Disusun oleh dr. WIDODO S.,MKes
description
Transcript of Disusun oleh dr. WIDODO S.,MKes
Disusun oleh
dr. WIDODO S.,MKes
Bioenergetik / Metabolisme energi
Adalah ilmu yang mempelajari energi yang bersangkut paut dengan kehidu pan, diantaranya : * Memperoleh energi. * Penangkapan energi. * Pemanfaatan energi. * Perubahan selama metabolisme.
HEWANMANUSIA BUTUH AKTIVITASTUMBUHAN ENERGI FISIOLOGIS :
- Menyusun jari- ngan. - Tumbuh dan ber kembang biak - Transport aktiv
Hukum Termodinamika : Energi mempunyai sifat kekal. Manusia tidak mampu menciptakan energi , tetapi hanya mampu menang- kap dan merubah jenis energi yang satu menjadi jenis yang lain.
Foton enersi CO2 + H2O ( an Organik ) kimia
C6H12O6 ( Organik )
Makhluk berkhloroplas
OKSIDASI BIOLOGI
Seny. organik Energi
Enersi Kimia
Kepentingan fisiologis
Makhluk tidak berkhloroplas
Transformasi energi dan kopel :
Makhluk hidup Isotermis Penangkapan dan perubahan energi tidak langsung, tetapi bertahap dengan menggunakan mediator, tidak mem- pengaruhi suhu tubuh. PROSES YANG MENGHASILKAN ENERGI DIHUBUNGKAN / KOPELDENGAN PROSES YANG MEMBUTUHKAN ENERGI
Konsep enersi bebas : Yang dimaksud energi bebas adalah Δ G = Bagian perubahan energi yang dapat dimanfaatkan kepentingan fisiologis makhluk hidup.
ΔG (-) Membebaskan energi Eksergonik.ΔG (+) Memerlukan energi Endergonik.
EKSERGONIK Kopel ENDERGONIK
Glikolisis Sintesisß Oksidasi Transport aktivS.A.S/TCA cycle E Konduksi syarafOksidasi biologi Kontraksi ototOksidasi respirasi
Sumber energi mediator Pemakai energiKatabolisme AnabolismeKeluar enersi Perlu enersiΔG negatif ΔG positif
PERANAN SENYAWA FOSFAT BERENERSI TINGGI ENERGI BEBAS DALAM TUBUH, UMUMNYA SENYAWA FOSFAT BERENERSI TINGGI. PENYIMPAN, PENGEMBAN EKSERGONIK ENDERGONIK AKTIVITAS FISIOLOGI
CONTOH :SENYAWA FOSFAT BERENERGI TINGGI ( FOSFAGEN ) ANTARA LAIN : - ATP ( ADENOSIN TRIFOSFAT ) - GTP ( GUANOSIN TRIFOSFAT ) - CTP ( CITOSIN TRIFOSFAT ) - UTP ( URASIL TRIFOSFAT ) - TTP ( TIMIN TRIFOSFAT ) - ITP ( IRIDIN TRIFOSFAT ) - KREATIN FOSFAT
SIKLUS ATP
Oksidasi fosforilasi
Fosfo Enol Piruvat 1.3 Difosfo Gliserat
Suksinil KoA P Kreatin – P
Kreatin
ATP P
ADP Kepentingan Fisiologis
Sintesa ATP : 1. Tingkat Substrat : Contoh : Suksinil KoA Suksinat
Fosfoenol piruvat Piruvat
2. Tingkat Oks respirasi / Oks fosforilasi : Contoh : α Keto glutarat Suksinil KoA
Suksinat Fumarat
3. Tingkat Foto fosforilasi Contoh : CO2 + H2O C6H12O6
( pada tumbuhan )
Oksidasi Biologi = Oksidasi Respirasi
Oksidasi Pelepasan elektronReduksi Penangkapan elektron Redoks
Oksidasi biologi : Oksidasi yang terjadi didalam tubuh makhluk hidup. Dengan tujuan membebaskan energi yang nantinya dibutuhkan untuk ke- pentingan fisiologis makhluk hidup
OKSIDASI BIOLOGI : 1. Suasana Aerob : - Disebut juga OksidasiRespirasi - Didalam mitokondria. - Enersi yang dihasilkan banyak - Contoh : α keto glutarat Suksinil KoA
2. Suasana Anaerob : - Terjadi diluar mitokondria - Enersi yang dihasilkan sedikit - Contoh : Suksinil KoA Suksinat 1,3 Difosfo gliserat 3 Posfogliserat
PRINSIP OKSIDASI BIOLOGI /RESPIRASI :
Senyawa H+ + e-
e- + O2 O-
O- + H+ H2O
Selama e- bergerak estafet pada rantai res-pirasi menuju O2, akan terlepas energi listrik/energi bebas yang pada tempat-tempat ter-tentu energi potensialnya mampu membangkitkan generator ATP dari rangkaian oksidasi fosforilasi.
Unsur rantai respirasi tersusun berda- sarkan dari yang mempunyai elektro potensial lebih elektro negatip menuju yang lebih elektro positip.
