MINERAL MAKRO

Prodi Kimia

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahu an Alam

Universitas Negeri Jakarta

By

Intan Nurfitria

Nadya Priskanauli

• Merupakan mineral-mineral yang diperlukan tubuh

dalam jumlah yang cukup besar

• Sebagai kofaktor inorganic dalam mekanisme kerja

enzim

MAKRO MINERAL

UNSUR-UNSUR MAKRO

• Ca calcium

• P phosphorus

• S sulfur

• K potassium

• Cl chloride

• Na sodium

• Mg magnesium

FUNGSI MAKRO MINERAL

Secara Umum

• Macrominerals diperlukan untuk membangun tulang

• Menjaga cairan tubuh

• Menjaga pH yang tepat dalam jaringan tubuh

• Mentransmisikan impuls saraf

• Mempertahankan struktur membran sel

• Memfasilitasi tindakan enzim

Secara Khusus terhadap Enzim

• Sebagai kofaktor:

biasanya ion logam, sering diklasifikasikan sebagai zat anorganik

yang diperlukan atau meningkatkan laju, katalisis.

• Kofaktor adalah senyawa kimia non-protein yang terikat pada

protein dan diperlukan untuk aktivitas biologis protein.

• Protein ini umumnya enzim, dan kofaktor dapat dianggap sebagai

"molekul pembantu" yang membantu dalam reaksi biokimia.

• Kofaktor nampak super-switch untuk produksi energi dan

keseimbangan, pertumbuhan, perkembangan, reproduksi,

kelangsungan hidup, dan perpanjangan hidup

• fungsi co-factor adalah mineral yang biasanya bekerja

berpasangan. misalnya Ca: Mg dan Besi: tembaga: kobalt.

PHOSPHORUS (P)Fungsi :

Tersedia dalam bentuk H3PO4, H2PO4- HPO4

2-

1. Sebagai Penyusun asam nukleat

PO43-

2. Sebagai Pospolipid membran sel

• Fosfolipid memiliki kerangka gliserol dan 2 gugus asil. Pada posisi

ketiga dari kerangka gliserol di tempati oleh guguas fosfat yang terikat

pada amino alkohol.• Fungsi dari fosfolipid antara lain sebagai bahan penyusun membran sel.

Beberapa fungsi biologik lainnya antara lain adalah

sebagai surfaktanparu-paru yang mencegah perlekatan

dinding alveoli paru-paru sewaktu ekspirasi.

3. Sebagai penyusun Koenzim

Contohnya Pada Co-A

Struktur:

Koenzim A adalah sebuah kofaktor yang dikenal karena berperan

dalam sintesis dan oksidasi asam lemak, serta oksidasi asam

piruvat dalam siklus asam sitrat. Semua lintasan biologis yang

melibatkan Enzim, ternyata juga memerlukan koenzim A sebagai Substrat.

contoh: substrat tioester seperti Asetil Ko-A pada

sintesis sisteamina, asam pantotenat, dan adenosin trifosfat (ATP).

Contohnya pada tahap fotosintesis

4. Pospat sebagai pembentukan ADP, ATP, NADP

a. Mekanisme ATP dan ADP

5. Sebagai kofaktor reaksi Oksidasi Gliseraldehida-3-fosfat

• Enzim Gliseraldehida-3-fosfat Dehidrogenase bekerja sebagai

katalis pada reaksi Oksidasi Gliseraldehida-3-fosfat menjadi Asam

1,3-difosfogliserat. Dalam reaksi ini digunakan koenzim NAD+,

sedangkan gugus fosfat diperoleh dari asam fosfat. Reaksi oksidasi ini

mengubah aldehid menjadi asam karboksilat.

• Contoh Mekanisme sintesis lemak Produksi asetil KoA dan

NADPH melibatkan Pospor

II. Sumber phosphorus

• Susu, Daging, Ikan, Kacang, Padi,

Telur

KEKURANGAN DAN KELEBIHANUNSUR FOSFOR (P)

1. Kekurangan

• Kerusakan tulang,

• Rasa lelah,

• Kurang nafsu makan

2. Kelebihan

• Jarang terjadi. Bila kadar fosfor darah terlalu tinggi,

ion fosfat akan mengikat Ca kejang

BELERANG (S)

• bagian dari zat-zat gizi esensial seperti tiamin dan biotin,

serta as.amino metionin dan sistein

• Terdapat di dalam tulang rawan, kulit, rambut dan kuku

• Belerang diabsorpsi sebagai bagian dari asam amino yaitu

sulfat anorganik

• Bagian dari enzim glutation, berbagai koenzim dan vitamin

• S diekskresi melalui urin sebagai ion bebas SO42-

• Fungsi sulfur sebagai Unsur utama komponen asetil Co-A

• Struktur Co-A

KoA-asetil bisa didapat dari oksidasi asam piruvat dengan reaksi

dehidrogenasi dengan katalis kompleks piruvat dehidrogenase.

