MIKROBIOLOGI

Metabolisme Mikroorganisme

Disusun Oleh :

Kelompok 8

1. Arum Setyaningsih (13222009)

2. Ayu Dara Kharisma (13222011)

3. Evi Eriska (13222038)

Dosen Pembimbing :

Fitratul Aini, M.Si

PROGRAM STUDI TADRIS BIOLOGI

FAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN

INSTITUT AGAMA ISLAM NEGERI RADEN FATAH PALEMBANG

2014

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Sama seperti makhluk hidup lainnya, mikroorganisme dalam hidupnya

juga mengalami metabolisme karena metabolisme merupakan salah satu ciri

yang dilakukan oleh makhluk hidup. Metabolisme sebenarnya bukan istilah

asing, maksudnya sudah banyak masyarakat awam yang telah mendengar

tentang metabolisme. Meskipun mungkin sebagian dari mereka tidak

mengetahui betul definisi tentang metabolisme, yang jelas istilah ini menjadi

kata yang tidak asing bagi telinga mereka. Kehidupan makhluk hidup,

termasuk mikroorganisme tidak luput dari sebuah proses dalam kehidupannya.

Proses itulah yang secara sederhana boleh diartikan sebagai metabolisme.

Ada beberapa pengertian tentang metabolisme. Semua pengerian

sebenarnya mengarah pada satu tujuan, yakni proses. Bahwa metabolisme

adalah sebuah rangkaian reaksi bersifat kimia yang terjadi dalam tubuh

makhluk hidup. Reaksi ini terjadi sebagai modal/sumber makhluk hidup untuk

mempertahankan kehidupannya.

Metabolisme sangatlah berkaitan erat dengan kerja enzim sebagai

substansi yang ada dalam sel yang jumlahnya amat kecil dan mampu

menyebabkan terjadinya perubahan-perubahan yang berkaitan dengan proses-

proses seluler dan kehidupan. Semua aktivitas metabolisme prosesnya

dikatalisis oleh enzim. Jadi kehidupan tidak akan terjadi tanpa adanya enzim

dalam tubuh mahluk hidup.

B. Tujuan

Adapaun tujuan dibuatnya makalah ini ialah untuk :

1. Mengetahui pengertian mikroorganisme.

2. Memahami macam-macam serta proses metabolisme yang dilakukan

mikroorganisme yang mencakup anabolisme dan katabolisme.

BAB II

PEMBAHASAN

A. Definisi Metabolisme

Mikroorganisme dalam hidupnya melakukan aktivitas metabolisme.

Metabolisme mikroorganisme merupakan proses-proses kimia yang terjadi di

dalam tubuh mikroorganisme. Metabolisme disebut juga reaksi enzimatis,

karena metabolisme terjadi selalu menggunakan katalisator enzim. Dalam

metabolisme mikroorganisme, energi fisik atau kimiawi dikonversi menjadi

energi melalui metabolisme mikrorganisme dan disimpan dalam bentuk

senyawa kimia yang disebut adenosine 5′-triphospate (ATP).

Mikroorganisme misalnya bakteri dalam hidupnya melakukan aktivitas

metabolisme. Tujuan metabolisme agar bakteri dapat bertahan

melangsungkan fungsi hidup.

B. Proses Metabolisme

1. Anabolisme

Anabolisme adalah penyusunan/ pengambilan zat makanan,

pembentukan karbohidrat yang membutuhkan energi dan sintetis protoplasma.

Merupakan sintesis protoplasma yang meliputi proses sintesa makromolekul

seperti asam nukleat, lipida dan polisakarida, dan penggunaan energi yang

dihasilkan dari proses katabolisme.

2. Katabolisme

Katabolisme merupakan penguraian bahan organik kompleks

menjadi bahan organik yang lebih sederhana, pembentukan energi dengan

menguraikan karbohidrat melalui reaksi oksidasi substrat. Merupakan

oksidasi substrat yang diiringi dengan terbentuknya energi, meliputi proses

degradasi sebagai reaksi penguraian bahan organik kompleks menjadi bahan

organik sederhana atau bahan anorganik yang menghasilkan energi dalam

bentuk ATP.

Jadi, secara sederhana dapat dikatakan bahwa anabolisme adalah

pembentukan senyawa yang memerlukan energi (Rekasi endergonik).

Misalnya pada fotosintesis yang membentuk C6G12O5 dari CO2 DAN H2O.

