NUTRISI MIKROBA

Oleh :

Siti Umniyatie

MATERI:1. Makronutrien‐mikronutrien.2. Transport nutrisi.3. Type nutrisi pada bakteri4. Media

NUTRISIMerupakan aspek yang menyangkut fisiologi yang disepakati sebagi suplai monomer (bahan dasarmonomer)yang dibutuhkan sel untuk tumbuhmonomer)yang dibutuhkan sel untuk tumbuh.Substansi yang diperlukan ini disebut NUTRIEN.Beda organisme berbeda kebutuhan nutriennya danBeda organisme berbeda kebutuhan nutriennya danjumlah kebutuhannya.

NUTRIEN‐METABOLISME‐PERTUMBUHAN

NUTRIEN

TRANSPORTA                                            MEMBRAN                                           NUTRIEN

SEL(METABOLISME)

OPERASIONAL SEL :TUMBUHENERGI : 

GERAK TRANSPORTSINTESIS

ENERGIENTROPI/TERBUANG

GERAK,TRANSPORT,SINTESIS

Sumber energi, karbon,donor hidrogen

Sumber energi :1. Cahaya (mikroba fototrof)1. Cahaya (mikroba fototrof)2. Zat kimia ( mikroba khemotrof)Sumber Karbon :1. Zat an organik /CO2 (mikroba Autotrof)2. Zat organik (mikroba heterotrof)g ( )

Donor Hidrogen :g1. Zat organik (mikroba organotrof)2. Zat an organik/H2,NH3,H2S,S, Fe²⁺(mikroba

litotrof).

nutrienMakronutrien : nutrien yang dibutuhkan dalamjumlah banyak.

Mikronutrien : nutrien yang dibutuhkan dalam jumlahsedikitsedikit.

PENGAMBILAN NUTRISIOSMOTROF (FUNGI, BAKTERI) utk. heterotrofDIGESTIF (HEWAN,PROTOZOA)FOTOSINTETIK (TUMBUHAN, ALGA,SEBAGIAN BAKTERI, PROTOZOA))

MAKRONUTRIENELEMEN KETERSEDIAAN DI LINGKUNGAN

CARBON (C)) CO2, KOMPONEN ORGANIK

( )HIDROGEN (H) H2O, KOMPONEN ORGANIK

OKSIGEN (O) H2,O2, KOMPONEN ORGANIK

NITROGEN (N) NH3, NO 3⁻,N2, KOMPONEN NITROGEN ORGANIK.

PHOSPHOR (P) PO4 ₃⁻

SULFUR (S) H2S, SO4 ²⁻,KOMPONEN SULFUR ( ) , 4 ,ORGANIK,LOGAM SULFIT (FeS,CuS,,ZnS,NiS dll.

POTASSIUM (K) K⁺  dalam larutan atau sebagai garam K

MAGNESIUM (Mg) Mg ² ⁺ dalam larutan atau sebagai garamMgG S U ( g) g da a a uta atau sebaga ga a g

SODIUM(Na) Na⁺ sebagai larutan atau terikat sebagi garam NaCldan garam lainnya.

CALCIUM (Ca) Ca²⁺ dalam larutan atau sebagai CaSO4 atau garamCALCIUM (Ca) Ca dalam larutan atau sebagai CaSO4 atau garamlainnya.

BESI (Fe) Fe²⁺ atau Fe³⁺dlm. Larutan atau FeS,Fe(OH)3 dll.

MAKRONUTRIEN (dibutuhkan dalam jumlah besar)(dibutuhkan dalam jumlah besar)

JENIS PERAN keteranganC,H,O,N

Phosphor (P) sintesis As. nukleatphospholipida

Sulfur(S ) Sintesis asam amino Sistein, methionin

Komponen vitamin Thiamin,biotinAs. lipoatp

Kalium (K) Pompa Na

magnesium(Mg)

Stabilisasi Membran,ribosomAs. nukleat, aktivitas enzim(Mg) As. nukleat, aktivitas enzim

Kalsium(Ca) stabilitas Dinding selEndospora thd. panas

Sodium/Na pertumbuhan Bakteri halofilikSodium/Na pertumbuhan Bakteri halofilik

Zat besi/Fe Komponen sitokrom Pd. Sistem respirasi

Potasium/ Dlm. Sintesis protein Semua organisme

MIKRONUTRIENMIKRONUTRIEN(dibutuhkan dalam jumlah sedikit)

ManganMolibdeniumSengTembagaKobaltNikelVanadiumBoronKlorNatriumSeleniumSilikaDll.

