Glukosa Dapat Dimetabolisme Oleh Hampir Semua Jasad Untuk Sumber Karbon

8/6/2019 Glukosa Dapat Dimetabolisme Oleh Hampir Semua Jasad Untuk Sumber Karbon

http://slidepdf.com/reader/full/glukosa-dapat-dimetabolisme-oleh-hampir-semua-jasad-untuk-sumber-karbon 1/7

Glukosa dapat dimetabolisme oleh hampir semua jasad untuk sumber karbondan energi. Fermentasi merupakan bagian perombakan gula secara anaerob. Banyak jasad yang

dapat melakukan fermentasi lewat (jalur) rangkaian reaksi kimia tertentu.Macam jalur reaksi dapat dijelaskan sebagai berikut:

1. Jalur Emden-Meyerhof-Parnas (EMP)

Reaksi ini disebut glikolisis, pemecahan gula secara anaerob sampai asam piruvat yang dilakukan oleh kebanyakan jasad dari tingkat tinggi hingga tingkat rendah. Reaksiglikolisis terjadi dalam sitoplasma dan tidak menggunakan oksigen sebagai aseptor elektronnya,

melainkan zat lain. Asam piruvat mempunyai kedudukan yang penting karena merupakan titik pusat dari berbagai reaksi pemecahan maupun

pembentukan. Jasad yang fakultatif anaerob misalnya Saccharomyces cerevisiaemelakukan fermentasi gula secara anaerob menjadi alkohol dan CO2. Lactobacillus

spp. yang homo fermentatif merombak gula secara anaerob menjadi asam laktat.Jasad yang obligat anaerob seperti Clostridium spp. memecah gula menjadi aseton,

butanol, butirat, dsb. Jasad aerob melakukan proses glikolisis sebagai bagian pertamadari pemecahan karbohidrat secara anaerob, yang akan diteruskan pada bagian kedua

yang aerob. Pada otot manusia dan binatang yang kurang gerak akan tertimbun asamlaktat, sebab glikolisis tidak diteruskan ke tingkat aerob melainkan ke asam laktat.

Jasad yang melakukan fermentasi lewat glikolisis hanya menghasilkan 2 molATP dari setiap glukosa yang dimetabolisme. Glikolisis adalah pemecahan glukosa menjadi

piruvat atau asam laktat. Glikolisis merupakan lintasan utama pemakaian glukosa, terjadi dalamsitosol semua sel dengan tujuan untuk menghasilkan energi (ATP). Glikolisis dapat terjadi pada

suasana aerobik maupun anaerobik. Pada suasana aerobik dapat menghasilkan 6 atau 8 ATP dan2 molekul asam piruvat per molekul glukosa, Apabila glikolisis terjadi dalam suasana anaerobik

maka akan menghasilkan 2 ATP dan 2 molekul asam laktat.2. Jalur Entner-Doudoroff (ED)

Reaksi ini dilakukan oleh beberapa jasad antara lain Pseudomonas spp. yangdapat membentuk alkohol dari gula lewat bagan ini. Pada setiap pemecahan 1 mol

glukosa dihasilkan juga 1 ATP, 1 NADH2 dan 1 NADPH2. Pada P. lindneri 2 asam piruvat dipecah menjadi 2 etanol dan 2 CO2; sedang pada Pseudomonas yang lain 2

asam piruvat diubah menjadi 1 etanol, 1 asam laktat dan 1 CO2.3. Jalur Heksosa Mono Fosfat (HMP)

Selain lewat EMP banyak jasad yang dapat merombak gula lewat HMP. Reaksiini berguna untuk membentuk gula pentosa dll, untuk keperluan biosintesis. Reaksi

berlangsung lewat gula C5, ribulosa 5-fosfat, yang merupakan prekursor gula ribosa,deoksiribosa, komponen asam nukleat, asam amino aromatik, ensim, ATP, NAD, FAD dan

sebagainya. HMP tidak langsung menghasilkan energi, tetapi terutama membentuk NADPH2.4. Jalur Heterofermentatif bakteri asam laktat

Kelompok bakteri asam laktat selain menghasilkan asam laktat secarahomofermentatif (misalnya Lactobacillus spp.), juga secara heterofermentatif (misalnya

Leuconostoc spp., Streptococcus spp., dsb). Pada fermentasi secara heterofermentatif selain asam laktat dihasilkan pula asam asetat, etanol dan CO2.