Sedangkan katabolisme adalah penguraian senyawa yang menghasilkan

energi (reaksi eksergonik), misalnya pada respirasi yang menguraikan

karbohidrat menjadi asam piruvat dan energi.

C. Senyawa Pembawa Energi, ATP dan ADP

Mikroorganisme memerlukan energi untuk :

1. Synthesa bagian sel (dinding sel, membran sel, dan substansi sel lainnya).

2. Synthesis enzim, asam nukleat, polisakarida, phospholipids, atau

komponen sel lainnya.

3. Mempertahankan kondisi sel (optimal) dan memperbaiki bagian sel yang

rusak .

4. Pertumbuhan dan perbanyakan .

5. Penyerapan hara dan ekskresi senyawa yang tidak diperlukan atau waste

products.

6. Pergerakan (Motilitas).

Energi yang tersimpan dalam bentuk senyawa ATP dapat diperoleh oleh

mikroorganisme melalui hidrolisa. Energi yang diperoleh dari melalui proses

atau reaksi kimia disebut sebagai free energy atau energi bebas (G). Pada

reaksi yang melepaskan energi, maka harga G adalah negatif, sedangkan pada

reaksi yang memerlukan energi, maka harga G adalah positif. Energi hasil

metabolisme disimpan oleh mikroorganisme dalam bentuk senyawa

phosporyl.

ATP terbentuk dari reaksi antara adenosine 5′-diphospate (ADP) dengan

phospat anorganik, membentuk ikatan phosporyl sebagai berikut :

ADP3- + Pi + H+ → ATP4- +H2O ΔG= +30 kJ/mol (1)

Reaksi diatas menunjukkan proses katabolisme, yaitu proses penguraian

zat untuk membebaskan energi kimia sebesar 30 kJ yang tersimpan dalam

senyawa organik. ATP yang telah tersintesa tersebut disimpan di dalam sel

untuk digunakan bila diperlukan. Energi yang tersimpan tersebut dikeluarkan

melalui hidrolisa ikatan phosporyl dalam suatu reaksi yang merupakan

kebalikan dari reaksi (1), yaitu sebagai berikut:

ATP4- +H2O → ADP3- + Pi + H+ ΔG= -30 kJ/mol (2)

Reaksi diatas merupakan proses anabolisme, yaitu pembentukan molekul

yang kompleks dengan menggunakan energi sebesar 30 kJ/mol. Kedua reaksi

di atas terjadi karena katalisa enzim ATP-ase.

D. Enzim

Enzim adalah katalis hayati. Katalis, walaupun dalam jumlah yang

amat sedikit, mempunyai kemampuan unik untuk mempercepat

berlangsungnya reaksi kimiawi tanpa enzim itu sendiri terkonsumsi atau

berubah setelah reaksi selesai.

Enzim adalah katalisator organik (biokatalisator) yang dihasilkan

oleh sel. Enzim berfungsi sebagai katalisator anorganik yaitu untuk

mempercepat reaksi kimia. Setelah reaksi berlangsung enzim tidak

mengalami perubahan jumlah sehingga jumlah enzim sebelum dan setelah

reaksi adalah tetap. Enzim mempunyai spesifitas yang tinggi terhadap reaktan

yang direaksikan dan jenis reaksi yang dikatalisis. Enzim melakukan berbagai

aktifitas fisiologik seperti penyusunan bahan organik, pencernaan, dan

pembongkaran zat yang memerlukan aktivator berupa biokatalisator.

1.   Sifat Umum Enzim

a. Disusun oleh senyawa protein.

b. Bekerja secara spesifik yaitu hanya mengkatalisis satu macam reaksi

saja.

c. Aktivitas enzim dipengaruhi suhu, PH, substrat dan inhibitor. Setiap

enzim memiliki suhu dan PH optimum.

d. Enzim memiliki sifat alosentrik, yaitu mampu berkaitan dengan

inhibitor ataupun aktivator.

2.   Mekanisme Kerja Enzim

Enzim meningkatkan kecepatan reaksi dengan cara menurunkan

energi aktivasi. Energi aktivasi adalah energi yang diperlukan untuk

mengaktifkan suatu reaktan sehingga dapat bereaksi untuk membentuk

senyawa lain. Energi potensial hasil reaksi menjadi lebih rendah, tetapi

enzim tidak mempengaruhi letak keseimbangan reaksi. Saat

berlangsungnya reaksi enzimatik terjadinya ikatan, sementara enzim

dengan substratnya reaktan. Ikatan sementara bersifat labil dan hanya

untuk waktu yang singkat saja. Selanjutnya ikatan enzim substrat akan

pecah menjadi enzim dan hasil akhir. Enzim yang terlepas kembali

setelah reaksi dapat berfungsi lahi sebagai biokatalisator untuk reaksi

yang sama.