RANTAI RESPIRASI :
NAD FP CoQ Sit.b Sit.c1 Sit.c Sit.a Sit.a3 O2
POTENSIAL REDOKS SISTEM OKSIDASI PADA MAMALIA :POTENSIAL REDOKS SISTEM OKSIDASI PADA MAMALIA :
SISTEMSISTEM E’o VoltE’o Volt
HH++ / H2 / H2
NADNAD+ + /NADH/NADH
LIPOAT OKS/REDLIPOAT OKS/RED
ASETOASETAT / 3-HIDROKSI BUTIRATASETOASETAT / 3-HIDROKSI BUTIRAT
PIRUVAT / LAKATATPIRUVAT / LAKATAT
OKSALO ASETAT / MALATOKSALO ASETAT / MALAT
FUMARAT / SUKSINATFUMARAT / SUKSINAT
SITOKROM b ; Fe SITOKROM b ; Fe + + + + + + /Fe /Fe + ++ +
UBIQUINON; OKS/REDUBIQUINON; OKS/RED
SITOKROM c ; Fe SITOKROM c ; Fe + + + + + + /Fe /Fe + ++ +
SITOKROM a ; Fe SITOKROM a ; Fe + + + + + + /Fe /Fe + ++ +
OKSIGEN / AIROKSIGEN / AIR
-0.42-0.42--0.32-0.32--0.29-0.29--0.27-0.27--0.19-0.19--0.17-0.17
+ 0.03+ 0.03
+ 0.08+ 0.08
+ 0.10+ 0.10
+ 0.22+ 0.22
+ 0.29+ 0.29
+ 0.82+ 0.82
TEMPAT -TEMPAT YANG MENGHASILKAN ENERGI TEMPAT -TEMPAT YANG MENGHASILKAN ENERGI DALAM RANGKAIAN OKSIDASI RESPIRASIDALAM RANGKAIAN OKSIDASI RESPIRASI
ELEKTRON MENGALIR DARI AWAL SAMPAI KE ELEKTRON MENGALIR DARI AWAL SAMPAI KE OKSIGEN PADA RANGKAIAN OKSIDASI RESPIRASI, OKSIGEN PADA RANGKAIAN OKSIDASI RESPIRASI, TIDAK SEMUA TEMPAT MAMPU MENGGERAKKAN TIDAK SEMUA TEMPAT MAMPU MENGGERAKKAN GENERATOR ATP PADA OKS.FOSFORILASI .GENERATOR ATP PADA OKS.FOSFORILASI .
ADA 3 TEMPAT YANG MAMPU MENGGERAKKANADA 3 TEMPAT YANG MAMPU MENGGERAKKAN
GENERATOR ATP YAITU :GENERATOR ATP YAITU :
1. ANTARA 2 FLAVOPROTEIN1. ANTARA 2 FLAVOPROTEIN
2. ANTARA SIT.b DAN SIT. c2. ANTARA SIT.b DAN SIT. c11
3. ANTARA SIT.a DAN SIT. a3. ANTARA SIT.a DAN SIT. a33
NAD FP CoQ Sit.b Sit.c1 Sit.c Sit.a Sit.a3 O2
SITE 1 SITE 2 SITE 3
OKSIDASI FOSFORILASI
Glutamat Malat Isositrat
FP
Piruvat α keto glutarat
FP
Glisero 3-P Suksinat Asil-KoA
NAD
FP KoQ
Sit.b
Sit.c1
Sit.c
Sit.a
Sit.a3
O2
OKSIDASIFOSFORILASI
OKSIDASIFOSFORILASI
OKSIDASIFOSFORILASI
ADP + Pi
ADP + Pi
ADP + Pi
ATP
ATP
ATP
ATP Sintetase
ATP Sintetase
ATP Sintetase
Enzim yang bekerja pada oksidasi biologitermasuk dalam kelas oksido-reduktase yangterbagi dalam 5 subkelas diantaranya : 1. Oksidase : enz.melepaskan hidrogen Akseptornya oksigen Produk akhir H2O Contoh : - Sitokrom oksidase - Phenolase - Laccase - Asam askorbat oksidase - Urikase - Monoamin Oksidase ( M.A.O )
AH2 ½O2 AH2 O2
A H2O A H2O2
OKSIDASE OKSIDASE
2. Aerobik dehidrogenase : produk H2O2
Contoh : - D-asam amino dehidrogenase - L-asam amino dehidrogenase - Xantin dehidrogenase - Aldehid dehidrogenase
3. Anaerobik dehidrogenase : 3.1. Mentransfer hidrogen dari substrat menuju reaksi redoks ( bukan rantai respirasi. Contoh : - Gliseraldehid-3P dehidro genase - Laktat dehidrogenase
3.2. Menjadi komponen utama dari rantai respirasi ( sebagai pengemban elektron) Berdasarkan Koenzimnya dibagi menjadi 3.2.1. Dependent terhadap NAD/NADP Contoh : Enzim-enzim pada jalur glikolisis, SAS, HMP, sinte sa asam lemak ekstramito kondria. 3.2.2. Dependent terhadap FMN/FAD Contoh : Enzim-enzim pada jalur SAS, ß oksidasi
