika juga banyak membantu dalam peramalan dan pemodelan struktur molekul raksasa. Saat ini, penemuan-penemuan biokimia digunakan di berbagai bidang, mulai dari genetika hingga biologi molekular dan dari pertanian hingga kedokteran. Penerapan biokimia yang pertama kali barangkali adalah dalam pembuatan roti menggunakan khamir, sekitar 5000 tahun yang lalu. Penemuan penting lain di bidang biokimia adalah penemuan gen dan perannya dalam mentransfer informasi di dalam sel. Bagian biokimia ini terkadang juga disebut dengan biologi molekuler. Pada tahun 1950-an, James D. Watson, Francis Crick, Rosalind Franklin, dan Maurice Wilkins menemukan bagaimana struktur DNA dan mencoba mencari hubungannya dengan transfer informasi genetik. Pada tahun 1958, George Beadle dan Edward Tatum berhasil memenangkan Hadiah Nobel akibat penelitian mereka mengenai jamur yang menunjukkan bahwa satu gen memproduksi satu enzim. Pada tahun 1988, Colin Pitchfork adalah orang pertama yang terbukti melakukan tindak kriminal melalui bukti DNA. Belum lama ini, Andrew Z. Fire dan Craig C. Mello memenangkan Hadiah Nobel pada tahun 2006 atas penemuan fungsi dari RNA interferensi (RNAi).

[sunting] BiomolekulAda 4 kelas molekul utama dalam biokimia yaitu: karbohidrat, lipid, protein, dan asam nukleat. Banyak molekul biologi merupakan "polimer": dalam kasus ini, monomer adalah mikromolekul yang relatif kecil yang bergabung menjadi satu untuk membentuk makromolekul-makromolekul, yang kemudian disebut sebagai "polimer". Ketika banyak monomer bergabung untuk mensintesis sebuah polimer biologis, mereka melalui proses/tahap yang disebut dengan sintesis dehidrasi.

[sunting] KarbohidratArtikel utama untuk bagian ini adalah: Karbohidrat, Monosakarida, Disakarida, dan Polisakarida

Sebuah molekul sukrosa (glukosa + fruktosa), sebuah disakarida.

Karbohidrat tersusun dari monomer yang disebut sebagai monosakarida. Contoh dari monosakarida adalah glukosa (C6H12O6), fruktosa (C6H12O6), dan deoksiribosa (C5H10O4). Ketika 2 monosakarida melalui proses sintesis dehidrasi, maka air akan terbentuk, karena 2 atom hidrogen dan satu atom oksigen telepas dari 2 gugus hidroksil monosakarida.

[sunting] LipidArtikel utama untuk bagian ini adalah: Lipid, Gliserol, dan Asam lemak

Sebuah trigliserida dengan satu molekul gliserol (kiri) dan 3 molekul asam lemak. Lipid biasanya terbentuk dari satu molekul gliserol yang bergabung dengan molekul lain. Di trigliserida, ada satu mol gliserol dan tiga molekul asam lemak. Asam lemak merupakan monomer disini. Lipid, terutama fosfolipid, juga digunakan di beberapa produk obat-obatan, misalnya sebagai bahan pelarut (contohnya di infus parenteral) atau sebagai komponen pembawa obat (contohnya di liposom atau transfersom).

[sunting] ProteinArtikel utama untuk bagian ini adalah: Protein dan Asam amino

Struktur umum dari asam -amino, dengan grup amino di sebelah kiri dan grup karboksil di sebelah kanan. Protein merupakan molekul yang sangat besar-atau makrobiopolimer- yang tersusun dari monomer yang disebut asam amino. Ada 20 asam amino standar, yang masing-masing terdiri dari sebuah gugus karboksil, sebuah gugus amino, dan rantai samping (disebut sebagai grup "R"). Grup "R" ini yang menjadikan setiap asam amino berbeda, dan ciri-ciri dari rantai samping ini akan berpengaruh keseluruhan terhadap suatu protein. Ketika asam amino bergabung, mereka membentuk ikatan khusus yang disebut ikatan peptida melalui sintesis dehidrasi, dan menjadi Polipeptida, atau protein.