3.   Struktur Enzim

a. Ada enzim yang mengandung komponen kimia lain selain protein.

Komponen ini disebut kofaktor, suatu komponen yang bukan protein

Kofaktor berupa :

Molekul anorganik seperti Fe2+, Mn2+, Cu2+, Na+ atau molekul organik

kecil yang disebut koenzim misalnya vitamin B, B1, dan B2.

b. Koenzim yang terikat kuat secara kovalen pada protein enzim disebut

gugus prostetik.

c. Enzim yang strukturnya sempurna dan aktif mengkatalisis, bersama-

sama koenzim atau gugus logamnya disebut holoenzim.

4.   Klasifikasi/ Penggolongan Enzim

a.   Penggolongan Enzim Berdasarkan Tempat Bekerjanya

1.   Endoenzim

Endoenzim disebut juga enzim intraseluller yaitu enzim

yang berkerja di dalam sel. Umumnya merupakan enzim yang

digunakan untuk proses sintesis di dalam sel dan untuk

pembentukan energi (ATP) yang berguna untuk proses

kehidupan sel misalnya, dalam proses respirasi.

2.   Eksoenzim

Eksoenzim disebut juga enzim ekstraseluller yaitu

enzim yang berkerjanya di luar sel. Umumnya berfungsi untuk

mencernakan substrat secara hidrolisis untuk dijadikan molekul

yang lebih sederhana dengan berat molekul lebih rendah

sehingga dapat masuk melewati membran sel. Energi yang

dibebaskan pada reaksi pemecahan substrat di luar sel tidak

digunakan dalam proses kehidupan sel.

b.   Penggolongan Enzim Berdasarkan Daya Katalisis

1.   Oksidoreduktase

Enzim ini mengkatalisis reaksi oksidasi-reduksi yang

merupakan pemindahan elektron, hidrogen atau oksigen.

Contoh; enzim elektron transfer oksidase dan hidrogen

perioksidase (katalase).

2.   Transferase

Enzim ini mengkatalisis pemindahan gugus molekul dari

satu molekul ke molekul lain. Contoh; transaminase,

transfosforilase, dan transasilase.

3.   Hidrolase

Enzim ini mengkatalisis reaksi-reaksi hidrolisis. Contoh;

karboksilesterase, lipase dan peptidase

4.   Liase

Enzim ini berfungsi untuk mengkatalisis pengambilan atau

penambahan gugus dari satu molekul tanpa melalui proses

hidrolisis.

5.   Isomerase

Isomerase meliputi enzim-enzim yang mengkatalisis

reaksi isomerisasi yaitu; rasemase, epirerase, co-transisomerase,

intramolekul ketolisorerase, dan murase.

6.   Ligase

Enzim ini mengkatalisis penggabungan dua molekul

dengan dibebaskannya molekul priposfat dari nukleosida

trifosfat. Contoh; enzim asetat

7.   Enzim Lain dengan Tata Nama Berbeda

Ada beberapa enzim yang penamaanya tidak menurut cara

diatas misalnya enzim pepsin, triosin, dan sebagainya serta

enzim yang termasuk permease. Permease adalah enzim yang

berperan dalam menentukan sifat selektif permeabel dari

membran sel.

c.    Penggolongan Enzim Berdasarkan Cara Terbentuknya

1.   Enzim Konstitutif

Kadar enzim dalam sel berjumlah normal atau tetap pada sel

hidup

2.   Enzim Adaptif

Enzim yang pembentukkannya dirangsang oleh adanya subtrat.

Contoh : enzim beta galaktosidase yang dihasilkan oleh bakteri

E. coli.

d.   Penggolongan Enzim Berdasarkan Substratnya

1. Kerbohidrase, merupakan enzim yang menguraikan karbohidrat

yang mencakup; amilase, maltase, laktase, selulase dan

pektinase.

2. Esterase, merupakan enzim yang memecah golongan ester,

antara lain; lipase dan posfatase.

3. Protease, merupakan enzim yang menguraikan golongan

protein, contohnya; peptidase, gelatinase, dan renin.

