PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

43
1 PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

description

PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR. Ilmu Biokimia : mempelajari macam-macam molekul yang ada di dalam sel mahluk hidup dan organisme dan reaksi-reaksi kimia yang terjadi diantara molekul-molekul tersebut. - PowerPoint PPT Presentation

Transcript of PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

Page 1: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

1

PENGANTAR ILMU BIOKIMIA.

Oleh

H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS.Dosen Ilmu Biokimia

FK UAIR

Page 2: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

2

Ilmu Biokimia :mempelajari macam-macam molekul yang ada di dalam sel mahluk hidup dan organisme

dan reaksi-reaksi kimia yang terjadi diantara molekul-molekul tersebut. Ilmu Biokimia dapat perkawinan

antara ilmu kimia dan ilmu biologi.

Page 3: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

3

Ilmu yang memperhatikan (concerned) dengan ilmu kimia dasar dari kehidupan (the chemical basis of life)

Two notable breakthroughs in the history of biochemistry

(1) Discovery of the role of enzymes as catalysts

(2) Identification of nucleic acids as information molecules

Flow of information: from nucleic acids to proteins

DNA RNA Protein

Page 4: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

4

Manusia organ ( otak, mata, organ-organ pencernaan,paru, jantung, ginjal, organ-organ reprodiksi, dan lainnya)Organ jaringan,Jaringan sel

Page 5: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

5

Organism, Organ, CellOrganism

Organ

Page 6: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

6

The ER modifies proteins, makes macromolecules, and transfers substances throughout the cell.

Ribosome translates mRNA into a polypeptide chain (e.g., a protein).

Mitochondrion manufactures adenosine triphosphate (ATP), which is used as a source of energy.

The Cell

• circa 100 trillion (1014) cells in a human organism• 200 different forms of cells

Nucleus only in eukaryotic cells. Contains most of the cell's genetic material.

Page 7: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

7

Page 8: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

8

Fig 1.15 (a) Eukaryotic cell (animal)

Page 9: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

9

Fig 1.13 Structure of a biological membrane

• A lipid bilayer with associated proteins

Page 10: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

10

Sel ada organel, supra molekul (ribosom, enzim), makromulekul (polisakarida, polipeptida), building block (asam amino, glukosa, asam lemak, deoksinukleotida, ribonukleotida dll) metabolit (asam piruvat, asam sitrat, asetoasetil-KoA, asam urat dll).

Page 11: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

11

Precursor adalah suatu senyawa yang dianggap dapat sebagai tanda adanya kehidupan di suatu planetBahannya yg dianalisa adalah udara (H2O, N2, CO2, NH3 dan O2)

Page 12: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

12

Manusia tersusun atas : (1)bahan organik,

protein 15%, lipid 15% dan karbohidrat 5%,

(2) bahan anorganik 5% berat badan.(a) kation, Na+, K, Ca2+, Mg2+, Fe, Zn2+, Cu2+ dll. (b) anion Cl-, HCO3-, SO42-,

H2P2O42- dll.

Page 13: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

13

KarbohidratSenyawa polihidroksi aldehid atau polihidroksi keton.

(1). Monosakarida (Cn H2n On ): Jumlah atom CAldehid KetonTriose (3) Gliserose Dihidroksi asetonTetrose (4) Eritrose EritrulosePentose (5) Ribose RibuloseHeksose (6) Glukose Fruktose

Page 14: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

14

H O

OH

H

OHH

OH

CH2OH

H

OH

H H O

OH

H

OHH

OH

CH2OH

H

H

OH

-D-glucose -D-glucose

23

4

5

6

1 1

6

5

4

3 2

H

CHO

C OH

C HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

1

5

2

3

4

6

D-glucose (linear form)

Page 15: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

15

Disakarida { Cn (H2O)n-1 }:Sukrose (glukose dan fruktose)Laktose (glukose dan galaktose)Maltose (dua glukose)

Page 16: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

16

(3). Oligosakarida ( 4 – 10 mono sakarida )(4). Polisakarida:

homopolisakarida, amilum, glikogen, innulin, sellulose dan lainnya

heteropolisakarida, chitin, glikoprotein dll.

Page 17: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

17

H O

OH

H

OHH

OH

CH 2OH

HO H

H

OHH

OH

CH 2OH

H

O

HH H O

OH

OHH

OH

CH 2

HH H O

H

OHH

OH

CH 2OH

H

OH

HH O

OH

OHH

OH

CH 2OH

H

O

H

O

1 4

6

H O

H

OHH

OH

CH 2OH

HH H O

H

OHH

OH

CH 2OH

HH

O1

OH

3

4

5

2

glycogen

Page 18: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

18

LipidaSenyawa yang larut dalam pelarut nonpolar. (A). Lipida sederhana

1.triasil gliserol 2.lilin (B). Lipida komplek 1.fosfolipid, lesitin (lechitine) 2.serebrosida, sphingosin 3.lipoprotein(C). Turunan lipid

1.asam lemak2.gliserol3.steroid4.keton bodies

Page 19: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

19

Asam amino dan ProteinSenyawa yang mengandung gugus asam dan amino :

H α R-C-N H3+ H3+N-C-COOH COOH |

R

Asam amino esensial (tikus putih) : Arginine (Arg=R), Histidine (His=H), Isoleucine (Ileu=I), Leucine (Leu=L), Lysine (Lys=K), Phenylalanine (Phe=F), Methionine (Met=M), Threonine (Thr=T), Tryptophan (Try=W) dan Valine (Val=V).