[sunting] Asam nukleatArtikel utama untuk bagian ini adalah: Asam nukleat, DNA, RNA, dan Nukleotida

Struktur dari asam deoksiribosa nukleat (DNA), gambar ini menunjukkan monomernya diletakkan bersamaan. Asam nukleat adalah molekul yang membentuk DNA, substansi yang sangat penting yang digunakan oleh semua organisme seluler untuk menyimpan informasi genetik. Jenis asam nukleat yang paling umum adalah asam deoksiribosa nukleat dan asam ribonukleat. Monomernya disebut nukleotida. Nukleotida yang paling umum diantaranya Adenin, Sitosin, Guanin, Timin, dan Urasil. Adenin berpasangan dengan timin dan urasil, timin hanya berpasangan dengan adenin; sitosin dan guanin hanya dapat berpasangan satu sama lain.

[sunting] KarbohidratArtikel utama untuk bagian ini adalah: Karbohidrat Fungsi dari karbohidrat adalah sebagai pembangun dan sumber energi. Gula merupakan karbohidrat, tapi tidak semua karbohidrat adalah gula. Jumlah karbohidrat di bumi lebih banyak daripada jumlah biomolekul manapun.

[sunting] Monosakarida

Glukosa, atau juga dikenal dengan gula darah. Tipe karbohidrat yang paling sederhana adalah monosakarida, yang biasanya terdiri dari atom karbon, hidrogen, dan oksigen, kebanyakan dengan perbandingan 1:2:1 (formula umumnya CnH2nOn, dimana n paling kecil adalah 3). Glukosa, salah satu karbohidrat yang paling penting,

merupakan contoh dari monosakarida. Juga termasuk dengan fruktosa, gula yang biasanya ditemukan dalam manisnya buah-buahan.[1][a] Beberapa karbohidrat (terutama setelah kondensasi menjadi oligo- dan polisakarida) memiliki jumlah karbon yang relatif lebih rendah daripada H dan O. Monosakarida dapat dikelompokkan ke aldosa (mempunyai grup aldehida di akhir rantainya, contohnya glukosa) dan ketosa (mempunyai grup keton di rantainya, contohnya fruktosa).

[sunting] Disakarida

Sukrosa: gula tebu dan mungkin karbohidrat yang paling dikenal. Dua monosakarida dapat bergabung menjadi satu melalui sintesis dehidrasi. Maka, akan dilepaskan satu atom hidrogen dan satu grup hidroksil (OH-). Atom hidrogen dan hidroksil akan bergabung dan membentuk molekul air (H-OH atau H2O), maka dari itu disebut "dehidrasi". Molekul baru ini disebut "disakarida". Reaksinya pun bisa berbalik arah (reaksi pemecahan), dengan menggunakan satu molekul air untuk memecah satu molekul disakarida, maka akan memecah ikatan glikosidik pada disakarida. Reaksi inilah yang disebut dengan hidrolisis. Jenis disakarida yang paling dikenal adalah sukrosa atau yang biasanya kita kenal dengan gula tebu. Satu molekul sukrosa terdiri dari satu molekul glukosa dan satu molekul fruktosa. Disakarida yang lain contohnya laktosa, terdiri dari satu molekul glukosa dan satu molekul galaktosa. Di dalam tubuh, dikenal adanya enzim laktase yang memecah laktosa menjadi glukosa dan galaktosa. Biasanya, pada orang berusia lanjut, produksi laktase semakin sedikit dan akibatnya adalah penyakit intoleransi laktosa.

[sunting] Oligosakarida dan polisakarida

Selulosa sebagai polimer -D-glukosa Ketika beberapa (sekitar 3-6) monosakarida bergabung menjadi satu, maka akan disebut sebagai oligosakarida (oligo- artinya "sedikit"). Jika banyak monosakarida bergabung menjadi satu, maka akan disebut sebagai polisakarida. Monosakarida dapat bergabunf membentuk satu rantai panjang, atau mungkin bercabang-cabang. 2 jenis polisakarida yang paling dikenal adalah selulosa dan glikogen, dua-duanya terdiri dari monomer glukosa.

Selulosa dibuat oleh tumbuhan dan merupakan komponen penting yang membentuk dinding sel. Manusia tidak bisa membuat ataupun mencerna selulosa. Glikogen, atau nama lainnya adalah gula otot, digunakan oleh manusia dan hewan sebagai sumber energi.