5. Jalur Metabolisme asam piruvat secara anaerobBanyak jasad anaerob yang mempunyai ensim berbeda-beda yang digunakan

dalam perombakan asam piruvat. Clostridium tergantung spesiesnya, dapat merubahasam piruvat menjadi asam butirat, asam asetat, aseton, butanol, etanol, CO2, dan H2.



Bakteri enterik seperti Escherichia coli dan Aerobacter aerogenes dapat merubah asam piruvatmenjadi asam suksinat, asetat, laktat, etanol, CO2, dan H2 (atau format). A. aerogenes juga

menghasilkan 2,3-butilen-glikol. Salmonella sp. mempunyai polametabolisme yang sama dengan E. coli, tetapi lebih banyak menghasilkan asam

format, dari pada H2 dan CO2 seperti pada E. coli.

C. RESPIRASIRespirasi adalah proses oksidasi biologis dengan O2 sebagai aseptor elektronnya yang terakhir. Pada jasad eukariotik proses ini terjadi di dalam mitokondria, sedang

pada jasad prokariotik terjadi di bawah membran plasma atau pada mesosome. Proses ini adalahfase kedua yang aerob dari perombakan gula fase pertama yang anaerob (glikolisis). Pada

respirasi dihasilkan banyak energi yang dapat digunakan untuk proses biosintesis. Reaksi inilewat bagan terutama siklus Krebs, meskipun ada yang lewat terobosan asam glioksilat.

1. Siklus Krebs (Siklus TCA)Reaksi ini selain penting untuk pembentukan energi juga penting untuk

biosintesis, sebab dapat menyediakan kerangka karbon untuk berbagai senyawa penting dalam sel. Pada kebanyakan bakteri, asam glutamat adalah asam amino kunci

yang dibentuk dari sumber amonia dan karbon. Banyak pula bakteri yang dapatmereaksikan amonia dengan asam fumarat membentuk aspartat. Dengan transaminasi

asam amino ini berfungsi sebagai donor amino terhadap asam alfa-keto seperti asam piruvat, oksalat, alfa-keto-isovalerat untuk membentuk asam amino. Titik penting

lainnya ialah suksinil-ScoA yang bereaksi dengan asam pirol, membentuk cincin pirol. SiklusKrebs sering pula disebut siklus asam tribakboksilat (siklus TCA), atau siklusasam sitrat.

Jalur metabolisme utama

Pada siklus Krebs satu molekul asam piruvat yang dioksidasi sempurna menjadiCO2 dan H2O menghasilkan 15 ATP. Satu molekul glukosa yang dimetabolisme lewat glikolisis

dan siklus Krebs secara sempurna menjadi CO2 dan H2O menghasilkan 38 ATP (lihat perhitungan).

2. Siklus asam glioksilatPenggunaan hasil antara untuk biosintesis

Bakteri dan jamur tertentu dapat menggunakan substrat karbon C2. Jasad inimempunyai ensim lengkap dari siklus Krebs dengan tambahan ensim isositrase yang

dapat memecah isositrat menjadi suksinat dan glioksilat, dan ensim malat sintetaseyang menyebabkan kondensasi asam glioksilat dengan Ace-CoA menjadi malat.

Dengan kedua siklus ini sel dapat membentuk alfa-ketoglutarat yang diperlukan untuk biosintesis. Dan jika asam malat mengalami dekarboksilasi menjadi fosfo-enol-piruvat, dengan

reaksi balik glikolisis dan HMP dapat dibentuk heksosa dan pentosa.D. FOTOSINTESIS

Fosforilasi pada fotosintesis menggunakan cahaya sebagai sumber energi.Proses ini menggunakan pigmen klorofil untuk mengabsorpsi energi cahaya dan

mengubahnya menjadi energi kimia. Berdasarkan absorpsi spektrumnya dibedakanklorofil a, b, c, d, e, dan klorofil bakteri. Disamping itu ada pigmen tambahan untuk

menangkap energi dan melindungi klorofil, seperti karotinoid, biliprotein, fikoeritrin, danfikobilin.