5.   Faktor-faktor yang Mempengaruhi Reaksi Enzimatik

a. Substrat (Reaktan)

Kecepatan reaksi enzimatik umumnya diketahui kadarsubstrat,

penambahan kadar substrat sampai jumlah tertentu dengan jumlah

enzim yang tetap, akan mempercepat reaksi enzimatik sampai

mencapai maksimum. Penambahan substrat selanjutnya tidak akan

menambah kecepatan reaksi, kecepatan reaksi enzimatik juga

dipengaruhi kadar enzim, jumlah enzim yang terikat substrat dan

konstanta.

b. Suhu

Seperti reaksi kimia pada umumnya, maka reaksi enzimatik

dipengaruhi oleh suhu. Kenaikan suhu sampai optimum akan diikuti

pula oleh kenaikan kecepatan reaksi enzimatik. Umumnya enzim

mengalami denaturasi pada suhu diatas 500 C. Walaupun demikian ada

beberapa enzim yang tahan terhadap suhu tinggi.

c.   Keasaman (PH)

PH dapat mempengaruhi aktivitas enzim. Daya katalisis enzim

menjadi rendah pada PH rendah maupun tinggi, karena terjadinya

denaturasi enzim. Enzim mempunyai gugus aktif yang bermuatan

positif dan negatif. Aktivitas enzim akan optimum kalau terdapat

keseimbangan antara muatannya. Pada keadaan masam muatannya

cenderung positif, dan pada keadaan basis muatannya cenderung

negatif sehingga aktivitas enzimnya menjadi berkurang atau bahkan

menjadi tidak aktif. PH optimum untuk masing-masing enzim tidak

selalu sama. Sebagai contoh amilase jamur mempunyai PH optimum

5,0 dan arginase mempunyai PH optimum 10.

d.  Penghambat Enzim (Inhibitor)

Seperti namanya, inhibitor adalah substansi yang memiliki

kecenderungan untuk mencegah aktivitas enzim. Inhibitor enzim

mengganggu fungsi enzim dalam dua cara yang berbeda. Berdasarkan

ini, mereka dibagi menjadi dua kategori: inhibitor kompetitif dan

inhibitor kompetitif. Sebuah inhibitor kompetitif memiliki struktur

yang sama dengan molekul substrat, dan sehingga akan melekat pada

diaktifkan pusat enzim mudah dan membatasi pembentukan ikatan

kompleks enzim-substrat. Sebuah inhibitor nonkompetitif adalah salah

satu yang membawa perubahan (s) dalam bentuk enzim dengan

bereaksi dengan situs aktif. Dalam kondisi ini, molekul substrat tidak

dapat mengikat dirinya pada enzim dan dengan demikian, kegiatan

selanjutnya diblokir.

E.   Katabolisme : Respirasi dan Fermentasi

1. Respirasi

Respirasi merupakan proses terjadinya pembongkaran suatu zat

makanan sehingga menghasilkan energi yang diperlukan oleh

mikroorganisme tersebut. Jika oksigen yang diperlukan dalam proses

respirasi maka disebut respirasi aerob. Ada juga spesies bakteri yang

mampu melakukan respirasi tanpa adanya oksigen, maka peristiwa itu

disebut respirasi anaerob.

a. Respirasi aerob

Respirasi aerob merupakan serangkaian reaksi enzimatis yang

mengubah glukosa secara sempurna menjadi CO2, H2O dan

menghasilkan energi. Menurut penyelidikan energi yang terlepas

sebagai hasil pembakaran 1 grammol glukosa adalah 675 Kkal. Dalam

respirasi aerob, glukosa dioksidasi oleh oksigen, dan reaksi kimianya

dapat digambarkan sebagai berikut:

C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 12 H2O + 675 Kkal

Dalam kenyataan reaksi yang terjadi tidak sesederhan itu. Banyak

tahap reaksi yang terjadi dari awal hingga terbentuknya energi. Reaksi-

reaksi tersebut dibedakan menjadi tiga tahap yakni glikolisis, siklus

kreb (the tricarboxylic acid cycle) dan transfer elektron.

Gambar 1. Tahapan respirasi

1. Glikolisis

Glikolisis adalah serangkaian reaksi enzimatis yang memecah

glukosa (terdiri dari 6 atom C) menjadi dua molekul asam piruvat

(terdiri dari 3 atom C). Glikolisis juga menghasilkan ATP dan

NADH + H+.