[sunting] Penggunaan karbohidat sebagai sumber energiArtikel utama untuk bagian ini adalah: Metabolisme karbohidrat Glukosa merupakan sumber energi utama bagi makhluk hidup. Contohnya, polisakarida akan dipecah menjadi monomer-monomernya (fosforilase glikogen akan membuang residu glukosa dari glikogen). Disakarida seperti laktosa atau sukrosa akan dipecah menjadi 2 komponen monosakaridanya. [sunting] Glikolisis (anaerob) Glukosa akan dicerna dalam tubuh dalam reaksi respirasi. Tahapan pertama dalam reaksi respirasi adalah glikolisis. Tahapan glikolisis dimulai dari satu molekul glukosa sampai tahap akhirnya akan dihasilkan 2 molekul piruvat. Tahap ini juga akan menghasilkan 2 ATP dan memberikan dua elektron dan satu hidrogen pada NAD+ sehingga menjadi NADH. Tahap ini tidak membutuhkan oksigen. Jika persediaan oksigen dalam tubuh tidak cukup, maka NADH akan digunakan untuk mengubah piruvat menjadi asam laktat (dalam tubuh manusia]] atau menjadi etanol dan karbon dioksida. [sunting] Aerob Dalam respirasi aerob, sel yang mendapat cukup oksigen, piruvat yang dihasilkan dari tahap glikolisis akan dicerna kembali dan diubah menjadi Asetil Ko-A. Piruvat akan membuang satu atom karbonnya (menjadi karbon dioksida) dan akan memberikan elektronnya lagi pada NAD+ sehingga menjadi NADH. 2 molekul Asetil Ko-A akan memasuki tahap siklus Krebs, dan akan menghasilkan lagi 2 ATP, 6 molekul NADH, dan 2 ubiquinon (FADH2), serta karbon dioksida. Energi di NADH dan FADH2 nantinya akan digunakan di transpor elektron. Energi ini dipakai dengan cara dilepaskannya elektron dan H+ dari NADH dan FADH2 secara bertahap di sistem transpor elektron. Sistem transpor elektron akan memompa H+ keluar dari membran dalam mitokondria. Konsentrasi H+ di luar membran dalam mitokondria akan menyebabkan gradien proton, sehingga H+ akan masuk kembali ke membran dalam mitokondria melalui ATP sintase. Oksigen bertugas sebagai penerima elektron akhir, sehingga proses pembentukan ATP terus berlanjut. Oksigen yang bergabung dengan H+ akan membentuk air. NAD+ dan FAD akan digunakan kembali dalam sistem respirasi, seperti yang telah dijelaskan sebelumnya. Hal ini yang menyebabkan mengapa kita menghirup oksigen dan melepaskan karbon dioksida. Dalam 1 molekul glukosa akan dihasilkan total 36 ATP, dan satu ATP dapat melepaskan 7,3 kilokalori. [sunting] Glukoneogenesis Artikel utama untuk bagian ini adalah: Glukoneogenesis

Dalam tubuh vertebrata, otot lurik yang dipaksa bekerja keras (misalnya selagi angkat beban atau lari), tidak akan mendapatkan oksigen yang cukup sehingga akan melakukan metabolisme anaerob, maka akan mengubah glukosa menjadi asam laktat. Organ hati akan menghasilkan kembali glukosa tersebut, melalui proses yang dinamakan glukoneogenesis. Proses glukoneogenesis sebenarnya membutuhkan energi 3 kali lebih banyak daripada yang dihasilkan dalam proses glikolisis (ada 6 ATP yang dibuat, sedangkan glikolisis hanya menghasilkan 2 ATP).