Sedangkan reaksi dengan enzim liase format piruvat pada asam

piruvat akan menghasilkan asetil-KoA dan asam format.

• Fungsi sulfur sebagai Koenzim pada biosintesis

cysteine dari serin tumbuhan dan hewan

• Sulfur untuk sintesis sistein berasal dari metionin.

Kondensasi dari ATP dan metionin dikatalisis oleh enzim

metionin adenosiltransfrease menghasilkan S-

adenosilmetionin (SAM).

2. Sumber :

• Makanan berprotein.

3. Akibat kelebihan :

• Tidak ada

4. Akibat kekurangan :

• Menggangu pertumbuhan

KLOR (CL)

• Anion utama cairan ekstraselular

• 0,15% BB

• Konsentrasi t’tinggi dlm cairan serebrospinal, lambung &

pankreas

Absorpsi & ekskresi

• Absorpsi di usus halus

• Ekskresi melalui urin & keringat

• Loss Cl~Loss Na

1. Fungsi :Secara Umum

• Menjaga tekanan osmotik,

• asam basa,

• kadar air dalam tubuh,

• membantu HCl pada lambung,

• dan memelihara keseimbangan cairan elektrolit.

2. Sumber :• Garam dapur,

• ikan,

• dan makanan laut.

3. Akibat kelebihan :

Belum siketahui

4. Akibat kekurangan :

Gangguan pencernaan, kontraksi otot

abnormal

• Fungsi Cl sebagai mineral pada enzim amilase

• Kalium terdapat di dalam sel.

• Na : K dalam cairan intraselular = 1:10

• Na : K dalam cairan ekstraselular = 28:1

• 95% K dalam cairan intraselular

Absorpsi & ekskresi

80-90% K diekskresi melalui urin, sisanya melalui feses &

sedikit melalui keringat & cairan lambung

Taraf K dipelihara ginjal + aldosteron

• Fungsi kalium sebagai menjaga potensial membrane

sel

• Potassium(K) berfungsi sebagai kofaktor enzim piruvat kinase

• Enzim piruvat kinase berfungsi pada proses sintesis glukosa

Sumber :

• Hampir semua makanan,

• khususnya yang mengandung protein.

Akibat kelebihan :

• Kejang otot

Akibat kekurangan :

• Kelemahan otot, pertumbuhan terhambat, denyut

jantung tidak teratur, gangguan pernapasan, karies

(kerusakan gigi)

MAGNESIUM (MG)

• Kation no 2 paling banyak setelah Na

dalam cairan interseluler. Mg dialam merupakan bagian dari

klorofil daun

• Terdapat di tulang & gigi, otot jaringan lunak lainnya

Absorpsi :

• Di absorpsi di usus halus dan di sekresikan melalui kotoran.

• Konsumsi >>> 30% diabsorpsi

• Konsumsi <<< 60%

• Keseimbangan Mg dlm tubuh terjadi melalui penyesuaian ekskresi Mg

melalui urin

1. Fungsi sebagai unsur pembentuk dan katalis

dalam sintesis klorofil.

• sintesis protein,

• respirasi sel,

• katalisator reaksi yang melibatkan ATP dan

ADP serta memelihara kesehatan otot dan

saraf.

• Mg berfungsi sebagai kofaktor pada enzim :

1. Hexokinase

2. Phospho fructokinase

3. Fosfogliseril Kinase

4. Pyruvate carboxylase

1. Reaksi enzim heksokinase berfungsi pada proses

glikolisis

2. Reaksi enzim Phospho fructokinase berfungsi pada proses

glikolisis

3. Kofaktor pada Reaksi pengubahan Asam 1,3-difosfogliserat

• Tahap ini yaitu pengubahan Asam 1,3-difosfogliserat menjadi Asam 3-

fosfogliserat dengan bantuan enzim Fosfogliseril Kinase.

• Dalam reaksi ini terbentuk satu molekul ATP dari ADP dan ion

Mg++ sebagai kofaktor. Karena ATP adalah senyawa fosfat berenergi tinggi,

maka reaksi ini berfungsi untuk menyimpan energi yang dihasilkan oleh

proses glikolisis dalam bentuk ATP.

4. Reaksi pemindahan gugus fosfat dari Asam Fosfoenol piruvat

kepada ADP

• Enzim Piruvat Kinase merupakan katalis pada reaksi pemindahan gugus

fosfat dari Asam Fosfoenol piruvat kepada ADP sehingga terbentuk

molekul ATP dan molekul Asam Piruvat.

• Dalam reaksi ini diperlukan ion Mg++dan K+ sebagai aktivator.