Mikronutrien dan fungsinyaELEMEN FUNGSI DLM  SELELEMEN FUNGSI DLM. SEL

BORON(B) Antibiotik poliketid

CHROMIUM (Cr)

COBALT (Co) Vitamin B12,transkarboksilase

COPPER (Cu) respirasi, sitokrom c oksidase,fotosintesis dll

BESI (Fe) Sitokrom  katalase peroksidase protein Fe‐S oksigenaseBESI (Fe) Sitokrom, katalase,peroksidase,protein Fe S,oksigenase.

MANGANASE (Mn) Aktivator kebanyakan enzim.

MOLIBDENIUM (Mo) Nitrogenase,nitrat reduktase,sulfid oksidase dll.

( ) h d kNICKEL (Ni) Urease,hidrogenase,koenzim metanogen.

SELENIUM (Se) Format dehidrogenase, hidrogenase.

VANADIUM (V) Vanadium nitrogenase,bromoperoksidase.

ZINC (Zn) Alkohol dehidrogenase,RNA dan DNA polimerase.

DONOR‐ASEPTOR ELEKTRON DANDONOR ASEPTOR ELEKTRON DAN FAKTOR TUMBUH1. Donor dan aseptor elektron :Berkaitan dg. Proses osidasi‐reduksi dalam mekanisme 

  l k     d  Akhi  dih ilk  transport elektron yang pd. Akhirnya dihasilkan energi, ketika donor elektron teroksidasi dan aseptor elektron tereduksielektron tereduksi.

2. Faktor tumbuh : merupakan senyawa organikyg sangat dibutuhkan mikroba dan tdk. Dapat disintesis g psendiri.Mis ; purin‐pirimidin,vitamin

NUTRIEN1. Air : sel 70‐85%2. Sumber energi : sinar matahari atau zat kimiag3. Sumber karbon: organik atau an organik (CO2)4. Sumber nitrogen: organik atau an organik (N2 

udara=gas=70%),Nitrat, Nitrit.5. Sumber aseptor elektron :O2 atau zat organik6. Sumber mineral7. Faktor  tumbuh

PENYERAPAN EKSTRASELULERPENYERAPAN EKSTRASELULER(bagi mikroba heterotrof)

Bahan –bahan polimer/makromolokul yang terdapat dilingkungan dpt. Digunakan oleh mikroba.C h  li     l l   il   i  DNA  Contoh polimer : selulosa, amilum, protein, DNA, lemak, lignin dll.Polimer ini akan dihidrolisis menjadi monomerPolimer ini akan dihidrolisis menjadi monomer‐monomernya oleh enzim ekstraseluler.Enzim ekstraseluler/enzim hidrolisi : enzim yang Enzim ekstraseluler/enzim hidrolisi : enzim yang berfungsi/bekerja di luar sel.

CONTOH‐CONTOH MAKROMOLOKUL DAN ENZIM YANG MENGHIDROLISISSENYAWA MAKROMOLOKUL ENZIM HIDROLISIS

AMILUM (pati) amilase

SELULOSA SelulaseS U OS Se u ase

LIGNIN Ligninase

HEMISELULOSA Hemiselulase

LEMAK LiLEMAK Lipase

RNA RNA se

DNA DNA se

PROTEIN proteinase

Fig. 5‐7

(a) � and � glucosering structures

� Glucose � Glucose� Glucose � Glucose

(b) Starch: 1–4 linkage of � glucose monomers (b) Cellulose: 1–4 linkage of � glucose monomers

Makromolokul/polisakharidaAmilum : ikatan α ‐1,4 glikosisdik

The image part with relationship ID rId2 was not found in the file.

Fig. 5‐2b

HO H1 2 3 4HO H1 2 3 4

Hydrolysis adds a watermolecule breaking a bond H2Omolecule, breaking a bond H2O

HO HOH H321

(b) Hydrolysis of a polymer(b)

Hidrolisis makromolokul

Dikatalisis oleh enzim ekstraseluler ; enzim yang bekerja diluar sel.Contoh : enzim amilase, protease,lipase, pektinase, selulase, khitinase,keratinase dll.SETELAH MENJADI MIKROMOLOKUL AKAN DITRANSFER MELALUI MEMBRAN SEL.Bahan/zat zat yang dibutuhkan oleh sel : seluruhBahan/zat‐zat yang dibutuhkan oleh sel : seluruhnutrien yang dibutuhkan oleh sal dan tidak dapatdisintesis sendiri.