[sunting] ProteinArtikel utama untuk bagian ini adalah: Protein

Skema dari hemoglobin. Pita warna merah dan biru adalah protein globin; sedangkan struktur hijau adalah grup heme. Seperti karbohidrat, beberapa protein juga memiliki fungsi vital dalam tubuh. Contohnya, pergerakan dari protein aktin dan miosin sangat berperan bagi kontraksi otot lurik. Salah satu ciri dari kebanyakan protein adalah mereka hanya dapat mengikat secara spesifik, hanya satu molekul tertentu atau satu grup molekul, sehingga sangat selektif. Antibodi adalah satu contoh protein yang hanya dapat mengikat satu tipe molekul saja. Salah satu jenis protein yang paling penting adalah enzim. Molekul enzim hanya dapat mengenali satu jenis molekul reaktan saja, reaktan ini disebut sebagai substrat. Enzim akan mengkatalis reaksi, sehingga energi aktivasi akan menurun, dan kecepatan reaksi dapat berlangsung lebih cepat sampai 1011 kalinya. Sebuah reaksi mungkin akan memakan waktu 3.000 tahun untuk betul-betul selesai, tapi dengan enzim mungkin menjadi kurang dari satu detik. Enzim sendiri tidak digunakan dalam proses reaksinya, sehingga akan langsung mengkatalis substrat lainnya. Pada dasarnya, protein terdiri dari rantai asam amino. Sebuah asam amino terdiri dari satu atom karbon yang berikatan dengan 4 grup. Grup pertama dalah gugus amino, NH2, grup kedua adalah asam karboksilik, COOH (meskipun eksisnya sebagai NH3+ dan COO dalam kondisi fisiologis). Grup yang ketiga adalah atom hidrogen. Grup yang keempat biasanya disingkat sebagai "R", dan grup inilah yang membedakan antar asam amino. Ada 20 macam asam amino standar. Beberapa dari mereka mempunyai fungsi sendiri-sendiri, misalnya, fungsi glutamat adalah sebagai neurotransmiter.

Asam amino (1) dalam bentuk netral, (2) dalam bentuk fisiologis, dan (3) dalam bentuk gabungan bersama sebagai dipeptida. Asam amino dapat bergabung melalui ikatan peptida. Dalam sintesis dehidrasi ini, sebuah molekul air akan dilepaskan dan ikatan peptida akan menghubungkan atom nitrogen dari asam amino yang satu dengan atom karbon dari gugus asam karboksil lain. Maka, hasilnya adalah dipeptida. Rangkaian beberapa asam amino (biasanya lebih kecil dari 30) disebut polipeptida. Untuk rangkaian yang lebih panjang, biasanya disebut sebagai protein. Sebagai contoh, protein albumin pada plasma darah terdiri dari 585 residu asam amino. Struktur dari protein bisa dijelaskan melalui empat tingkatan. Struktur utama dari protein terdiri dari rangkaian linear asam amino, misalnya, "alanin-glisin-triptofan-serin-glutamat-asparaginglisin-lisin-". Struktur sekunder lebih kepada morfologi lokal. Beberapa kombinasi dari asam amino akan cenderung membentuk gulungan yang disebut dengan -helix atau menjadi lembaran yang disebut dengan -sheet. Struktur tersier adalah bentuk 3 dimensi protein tersebut secara keseluruha. Bentuk ini akan ditentukan oleh urutan asam amino. Jika ada satu perubahan saja maka akan mengubah keseluruhan struktur. Rantai alfa hemoglobin terdiri dari 146 residu asam amino, jika residu glutamat di posisi ke-6 digantikan dengan valin, maka akan mengubah sifat hemoglobin tersebut, dan mengakibatkan penyakit anemia sel sabit. Struktur kuartener lebih memfokuskan pada struktur dari protein dengan beberapa subunit peptida. Contohnya, hemoglobin dengan keempat subunitnya. Tidak semua protein memiliki lebih dari satu subunit. Protein yang masuk ke dalam tubuh akan dipecah menjadi asam amino atau dipeptida di dalam usus halus, baru kemudian bisa diserap oleh tubuh. Nantinya, asam amino ini dapat bergabung kembali untuk membentuk protein yang baru. Produk antara dari glikolisis, siklus asam sitrat, dan jalur fosfat pentosa dapat digunakan untuk membentuk kedua puluh macam asam amino. Manusia dan mamalia lainnya hanya dapat mensintesa separuh dari ke-20 macam amino tersebut. Tubuh manusia tidak dapat mensintesa isoleusin, leusin, lisin, metionin, fenilalanin, treonin, triptofan, dan valin. Asam amino ini merupakan asam amino esensial, karena penting bagi tubuh. Mamalia dapat mensintesa asam amino non esensial, yaitu alanin, asparagin, aspartat, sistein, glutamat, glutamin, glisin, prolin, serin, dan tirosin. Arginin dan histidin juga dapat disintesa mamalia, tapi hanya dapat diproduksi dalam jumlah terbatas, sehingga terkadang juga disebut sebagai asam amino esensial. Jika gugus amino dilepaskan dari sebuah asam amino, maka akan menyisakan asam keto-. Enzim transaminase akan mudah memindahkan gugus amino yang lepas ini ke asam keto- lainnya. Hal ini penting di dalam biosintesis dari asam amino, seperti dalam banyak jalur, zat antara dari jalur biokimia lainnya akan diubah menjadi asam keto-, lalu sebuah gugus amino ditambahkan lewat transaminasi. Maka, asam amino dapat digabung-gabungkan untuk membentuk protein.