2. Tricarboxylic acid cycle (Siklus Krebs)

Merupakan serangkaian reaksi metabolisme yang

mengubah asetil koA yang direaksikan dengan asam oksaloasetat

(4C) menjadi asam sitrat (6C). Selanjutnya asam oksaloasetat

memasuki daur menjadi berbagai macam zat yang akhirnya akan

membentuk oksaloasetat lagi.

3. Transfer Elektron

Setelah proses tricarboxylic acid maka yang terakhir adalah

proses transfer elektron. Transfer elektron merupakan reaksi

pemindahan elektron melelui reaksi redoks (reduksi-oksidasi).

karena respirasi mebutuhkan jumlah ATP dari proses oksidasi

NADH dan FADH. Maka dibutuhkan senyawa senyawa yang

memiliki potensial reduksi rendah sebagai akseptor elektron, dan

O2 sangat ideal sebagai akseptor.  Elektron yang berasal dari

oksidasi substrat NADH atau FADH2, melalui serangkaian redoks

atau reduksi-oksidasi reaksi, lalu ke terminal akseptor. Dalam

proses ini, energi dilepaskan selama aliran elektron digunakan

untuk membuat gradien proton.

Energi yang ditangkap dalam ikatan energi yang tinggi ketika

P (fosfat) anorganik bergabung dengan molekul ADP untuk

membentuk ATP. Proses ini disebut fosforilasi oksidatif. Energi

(ATP) dalam sistem transpor elektron terbentuk melalui reaksi

fosforilasi oksidatif, Energi yang dihasilkan oleh oksidasi 1 mol

NADH atau NADPH2 dapat digunakan untuk membentuk 3 mol

ATP. Reaksinya sebagai berikut.

NADH + H+ + 1/2 O2 + 3ADP + 3H3PO4 → NAD+   +  3ATP + 4H2O

Sementara itu, energi yang dihasilkan oleh oksidasi 1 mol

FADH2 dapat menghasilkan 2 mol ATP. Beberapa jenis enzim

yang terlibat dalam pengangkutan elektron seperti NADH

dehidrogenase, sitokrom reduktase, dan sitokrom oksidase.

Pembawa elektron terdiri dari flavoprotein (contohnya FAD

dan mononukleotida flavin, FMN), besi sulfur (FeS), dan sitokrom,

protein dengan cincin  yang berisi besi yang disebut heme. Gugus

non-protein seperti lipid-soluble (larutan dalam lemak) yang lebih

dikenal dengan quinones.

b. Respirasi anaerob

Beberapa bakteri fakultatif anaerob dan obligatif anaerob

melakukan respirasi anaerob. Dengan melibatkan electron transport

system (ETS), tetapi terminal akseptor elektron selain oksigen.

Anaerob obligat adalah organisme yang mati bila terkena oksigen,

seperti Clostridium tetani dan Clostridium botulinum, yang masing-

masing menyebabkan tetanus dan botulisme.

Bakteri anaerob fakultatif adalah bakteri yang dapat hidup dengan

baik bila ada oksigen maupun tidak ada oksigen. Contoh bakteri

anaerob fakultatif antara lain Escherichia coli, Streptococcus,

Alcaligenes, Lactobacillus, dan Aerobacter aerogenes. Anaerob

fakultatif dapat hidup dengan adanya atau tidak adanya oksigen, tetapi

lebih memilih untuk menggunakan oksigen. Contoh jenis ini termasuk

Escherichia coli.

Contoh respirasi anaerob berikut :

1.      Respirasi NitratRespirasi nitrat dilakukan oleh bakteri anaerob fakultatif.

Potensi redoks nitrat adalah +0.42 Volt, dibandingkan dengan oksigen yang potensial redoksnya +0,82 volt. Akibatnya, lebih sedikit energi yang digunakan dibandingkan dengan oksigen sebagai terminal akseptor elektron dan molekul lebih sedikit ATP yang terbentuk. Proses ini memiliki beberapa langkah, yang mana nitrat direduksi menjadi nitrit dan nitrogen oksida menjadi dinitrogen, yang disebut sebagai dissimilatory nitrate reduction atau denitrifikasi. Reaksi denitrifikasi sebagai berikut:

2NO3- + 12 e- + 12 H+  → N2 + 6 H2O

 Denitrifikasi dilakukan oleh spesies Pseudomonas

stutzeri, Pseudomonas aeruginosa, Paracoccus denitrificans dan

Thiobacillus denitrificans.