Page 20: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

20

Asam amino yang lain : Glycine (Gly=G), Alanine (Ala=A), Serine (Ser=S), Tyrosine (Tyr=Y), Cysteine (Cys=C), Aspartic acid (Asp=D), Asparagine (Asn=N), Glutamic acid (Glu=E), Glutamine (Gln=Q), dan Proline (Pro=P).

Page 21: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

21

Name 1-letter code Triplet

Glycine G GGT,GGC,GGA,GGG

Alanine A GCT,GCC,GCA,GCG

Valine V GTT,GTC,GTA,GTG

Leucine L TTG,TTA,CTT,CTC,CTA,CTG

Isoleucine I ATT,ATC,ATA

Histidine H CAT,CAC

Serine S TCT,TCC,TCA,TCG,AGT,AGC

Threonine T ACT,ACC,ACA,ACG

Cysteine C TGT,TGC

Methionine M ATG

Glutamic Acid E GAA,GAG

Aspartic Acid D GAT,GAC,AAT,AAC

Lysine K AAA,AAG

Arginine R CGT,CGC,CGA,CGG,AGA,AGG

Asparagine N AAT,AAC

Glutamine Q CAA,CAG

Phenylalanine F TTT,TTC

Tyrosine Y TAT,TAC

Tryptophan W TGG

Proline P CCT,CCC,CCA,CCG

Terminator (Stop) * TAA,TAG,TGA

Page 22: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

22

Asam amino dapat membentuk polipeptida (protein) dengan ikatan peptida. Pembagian protein : (A).Protein sederhana:

albumin, globulin, kollagen, histon da protamin

(B).Protein terkonyugasi, nukleoprotein, glikoprotein,

lipoprotein, metaloprotein, dan lainnya

Page 23: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

23

Page 24: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

24

Page 25: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

25

Protein Structure

Primary structure is the sequence of the amino acids in the protein.

A change in one amino acid can alter the biochemical behavior of the protein.

Secondary structure is the regular arrangement of segments of protein.

Page 26: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

26

ProteinsProteinsProtein StructureProtein Structure

One common secondary structure is the -helix.Hydrogen bonds between N-H bonds and carbonyl groups hold the helix in place.

Page 27: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

27

ProteinsProteinsProtein StructureProtein Structure

Tertiary structure is the three dimensional structure of the protein.

Shape of the protein

Page 28: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

28Structure solved using Xray crystallography

Tertiary structure of proteins

catalase enzyme

Page 29: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

29

Page 30: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

30

Nucleic AcidsNucleic acids carry genetic information.DNA (deoxyribonucleic acids) have

molecular weights around 6 - 16 106 amu and are found inside the nucleus of the cell.

RNA (ribonucleic acids) have molecular weights around 20,000 to 40,000 amu and are found in the cytoplasm outside the nucleus of the cell.

Page 31: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

31

Nucleic acids are made up of nucleotides.There are three important parts to a nucleic acid:

1 phosphoric acid unit,2 five carbon sugar (e.g. deoxyribose), and3 nitrogen containing organic base (e.g. adenine).

Page 32: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

32

Page 33: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

33

Adenosine Triphosphate (ATP)

• Nitrogenous base (adenine), sugar (ribose)

Page 34: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

34

Deoxyadenylic Acid FG25_030.JPG

Page 35: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

35

Structure of a Polynucleotide

Page 36: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

36

Nucleic Acids DNA and RNA have different sugars

(dexoyribose vs. ribose). There are only five bases found in DNA and

RNA:adenine (A),guanine (G),cytosine (C),thymine (T found in DNA only), anduracil (U found in RNA only).

Page 37: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

37

Nitrogen-Containing Bases

Page 38: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

38

Nucleic AcidsNucleic Acids DNA consists of two

deoxyribonucleic acid strands wound together in a double helix.

The phosphate chains are wrapped around the outside of the DNA molecule.

Page 39: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

39

•Complementary base pairs are formed from bases which optimize H-bonding: T and A or C and G. •The complementary base pairs are held together by hydrogen bonding. •During cell division, the DNA double helix unwinds.

Page 40: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

40

Complementary Base Pairs

Page 41: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

41

A new strand is formed when bases attach to each strand of the unwinding double helix.

Because of the optimized hydrogen bonding, there is only one location for each base.

Page 42: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

42

•Therefore, the order of bases in the new strand is the same as the order of bases in the original strand.•This is how genetic information is preserved during cell division •DNA structure provides us with the understanding of how protein synthesis occurs, how viruses infect cells, and other biological problems occur.

Page 43: PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. Oleh H.Mohammad Hanafi,MBBS, dr, MS. Dosen Ilmu Biokimia FK UAIR

43

FG25_032.JPG

DNA Double Helix

Wassalamua’alikum Wr. Wb.