Sumber :

• Sayuran hijau,

• hati,

• dan telur.

Akibat kelebihan :

• diare

• gangguan fungsi saraf

Akibat kekurangan :

• gangguan ginjal dan

cardiovaskuler

• control emosi dan mental turun

Metabolisme Sodium fungsi sebagai permeabilitas sel

• Fungsi Na merangsang fosforlasi oleh ATP

Sumber :

• Garam dapur (NaCl),

• ikan,

• dan makanan laut.

Akibat kelebihan :

• Hipertensi (tekanan darah tinggi)

Akibat kekurangan :

• Gangguan jantung dan ginjal, kelelahan dan kejang

otot

ABSOBSI DAN EKSKRESI NATRIUM

• Natrium di absobsi secara aktif (membutuhkan energi).

• Natrium yang di absobsi di bawa oleh aliran darah ke ginjal.

Disini natrium di saring dan di kembalikan ke aliran darah dalam

jumlah yang cukup untuk mempertahankan taraf natrium dalam

darah.

• Kelebihan natrium yang jumlahnya mencapai 90-99% dari yang

di konsumsi, dikeluarkan melalui urine.

• Pengeluaran natrium ini di atur oleh hormone aldosteron, yang

di keluarkan kelenjar adrenal bila kadar natrium darah menurun.

• Aldosteron merangsang ginjal untuk mengabsorbsi

kembali natrium. Dalam keadaan normal, natrium yang

di keluarkan melalui urine sejajar dengan jumlah

natrium yang di konsumsi.

• Jumlah natrium dalam urine tinggi bila konsumsi tinggi

dan sebaliknya

Sebagai kofaktor Aktivasi enzim

• Calmodulin adalah protein pengatur yang mengikat kalsium,

dengan berat molekul 17.000 Dalton Calmodulin bisa mengikat

dengan 4 ion kalsium Pengikatan kalsium menyebabkan

aktivasi enzim

• Calmodulin adalah bagian dari berbagai regulasi enzim kinase

yang diaktifkan oleh Ca2+ meliputi lipase pankreas, enzim jalur

koagulasi, dan rennin.

Kalsium (Ca)

Penggunaan kalsium

pada sel otot

• Fungsi Kalsium Sebagai Kofaktor terhadap Enzim trombokinase

sebagai proses pembekuan darah

• Kalsium sebagai Kofaktor pada enzim protein phosphatase

effectors terhadap proses phosporilation

• Reaksi:

• Kalsium sebagai kofaktor terhadap enzim adenylate

kinase.Enzim fosfor mengkatalisis adenin nukleotida dan

berperan sangat penting pada energi selullar homeostatis

Absorpsi dan ekskresi

30-50% Ca yang dikonsumsi diabsorpsi

tubuh

Absorpsi lbh tinggi pada :

- Masa pertumbuhan

- Laki-Laki

Ekskresi melalui feces (Ca yang tidak

diabsorpsi)

Melalui urin (mencerminkan Ca yang

diabsorpsi)

Fungsi :

• Pembekuan darah,

• pembentukan tulang dan gigi,

• penerimaan dan transmisi rangsang,

• kontraksi dan relaksasi otot.

• Sumber :

• Susu,

• sayur-mayur,

• udang

• kuning telur,

• mentega,

• kacang, dan keju.

Akibat kelebihan :

• Hiperkalsemia (kadar kalsium yang tinggi dalam

darah)

Akibat kekurangan :

• Osteoporosis

• (kerapuhan tulang), rakhitis (pembengkokan tulang),

• kejang otot, hipokalsemia (rendahnya kadar kalsium

dalam darah)

Bone Structure

osteo normal

KADAR KALSIUM DALAM MAKANANFood Calcium

Yogurt, plain (low-fat)

Yogurt, flavored (low-fat)

1 cup - 415 mg

1 cup – 345 mg

Milk, skim

Milk, 1-2%

1 cup – 302 mg

1 cup – 300 mg

Ice cream ½ cup – 88 mg

Broccoli, cooked ½ cup – 68 mg

Salmon, canned 3 oz – 165 mg

Fortified orange juice 8 oz – 300 mg

Kofaktorion logam

EnzimPeran kofaktor

Fe

Sitokrom oksidase Redoks

Katalase

Peroksidase

Cu Asam askorbat oksidase Redoks

Zn

Alkohol dehidrogenase Mengikat NAD

Karbonik anhidrase

DNA polimerase

MnHistidin ammonia liase Pengambilan elektron

Arginase

MgHeksokinase

Glukosa-6-fosfatase

Co Glutamat mutase

Ni Urease

Mo Xanthin oksidase redoks

V Nitrat reduktase redoks

Se Glutation peroksidase

K Piruvat kinase