3.2.3. Dependent terhadap sitokrom Contoh : - Enzim pada rangkaian oksidasi respirasi.
4. Hidroperoksidase Contoh : - Peroksidase, Katalase 5. Oksigenase Contoh :- Dioksigenase/Oksigen transferase /True oksigenase. - Monooksigenase/Hidroksilase /Mixed function oksidase
Teori OKSIDASI FOSFORILASI
Prinsip teori kemoosmotik : 1. Energi oksidasi respirasi mendorong proton dari dalam keluar membran kopel 2. Membran impermeable terhadap proton proton menumpuk diluar mitokondria ELEKTRO - KEMO GRADIEN yaitu : Diluar membran lebih + dan pH nya lebih rendah / asam 3. Elektro kemogradien enzim ATP sintetase aktiv ATP disintesa
2H+
2H+2H+
ADP + Pi ATP + H2O
F1
F0ATP sintetase
OLIGOMISIN
LUAR
DALAM
MEMBRAN KOPLING
MITOKONDRIA
OKSIDASI RESPIRASI
E
ELEKTRO-KEMO GRADIEN: DILUAR MUATAN > POSITIP DAN pH > RENDAH/ASAM.
ee
PENGENDALIAN OKSIDASI RESPIRASI :
Tergantung pada : 1. Perbandingan antara NADH/NAD+ NADPH/NADP+, FADH/FAD+ 2. Tersedianya oksigen sebagai penerima elektron terakhir. 3. Tersedianya ADP dan Pi atau perbandingan antara ATP/ADP ( dan Pi )
INHIBITOR PADA OKSIDASI RESPIRASI DAN INHIBITOR PADA OKSIDASI RESPIRASI DAN OKS.FOSOFORILASIOKS.FOSOFORILASI
1.INHIBITOR PADA RANGK. OKS.RESPIRASI1.INHIBITOR PADA RANGK. OKS.RESPIRASI
A.BEKERJA ANTARA Fp DAN SIT.Q,YAITU:A.BEKERJA ANTARA Fp DAN SIT.Q,YAITU:
@ Pierecidin A@ Pierecidin A
@ Gol.Barbiturat@ Gol.Barbiturat
@ Rotenon ( racun ikan )@ Rotenon ( racun ikan )
@ Steroids dan Mercuri@ Steroids dan Mercuri
B.BEKERJA ANTARA SIT.b DAN SIT.c,YAITU:B.BEKERJA ANTARA SIT.b DAN SIT.c,YAITU:
@ Dimercaprol , Antimycin A@ Dimercaprol , Antimycin A
C. BEKERJA ANTARA SIT.a DAN SIT.aC. BEKERJA ANTARA SIT.a DAN SIT.a3,3,YAITU :YAITU :
H H22S , Co dan CNS , Co dan CN--
2. INHIBITOR RANGK.OKSIDASI FOSFORILASI2. INHIBITOR RANGK.OKSIDASI FOSFORILASI YAITU : Oligomycin, Dinitrophenol, Atractylo YAITU : Oligomycin, Dinitrophenol, Atractylo side side 3. INHIBITOR KOPEL ANTARA OKS.RESPIRA3. INHIBITOR KOPEL ANTARA OKS.RESPIRA
SI DGN OKSIDASI FOSFORILASI YAITU :SI DGN OKSIDASI FOSFORILASI YAITU :
2,4 dinitrophenol, m-chlorocarbonyl cyanide2,4 dinitrophenol, m-chlorocarbonyl cyanide
phenylhydrazon.phenylhydrazon.
Malonat
Suksinat Fp Karboksin Pierisidin A Amobarbital Rotenon H2S Steroid Dimerkaprol CO Merkuri Antimisin A CN-
Sub NAD Fp Q Sit.b Sit.c1 Sit.c Sit.a.a3 O2
2,4 DinitrofenolHormon tiroksin
Oksidasi fosforilasi Oksidasi fosforilasi Oksidasi fosforilasi
Oligomisin, Dinitrofenol, Atraktilosid
KEPUSTAKAAN :
** ROBERT K. MURRAY; DARYL K. GRANNER; PETER A. MAYES;
VICTOR W. RODWELL : HARPER’S BIOCHEMISTRY, 26th ED,
INTERNATIONAL EDITION; 2003
** STRYER LUBERT : BIOCHEMISTRY; 2ND ED., STANFORD
UNIVER CITY NEW YORK.
** OKHTISAR BIOKIMIA DASAR A ; Drs.dr.h. PANTJITA HARDJA
SASMITA; CETAKAN KE 8, FKUI, JAKARTA
** OKHTISAR BIOKIMIA DASAR B ; Drs.dr.h. PANTJITA HARDJA
SASMITA; CETAKAN KE 8, FKUI, JAKARTA
** DASAR DASAR BI0KIMIA; ANNA POEDJIADI, PENERBIT UNIVER
SITAS INDONESIA
&