Energi foton cahaya:



E = h = h ch = konstanta Plank = 6,555 x 10-23

= frekuensi cahayac = kecepatan cahaya

= panjang gelombang cahaya

jadi energi cahaya sebanding dengan frekuensinya dan berbanding terbalik dengan panjang gelombang. Energi macam-macam cahaya dapat dilihat pada tabel.Jika klorofil terkena cahaya, akan mengabsorpsi sebesar h sehingga

terangsang dan membebaskan elektron; klorofil menjadi bermuatan positif:Kl + h Kl- + e-

Elektron yang lepas akan bergerak lewat sistem transpor elektron dan kembali ke pusat reaksiklorofil. Dalam perjalanannya elektron mengalami penurunan energi, yang diubah menjadi

energi kimia, yaitu untuk fosforilasi ADP dan reduksi NADP.Pada baketri fotofosforilasi terjadi secara siklis. Artinya tidak menggunakan

elektron dari sumber lain. Cahaya yang digunakan adalah merah atau infra merah (lihat bagan).Pada tumbuhan dan ganggang fotofosforilasi terjadi secara non-siklis. Disini ada

2 pusat reaksi dan 2 sistem transpor elektron. Pusat reaksi 1 menggunakan cahayainfra merah dan pusat reaksi 2 cahaya biru.

E. PENGGUNAAN ENERGI OLEH JASADEnergi digunakan dalam setiap reaksi endergonik, dan juga reaksi eksergonik.

Untuk memulai reaksi diperlukan energi aktivasi. Dalam setiap reaksi ensimmempunyai peranan penting. Proses yang memerlukan energi antara lain proses

biosintesis molekul kecil dan molekul makro, yang akhirnya menuju ke pertumbuhandan pembiakan; penyerapan unsur makanan, gerak, dan sebagainya.

F. KATABOLISME MAKROMOLEKUL1. Peruraian karbohidrat

Karbohidrat adalah polisakarida, suatu polimer dari sedehana (glukosa,galaktosa, fruktosa, dsb). Ensim pemecah polisakarida dibedakan menjadi eksohidrolase yang

memutus rantaian gula secara teratur dari ujung, dan endohidrolase yang memutus rantaian gulasecara random di tengah. Sebagai contoh misalnya alfa-amilase (eksohidrolase) memutus

rantaian glukosa dari amilum dua-dua mulai dari ujung non reduksi, sedang betaamilasememutus rantaian glukosa di sembarang tempat di tengah-tengah. Kedua

ensim ini memutus ikatan alfa-1,4-glikosida dari amilum. Ensim yang memutus rantaicabang glukosa dari amilo-pektin, komponen amilum yang bercabang, ialah glukoamilase

yang memecah alfa-1,6-glikosida.2. Peruraian lemak

Lemak adalah ester dari gliserol dan asam lemak (trigliserida). Lemak kadangkadangmengandung zat lain seperti fosfat, protein, karbohidrat sebagai pengganti

salah satu asam lemaknya. Ensim lipase memecah lemak menjadi gliserol dan asamlemak. Gliserol dirombak lebih lanjut lewat glikolisis (EMP). Asam lemak mengalami

beta-oksidasi menjadi asam asetat, sebagai Ace-CoA dimetabolisme lebioh lanjut lewat siklusKrebs. Bagan beta-oksidasi dapat dilihat pada gambar.

3. Peruraian proteinProtein adalah poli-peptida dengan struktur tertentu, suatu hetero-polimer dari

asam amino. Ensim protease (poli-peptidase, oligo-peptidase, di-peptidase) merombak protein menjadi peptida yang lebih sederhana atau asam amino. Selanjutnya asam



amino mengalami transaminasi, deaminasi, dekarboksilasi, atau dehidrogenasi menjadi zat lainyang lebih sederhana yang selanjutnya dapat dimetabolisme antara lain lewat siklus Krebs.

4. Peruraian asam nukleatAsam nukleat (DNA dan RNA) adalah heteropolimer dari nukleotida. Ensim

nuklease, nukleotidase, nukleosida fosforilase, dan nukleosida hidrolase akan

memecah asam nukleat menjadi oligo, di, atau mono nukleotida; dan selanjutnyamenjadi gula ribosa atau deoksi-ribosa, asam fosfat, base purin dan base pirimidin.Sumber :

� Bioenergetik miroba,www.wordpress.com� Glikolisis, www.blogspot.com

Explaining Epinasty Epinasty is a perplexing behavior seen during the

flooding of roots of plants. Leaf cells on the top partof the leaf and maybe especially the leaf stem outgrow

the bottoms ones and the leaf drops from a horizontalto a more vertical position. Epinasty is caused by

ethylene that is released by the leaves when the rootsare flooded. Flooded roots make ACC, the precursor

to ethylene, and this is transported up the xylemstream to the leaf where it is converted to the gas

hormone.

Experiments have shown that the part of the floodingexperience that induces the release of ethylene, is the

anoxia of the roots or the lack of oxygen. Indeed,ethylene induces the growth of hollow tubes in

flooded roots. These tubes become connected to"adventitious roots" which are post-flooding roots that

grow out from the base of the stem above the water line. Along with the hollow tubes these roots appear to

act like a snorkel providing oxygen to the roots.