Bakteri ini adalah kelompok bakteri yang memiliki

kemampuan untuk melakukan reaksi reduksi senyawa nitrat  (NO3-)

menjadi senyawa nitrogen bebas (N2). Pada beberapa kelompok

bakeri denitrifikasi, dapat ditemukan senyawa nitrogen oksida

(NO) sebagai hasil sampingan metabolisme. Proses ini pada

umumnya berlangsung secara anaerobik (tanpa melibatkan

molekul oksigen, O2).

Proses denitrifikasi merupakan salah satu dari

rangkaian siklus nitrogen yang berperan dalam mengembalikan

senyawa nitrat yang terakumulasi di wilayah perairan, terutama

laut, untuk kembali dipakai dalam bentuk bebas. Di samping itu,

reaksi ini juga menghasilkan nitrogen dalam bentuk lain, seperti

dinitrogen oksida (N2O). Senyawa tersebut tidak hanya dapat

berperan penting bagi hidup berbagai organisme, tetapi juga dapat

berperan dalam fenomena hujan asam dan rusaknya ozon. Senyawa

N2O akan dioksidasi menjadi senyawa NO dan selanjutnya bereaksi

dengan ozon (O3) membentuk NO2- yang akan kembali ke bumi

dalam bentuk hujan asam (HNO2).

Sedangkan bakteri fakultatif Anaerob seperi, E. coli dan sejenisnya, yang hanya mereduksi nitrat menjadi nitrit, dan enzim.

2.      Respirasi Sulfat

Respirasi sulfat dilakukan oleh sebagian kecil bakteri

heterotrophic, yang semuanya oligatif anaerob, seperti bakteri dari

spesies Desulfovibrio. Bakteri ini membutuhkan sulfat sebagai

aseptor proton  dan terduksi menjadi sulfit. Reaksi sulphate

respiration sebagai berikut:

SO42- + 8 e- + 8 H+ → S2- + H2O

3.      Respirasi Karbonat

 Respirasi Karbonat dilakukan oleh bakteri seperti

Methanococcus dan Methanobacterium. Bakteri tersebut

merupakan anaerob obligat yang mereduksi CO2, dan kadang-

kadang karbon monoksida, untuk menjadi metana. Bakteri

metanogen yang biasa menggunakan hidrogen sebagai sumber

energi dan ditemukan di lingkungan yang rendah nitrat dan sulfat,

misalnya usus beberapa hewan, rawa, sawah dan digester limbah

lumpur. Reaksi respirasi karbonat hingga membentuk metan

sebagai berikut:

CO2 + 4H2 →CH4 + 2H2O

Selain nitrat, sulfat dan karbon dioksida, besi besi (Fe3+),

mangan (MN4+) dan beberapa organik senyawa (sulfoksida dimetil,

fumarat, glisin dan oksida trimetilamina) dapat berfungsi sebagai

terminal elektron akseptor untuk respirasi anaerob tertentu bakteri.

2. Fermentasi

             Bila respirasi tidak bisa dilakukan, organisme harus menggunakan

mekanisme alternatif untuk membentuk pasokan koenzim, selama oksidasi

glukosa menjadi piruvat. Jika NAD (P) H tidak teroksidasi kembali ke

NAD (P)+, katabolisme akan berhenti. Akibatnya, akseptor terminal

elektron yang cocok harus ditemukan untuk mengambil

elektron. Fermentasi adalah proses perombakan senyawa organik dalam

kondisi anaerob menghasilkan produk berupa asam-asam organik, alkohol

dan gas, yang kemudian dikeluarkan dari sel, sedangkan fermentasi itu

bermacam-macam seperti:

a. Fermentasi alkohol dilakukan oleh yeasts, jamur dan bakteri.

Fermentasi 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→ 2 C2H5OH + 2 CO2 + 2 H2O + 2 ATP

b. Fermentasi asam laktat yang dilakukan oleh sejumlah bakteri, seperti

Streptococcus, Lactobacillus, Lactococcus dan Leuconostoc, serta

beberapa jamur, alga dan protozoa. Turunan piruvat, adalah akseptor

elektron dan membentuk laktat. Ada dua bentuk fermentasi ini yakni:

1)  Fermentasi homolaktis dilakukan oleh bakteri seperti

Lactobacillus acidophilus dan Lactobacillus casei, yang

mereduksi semua piruvat yang dihasilkan pada proses glikolisis

menjadi asam laktat.