Proses yang mirip digunakan untuk memecah protein. Pertama-tama, protein akan terhidrolisa menjadi komponen-komponennya, yaitu asam amino. Amonia bebas (NH3), berada dalam bentuk ion amonium (NH4+) di dalam darah, akan berbahaya bagi tubuh, maka harus dikeluarkan. Organisme uniseluler hanya tinggal melepaskan saja amonia ini keluar tubuh. Di dalam tubuh mamalia, amonia akan diubah menjadi urea, lewat siklus urea.

[sunting] LipidArtikel utama untuk bagian ini adalah: Lipid Kata lipid merujuk kepada suatu kelompok molekul yang beragam, termasuk juga kelompok molekul yang sulit larut dalam air (contohnya malam, asam lemak, dan turunan asam lemak seperti fosfolipid, sfingolipid, glikolipid, dan terpenoid. Beberapa lipid merupakan molekul alifatik linear, tapi ada juga yang mempunyai struktur cincin. Beberapa juga molekul aromatik, dan beberapa juga lunak. Beberapa lipid mempunyaii sifat polar meskipun kebanyakan dari mereka merupakan nonpolar/hidrofobik ("takut air"). Tapi ada beberapa bagian dari strukturnya bersifat hidrofilik ("suka-air"), sehingga membuat molekul ini menjadi amfifilik (mempunyai sifat hidrofobik dan hidrofilik). Dalam kasus kolesterol, gugus polarnya hanya -OH (hidroksil atau alkohol). Dalam kasus fosfolipid, gugus polarnya lebih besar sehingga dianggap polar. Lipid merupakan salah satu unsur penting dalm tubuh. Kebanyakan produk minyak dan produk susu yang kita gunakan untuk masak dan makan seperti mentega, keju, dan minyak samin terdiri dari lemak. Makanan yang mengandung lemak, jika dicerna dalam tubuh maka akan dipecah menjadi asam lemak dan gliserol.

[sunting] Asam nukleatArtikel utama untuk bagian ini adalah: Asam nukleat Asam nukleat merupakan makromolekul biokimia yang kompleks, terdiri dari rantai-rantai nukleotida yang menyimpan informasi genetik. Jenis asam nukleat yang paling umum adalah asam deoksiribonukleat (DNA) dan asam ribonukleat (RNA). Asam nukleat ditemukan di segala jenis sel makhluk hidup dan virus. Disamping sebagai penyimpan informasi genetik, asam nukleat juga berperan dalam penyampai pesan kedua, serta pembentuk molekul dasar untuk adenosin trifosfat. Monomer dari asam nukleat disebut nukleotida, dan tiap nukleotida terdiri dari 3 komponen: basa nitrogen (purin dan pirimidin), gula pentosa/senyawa gula karbon-5, dan gugus fosfat. Perbedaan tipe asam nukleat dapat ditemukan di jenis gula pada rantainya (contohnya, DNA terdiri dari 2 deoksiribosa). Juga, jenis basa nitrogen yang mungkin ada di asam nukleat juga bisa berbeda: adenin, sitosin, dan guanin bisa ada di RNA dan DNA, timin hanya pada DNA, dan urasil hanya pada RNA. http://id.wikipedia.org/wiki/Biokimia