TRANSPORT NUTRIEN :bervariasi antar mikroba‐ bervariasi antar mikroba.

‐membran sebagi fasilitas transport bersifat selektif permiabel.permiabel.1. Penyerapan pasif : hanya berdasar pd. Perbedaan konsentrasi (hanya zat 

yg konsentrasi di luar sel lebih besar dibanding di dalam sel).Ex: CO2, O2 danlemak terlarut.

2. Difusi dipermudah/ dengan fasilitas : dibantu adanya karier protein,untuk molokul polar, masing‐masing mol. Memiliki binding‐site yg khusus  binding‐site akan mengalami perubahan konfigurasi sehingga yg khusus, binding site akan mengalami perubahan konfigurasi sehingga menyebabkan terlepasnya molokul yg diangkut. Ex: gula, as. amino berbagai ion logam.

P   k if    k  ATP3. Penyerapan aktif : menggunakan ATP.hidrolisis ATP yg terjadi di dlm. Sel akan menghasilkan energi yg akan digunakan untuk memompoa H+ keluar sel sehingga H+ di luar sel akan mempengaruhi konfigurasi protein karier dan afinitas terhadap substrat.p g g p p

TRANSPORT NUTRIEN

TRANSPORT AKTIF

Lanjutan............................

4. Translokasi gugus : molokul mengalami modifikasi selama diangkut mis. Glukosa menjadi glukosa –phosphat

Melibatkan 1 komponen spesifik (HPr protein tahan panas) Melibatkan 1 komponen spesifik (HPr=protein tahan panas) dan enzim (E1= terletak di sitoplasma), komponen ke 2 adalah Enzim2 yg spesifik utk. Masing‐masing gula ( l k dl b )(terletak dlm. Membran)

PEP + HPr → HPr-P + piruvat (oleh enzim 1)HPr P + gula Gula P + HPr (enzim 2)HPr-P + gula → Gula –P + HPr (enzim 2)5. Transport zat besi : menggunakan sistem siderofor,

siderofor merupakan senyawa yg diekskresi dlm. Nutrien p y ygdan akan mengikat besi (Fe3+) dan dimasukkan kembali sebagai ferikrom(yg memiliki afinitas rendah terhadap Fe2+

sehingga Fe2+akan segera dilepaskan dlm Selsehingga Fe akan segera dilepaskan dlm. Sel.

Tipe nutrisi

SEBARAN MIKROBA SESUAI TIPE NUTRISITYPE NUTRISI SUMBER ENERGI

& SUMBER CASEPTOR elektron CONTOH

KHEMOHETEROTROFA ZAT KIMIA ZAT ORGANIK E C liKHEMOHETEROTROF,ANAEROB

ZAT KIMIAORGANIK

ZAT ORGANIK E.ColiStreptococcuc.sp(ORGAN PENCERNAAN)

KHEMOHETEROTROF,ANAEROB

ZAT KIMIAORGANIK

ZAT AN ORGANIK Clostridium.sp(MAKANAN KALENG)

KHEMOHETEROTROF ae ZAT KIMIA O2 Semua hewanKHEMOHETEROTROF,aerob

ZAT KIMIAORGANIK

O2 Semua hewanFungiSebagian bakteri

KHEMO AUTOTROF CO2ZAT KIMIA

O2 BAKTERI NITRATNITRITZAT KIMIA NITRAT,NITRIT,SULFAT (TANAH)

FOTO HETEROTROF SINAR MTHRZAT ORGANIK

BAKTHIJAUNonsulfurBAKT.PURPLE,NonSulfur (PERAAIRAN)

FOTO  AUTOTROF SINAR MTHRZAT ORGANIK

AN AEROB –pereduksi H2S

Bakt Sulfur

Media Konsistensi : padat cairKonsistensi : padat,cairSusunan : defined media (yang dibuat dengan jumlah yang tepat), dan complexs media (media yang tdkmemperhatikan presisi jumlah yang tepat. Exs: menggunkaan produk hewan casein/protein susu, dagingdsb).dsb).Kegunaan/Fungsi : medium selektif, medium diferensial, medium uji, medium utk. Menghitung,medium utk. M k i b h di di kMenentukan tipe pertumbuhan,medium diperkaya.

MEDIA CAIRC

Serratia marcescens pd. Media pMac Concey agar.