2) Fermentasi heterolaktis menghasilkan produk lainnya dan asam

laktat. Organisme yang melakukan ini seperti Leuconostoc

mesenteroides dan Lactobacillus brevis.

c. Fermentasi asam campuran yang dilakukan oleh E. coli dan bakteri

fakultatif anaerob. Produknya meliputi laktat, asetat, dan etanol.

Beberapa organisme memiliki kemampuan untuk mereduksi piruvat

menjadi hidrogen dan CO2.

d. Fermentasi 2,3-Butanediol dilakukan oleh Enterobacter, Erwinia,

Klebsiella dan Serratia. Sama seperti fermentasi campuran asam,

namun menghasilkan butanadiol, netanol dan asam.

e. Fermentasi asam propionat dilakukan oleh beberapa bakteri d usus,

seperti Propionibacterium dan sejenisnya, beberapa terlibat dalam

produk komersil Swiss-keju dan vitamin B12 (cobalamin). Propionat

yang terbentuk dari piruvat yang melalui jalur methylmalonyl CoA,

dimana piruvat terkarboksilasi menjadi oksaloasetat, dan kemudian

direduksi menjadi propionat melalui malate, fumarate dan suksinate

f. Fermentasi asam butirat dilakukan oleh spesies Clostridium. Bakteri

ini memproduksi aseton, butanol, propanol, alkohol dan asam lainnya.

Bakteri ini juga memfermentasi asam amino dan senyawa nitrogen

lainnya, serta karbohidrat.

F. Anabolisma : Fotosintesis

Proses metabolisme mikroorganisme dapat dibedakan menjadi dua

berdasarkan sumber energinya yaitu fototrof dan kemotrof. Sedangkan apabila

berdasarkan kemampuan mendapat sumber karbonnya menjadi dua juga yaitu

autotrof dan heterotrof.

Mikroorganisme fototrof adalah mikroorganisme yang menggunakan

cahaya sebagai sumber energi utamanya. Fototrof dibagi menjadi dua yakni :

fotoautotrof dan fotoheterotrof.

1. Fotoautotrof

Organisme yang termasuk fotoautrotrof melakukan fotosintesis.

Sedangkan fotosintesis adalah proses mensintesis senyawa organik

kompleks dari unsur-unsur anorganik dengan menggunakan energi cahaya

matahari. Fotosintesis tidak hanya dilakukan oleh tumbuhan namun juga

dilakukan oleh mikroba. Mikroba yang melakukan fotosintesis seperti

Cyanobacteria, serta beberapa jenis algae. Pada  Reaksi umum yang terjadi

dpat dituliskan sebagai berikut :

            6H2O + 6CO2 + cahaya → C6H12O6 + 6O2

dalam fotosintesis terjadi dua tahapan reaksi terang dan reaksi gelap. Reaksi

terang atau fosforilasi reaksi ini terjadi di tilakoid dan reaksi gelap terjadi di

dalam stromokloroplas. Reaksi terang merupakan pemecahan air menjadi hidrogen dan

oksigen yang disebut dengan fotolisis. Hidrogen hasil fotolisis digabung

dengan karbondioksida yang ditangkap dari uadara bebas untuk membentuk

glukosa. Pada reaksi terang, atom hydrogen dari molekul H2O dipakai untuk

mereduksi NADP menjadi NADPH, dan O2 dilepaskan sebagai hasil

samping reaksi fotosintesis. Reaksi ini juga dirangkaikan dengan reaksi

endergonik pembentukan ATP dari ADP + Pi. Dengan demikian tahap

reaksi terang dapat dituliskan dengan persamaan:

Dalam hal ini pembentukan ATP dari ADP + Pi merupakan suatu

mekanisme penyimpanan energi matahari yang diserap kemudian diubah

menjadi bentuk energi kimia. Proses ini disebut fotofosforilasi. 

Tahap kedua disebut tahap reaksi gelap. Dalam hal ini senyawa kimia

berenergi tinggi NADPH dan ATP yang dihasilkan dalam tahap pertama

(reaksi gelap) dipakai untuk proses reaksi reduksi CO2 menjadi glukosa

dengan persamaan:

Gambar 2. Reaksi gelap dan terang

2. Fotoheterotrof                Fotoherotrof adalah kelompok kecil bakteri yang menggunakan

energi cahaya tapi membutuhkan zat organik seperti alkohol, asam lemak,

atau karbohidrat sebagai sumber karbon. Organisme ini meliputi bakteri

non-sulfur, bakteri ungu, dan hijau.