It has also been verified that roots get at least some of

their oxygen from between the soil particles and nottransported from the leaves above. Thus it is criticalfor a flooded plant to empty water out from between

it's roots.

In this author's opinion, the epinastic strategy during flooding may be adopted because the

downward directed leaves act as sails in the wind, and the wind action on the leaf acts acts like alever water pump. The idea is that flooded plants need to pump water out of spaces surrounding

Weeping Willow may be in a state of permanent Epinasty. Image from

Wikimedia Commons. Image is GNUFree Documentation Licensed



the roots as quickly as possible. Epinasty them does this by perhaps pumping more water upfrom the roots than would be done with ordinary transpiration. Perhaps the ethylene also induces

the growth of an "anti-backflow" or one way valve of some sort to grow, for instance at the baseof the leaf stem.

Looking at Willow trees, it is perhaps not just in periodic flooding conditions that epinastic typegrowth patterns are needed. It may be a permanent

feature in some plants and trees. Because they growon river banks, Weeping Willows certainly would

seem to have permanently flooded roots requiringvigorous effort by the plant to allow the roots to

respire. Every time a breeze goes through a Willow,may be a hundred thousand tiny water pumps are

engaged. Interestingly also it has been revealed to thisauthor that Willow roots are blood red. This could

mean they contain iron rich macro molecules like theheme molecules found in animal blood, ferrying

oxygen from adventitious roots or the leaves to thewater ensconced roots.

Salicylic Acid (SA) is found in particular high

quantities in at least the Willow bar. It's known thatthis plant hormone keeps guard cells open the effect

of which obviously increases transpiration. Perhaps Salicylic Acid causes epinasty too and thewater pumps would be supplemental increasers of transpiration by increasing the water pressure.

Looking at wilted leaves as being similar to epinastic ones brings up yet another possibility.Abscisic Acid is released during desiccation (lack of water) closing guard cells and preventing

water evaporation. Thus we should expect no movement of fluid up to the leaves when ABA is present. ABA also seems to cause leaf wilting. Perhaps part of wilting of leaves is deliberate

epinastic downward growth of leaves. Perhaps too a plant needs to circulate water even when itis desiccated. Like a heart, epinasty might be a pump to move fluid around when things get dry.

Does a one way valve get created byethylene to increase the water in theinterstitial spaces? Do the guard cells

themselves act as one way valves?Image from Wikimedia Commons.

Image is GNU Free DocumentationLicensed



Is Epinasty induced to produce a hand water pump effect, with

the leaves acting as the pump lever and the stomata or someother cells acting like valves? Flickr image is from iBjorn's

photo stream. See: http://flickr.com/photos/bjornb/.

So maybe epinasty occurs in three circumstances, first when too much water or root flooding

causes anoxia or lack of oxygen in the roots and thus the release of Ethylene. The ethyleneinduced epinasty helps drain the roots of water allowing respiration again. Secondly when root

flooding is a permanent condition, a plant might keep high levels of Salicylic Acid (SA) aroundto keep guard cells open and to to cause epinasty. It might use SA instead of Ethylene because

SA is growth hormone and Ethylene is a senescence one which gets in the way of growth (seemy plant hormone theory). Thirdly it might occur during desiccation and induced be by ABA,

when water circulation is still needed but transpiration is not available.

A simpler explanation for Epinasty is that the sloping of the leaf is to simply allow water to flow

off the leaf under heavy rain conditions. Even though the top part of the leaf is protected by awax in most plants, standing pools of water on leaves, may not be good in most cases due to the

disease fostering and rapid heat transfer properties of water.

Also a much simpler explanation of why moving the leaf up in down in the wind is

advantageous, is that it increases transpiration all by itself, just like blowing on hot soupevaporates more liquid then if the soup cools itself. Also plants that get habitually flooded may



have very many small thin leaves, instead of fewer bigger thicker ones. This being done in order to increase surface area and transpiration rates. The Willow would again be the example.

Nevertheless the mechanical idea of the water pump should not be dismissed out of hand by

claiming it's too anthropomorphic. It may help explain gaps in transpiration rates seen in current

theories. Also there may be no other explanation of how ABA causes a continuing fluidcirculation in the plant, if it does.

Glukosa Dapat Dimetabolisme Oleh Hampir Semua Jasad Untuk Sumber Karbon

Documents

Transcript of Glukosa Dapat Dimetabolisme Oleh Hampir Semua Jasad Untuk Sumber Karbon