Eduard Buchner adalah seorang kimiawan Jerman. Ia lahir di Munich pada 20 Mei 1860, putra dari Dr Ernst Buchner, Profesor Luar Biasa of Forensic Medicine dan dokter di University, dan Friederike ne Martin. Pada tahun 1907 ia memenangkan Nobel Kimia untuk karyanya di fermentasi. Buchner memulai studi dalam bidang kimia pada tahun 1884 bersama Johann Friedrich Wilhelm Adolf Ritter von Baeyer dan botani bersama profesor Karl von Ngeli di Lembaga Botani Mnchen. Ia mendapatkan gelar doktor pada tahun 1888 dari Universitas Mnchen setelah ia bekerja sama selama beberapa waktu bersama Otto Fischer di Erlangen. Banyak disangka kalau labu Bchner ditemukan oleh Eduard. Sebenarnya alat laboratorium kimia ini ditemukan oleh seorang kimiawan industri Ernst Bchner. Dia awalnya ditakdirkan untuk karier komersial tetapi, setelah kematian dini pada 1872 ayahnya, kakaknya Hans, sepuluh tahun lebih tua darinya, memungkinkan baginya untuk mengambil pendidikan yang lebih umum. Dia lulus di Grammar School di tempat kelahirannya dan setelah masa studi singkat di Munich Polytechnic di laboratorium kimia E. Erlenmeyer senior, ia mulai bekerja di pabrik pengalengan melestarikan dan, dengan mana ia kemudian pindah ke Mombach pada Mainz. Masalah-masalah kimia yang sangat tertarik kepadanya di Politeknik dan pada tahun 1884 ia berpaling segar studi baru dalam ilmu murni, terutama dalam bidang kimia dengan Adolf von Baeyer dan botani dengan Profesor C. von Naegeli di Botani Institute, Munich. Terakhir, ia belajar di bawah pengawasan khusus saudaranya Hans (yang kemudian menjadi terkenal sebagai seorang ahli bakteriologi), bahwa publikasi pertamanya, Der Einfluss des Sauerstoffs auf Grungen (Pengaruh oksigen di fermentations) melihat cahaya di 1885. Dalam perjalanan penelitiannya dalam kimia organik, ia mendapat bantuan khusus dan stimulasi dari T. Curtius dan H. von Pechmann, yang asisten di laboratorium di masa itu. Lamont Beasiswa yang diberikan oleh Fakultas Filsafat selama tiga tahun membuatnya mungkin baginya untuk melanjutkan studinya. Setelah satu istilah di Erlangen di laboratorium Otto Fischer, di mana telah Curtius Sementara itu ditunjuk sebagai direktur dari departemen analitis, ia mengambil gelar doktor di University of Munich pada tahun 1888. Tahun berikutnya melihat penunjukan sebagai Asisten Dosen di laboratorium organik A. von Baeyer, dan pada 1891 Dosen di Universitas. Dengan cara moneter khusus hibah dari von Baeyer, adalah mungkin bagi Buchner untuk mendirikan laboratorium kecil untuk kimia fermentasi dan untuk memberikan kuliah dan melakukan percobaan pada fermentations kimia. Pada tahun 1893 eksperimen pertama dibuat pada pecahnya sel-sel ragi, tetapi karena Dewan Laboratorium berpendapat bahwa "tidak ada yang akan dicapai oleh ini" penggilingan dari sel-sel ragi sudah dijelaskan selama 40 tahun , yang kedua pernyataan itu dikonfirmasi oleh penelitian yang akurat literatur - studi tentang isi sel-sel ragi disisihkan untuk tiga tahun. Pada musim gugur 1893 Buchner mengambil alih pengawasan di departemen analitis T. Curtius 'laboratorium di Universitas Kiel dan memantapkan dirinya di sana, yang dianugerahi gelar Profesor pada tahun 1895. Tahun 1896 ia dipanggil sebagai Profesor Luar Biasa untuk Kimia Analitik dan Farmasi di laboratorium kimia H. von Pechmann di Universitas Tbingen. Selama liburan musim gugur tahun yang sama dengan penelitian-penelitian ke dalam isi sel ragi itu berhasil recommenced di Hygienic Institute di Munich, di mana kakaknya berada di Dewan Direksi. Sekarang dia dapat bekerja pada skala yang lebih besar sebagai fasilitas yang diperlukan dan dana yang tersedia. Pada 9 January 1897, hal itu mungkin untuk mengirim kertas pertamanya, ber Garung alkoholische ohne Hefezellen (Pada fermentasi alkohol tanpa ragi sel), ke editor Chemischen Berichte der Deutschen Gesellschaft. Pada bulan Oktober, 1898, ia ditunjuk ke Dewan Kimia Umum di College Pertanian di Berlin