Contoh :

Fotosintesis anoksigenik, yaitu proses fototrof mana energi cahaya

ditangkap dan diubah menjadi ATP, tanpa menghasilkan oksigen.

1. Fotosintesis bakteri ungu non belerang

CO2 + 2CH3CHOHCH3 → (CH2O) + H2O + 2CH3COCH3

2. Fotosintesis bakteri hijau belerang

CO2 + 2H2S → (CH2O) + H2O + 2S

            Mikroorganisme kemotrof, mikroorganisme ini bergantung kepada

reaksi oksidasi dan reduksi akan zat anorganik atau organik sebagai sumber

energi mereka. Mikroorganisme kemotrof dibagi menjadi dua yakni

kemoautotrof dan kemoheterotrof.

1. Kemoautotrof 

Kemoautotrof adalah organisme kemotrof yang sumber karbonnya

berasal dari CO2, hanya memerlukan CO2 sebagai sumber karbon bukan

sebagai sumber energi. Bakteri ini memperoleh energi dengan

mengoksidasi bahan-bahan anorganik. Energi kimia diekstraksi dari

hidrogen sulfida (H2S), amonia (NH3), ion fero (Fe2+), atau bahan kimia

lainnya. Contohnya adalah bakteri Sulfolobus sp. yang mengoksidasi

sulfur.

2. Kemoheterotrof

Kemoheterotrof adalah organisme kemotrof yang sumber

karbonnya dari senyawa-senyawa organik (mengonsumsi molekul organik

untuk sumber energi dan karbon). Dibagi menjadi dua berdasarkan

akseptor elektron terakhirnya. Apabila akseptor terakhirnya adalah

O2 contohnya adalah hewan dan hampir semua fungi, protozoa, serta

bacteria. Apabila akseptor terakhirnya bukan O2 adalah Streptococcus

sp dan Clostridium sp.

  

BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan

Mikroorganisme mengalami proses kimia dalam tubuhnya yang meliputi

proses anabolisme dan katabolisme. Anabolisme misalnya pada fotosintesis,

dan katabolisme contohnya respirasi. Selain itu, ada pula mikroorganisme yang

bergantung kepada reaksi oksidasi dan reduksi akan zat anorganik atau organik

sebagai sumber energi mereka, disebut mikroorganisme kemotrof.

B. Saran

Makalah ini masih banyak terdapat kekurangan, misalnya masih ada kata-

kata yang salah dalam pengetikan, tidak mencantumkan kutipan atau catatan

kaki. Hal itu disebabkan karena keterbatasan waktu penulis dalam membuat

makalah ini. Oleh sebab itu penulis berharap agar pembaca dapat

memakluminya.

DAFTAR PUSTAKA

Kristy, Yanti. 2014. Perbedaan Bakteri Anaerob dan aerob dalam penggunaan oksigen. Website :http://www.sridianti.com/perbedaan-bakteri-anaerob-dan-aerob-dalam-penggunan-oksigen.html. Diakses pada 3 November 2014 pukul 19.44 WIB.

Kusnadi. 2012. Metabolisme Mikroba. Website : http://file.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._BIOLOGI/196805091994031-KUSNADI/KULIAH,_METABOLISME_MIKROBA.ok.pdf. Diakses pada 11 November 2014 pukul 04.20 WIB.

Pelczar, Michael J. 2008. Dasar-Dasar Mikrobiolgi. Universitas Indonesia: Jakarta

Priani, Nunuk. 2003. Metabolisme Mikroorganisme. Website :http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/818/1/biologi-nunuk1.pdf. Diakses pada 08 November 2014 pukul 21.26 WIB.

Suharni, Theresia Tri. 2007. Mikrobiologi umum. Yogyakarta : Penerbit Universitas Atma Jaya.

Wibowo, Marlia Singgih. 2013. Metabolisme Mikroorganisme. Website : http://download.fa.itb.ac.id/filenya/Handout%20Kuliah/Biosintesis%20Senyawa%20Obat/METABOLISME%20MIKROORGANISME.pdf. Diakses pada 01 November 2014 pukul 19.20 WIB.

Wikanastri. 2014. Metabolisme Mikroorganisme. Website :http://tekpan.unimus.ac.id/wp-content/uploads/2014/04/P2-METABOLISME-MIKROORGANISME.pdf. Diakses pada 08 November 2014 pukul 20.30 WIB.