dan dia juga memegang lectureships kimia pertanian dan percobaan-percobaan kimia pertanian serta pada pertanyaan fermentasi industri gula. Dalam rangka untuk mendapatkan bantuan yang memadai untuk penelitian ilmiah, dan untuk dapat benar-benar melatih para asistennya sendiri, ia menjadi habilitated di Universitas Berlin pada tahun 1900. Pada tahun 1909 ia dipindahkan ke Universitas Breslau dan dari sana, pada tahun 1911, untuk Wrzburg. Hasil penemuan Buchner pada fermentasi alkohol gula yang ditetapkan dalam buku Die Zymasegrung (peragian), 1903, bekerjasama dengan saudaranya Profesor Hans Buchner dan Martin Hahn. Ia dianugerahi Hadiah Nobel pada tahun 1907 untuk biokimia penyelidikan dan penemuan nonselular fermentasi. Pada tahun 1900 Buchner menikahi Lotte Stahl. Dalam Perang Dunia I ia menjabat sebagai mayor di sebuah rumah sakit lapangan yang ada di Fokschan (Kerajaan Rumania). Pada tanggal 3 Agustus 1917 Buchner terluka. Luka-luka ini diterima dalam aksinya yang selalu di depan, dan kemudian akibat luka itu ia meninggal 9 hari kemudian di Munich tepatnya pada tanggal 12 Agustus 1917

http://tokoh-ilmuwan-penemu.blogspot.com/2010/02/ilmuwan-biokimia-penemufermentasi.html Fermentasi merupakan teknologi yang memanfaatkan aktivitas mikroba secara efektif yang bersifat menguntungkan manusia. Fermentasi dapat terjadi karena adanya aktivitas mikroba penyebab fermentasi pada substrat organik yang sesuai. Terjadinya fermentasi dapat menyebabkan perubahan sifat bahan pangan sebagai akibat pemecahan komponen-komponen bahan tersebut. Jika cara pengawetan yang lain ditujukan untuk mengurangi jumlah mikroba, maka proses fermentasi adalah sebaliknya yaitu memperbanyak jumlah mikroba dan menggiatkan metabolismenya. Tetapi jenis mikroba yang digunakan sangat terbatas yaitu disesuaikan dengan hasil akhir yang dikehendaki (Winarno et al., 1980).

Hasil-Hasil FermentasiHasil fermentasi tergantung pada jenis bahan pangan (substrat), macam mikroba dan kondisi lingkungan yang mempengaruhi pertumbuhan dan metabolisme mikroba tersebut. Mikroba yang bersifat fermentatif dapat mengubah karbohidrat dan turunan-turunannya menjadi alkohol, asam CO2. Mikroba proteolik dapat memecah protein dan komponen-komponen nitrogen lainnya sehingga menghasilkan bau busuk yang tidak diinginkan sedangkan mikroba lipolitik akan memecah atau menghidrolisis lemak, fosfolipida dan turunannya dengan menghasilkan bau tengik.

Reaksi Kimia FermentasiFermentasi adalah suatu reaksi oksidasi-reduksi di dalam sistem biologi yang menghasilkan energi, dimana sebagai donor dan aseptor elektron digunakan senyawa organik. Senyawa organik yang biasanya digunakan adalah karbohidrat dalam bentuk glukosa. Senyawa tersebut

akan diubah oleh reaksi reduksi dengan katalis enzim menjadi sutu bentuk lain misalnya aldehida, dan dapat dioksidasi menjadi asam. Sel-sel yang melakukan fermentasi mempunyai enzim-enzim yang akan mengubah hasil dari reaksi oksidasi, dalam hal ini adalah asam, menjadi suatu senyawa yang mempunyai muatan lebih positif sehingga dapat menangkap elektron atau bertindak sebagai aseptor elektron terakhir dan menghasilkan energi. Secara lebih jelas reaksi tersebut dapat diterangkan melalui skema sebagai berikut:

Di dalam proses fermentasi, kapasitas mikroba untuk mengoksidasi tergantung dari jumlah aseptor elektron terakhir yang dapat dipakai. Secara lebih singkat skema proses fermentasi adalah sebagai berikut:

http://www.artikelkimia.info/proses-fermentasi-58591305092011