Unsur Nitrogen

6
Mawas Juni ‘10 1 PERANAN UNSUR NITROGEN DALAM PROSES RESPIRASI Rukmi 1 ABSTRACT The normal growth of a plant will not accur if its respiration process does not run well, and the make this happen the plant needs enough supply essential elements, including nitrogen. The respiration f a plant is a process of energy release through the cutting and weakening of molecular chemical bonds among the carbon chains and between the carbon and hydrogen hydrocarbonic molecules of the plant. The heat produced through is respiration is used by the plant to perform synthesis reactions, movement, transporting water, nutrient and the plant’s assimilates, et cetera. The energy is then kept by the plant in the form of a chemical substance known as Adenosine Triphosphate (ATP) that contains nitrogen. The enzymes in plants are basically proteins which are needed as catalysts in biochemical reactions accuring in plants, including the reactions in respiration process. Proteins are also biochemical substances that contain mostly nitrogen. To support their functions, enzymes frequensly require coenzymes such as Nicotinamide Adenosine Trinucleotide (NAD) in nicotinie acid for dehydrogenase. The main content of NAD is also nitrogen. The nitrogen element in respiration acts as the main constituent in forming the ATP nucleotides as the energy carriers produced by respiration process to make proteins enzyme that catalyses respiratory reactions, as the main constituent in the formation of NAD coenzyme to support the enzyme function. 1 Staf pengajar pada Fakultas Pertanian Universitas Muria Kudus Mawas Juni ‘10 2 PERANAN UNSUR NITROGEN DALAM PROSES RESPIRASI Rukmi Keywords : respiration, nitrogen, enzyme, coenzyme ABSTRAK Pertumbuhan normal bagi tanaman sudah semestinya pasti didukung oleh respirasi yang berjalan dengan sempurna. Supaya respirasi berjalan dengan sempurna pada suatu tanaman apabila tanaman tersebut mendapatkan cukup unsur esensial. Salah satu unsur esensial tersebut adalah nitrogen. Respirasi merupakan suatu proses pelepasan enersi dari pemutusan dan pelemahan ikatan-ikatan karbon dengan karbon, karbon dengan hydrogen didalam suatu molekul. Panas hasil respirasi digunakan tanaman untuk sintesa, gerak, transport, penyerapan dan sebagainya. Enersi hasil respiasi disimpan dalam A.T.P (Adenosin Tri Posfat). ATP mengandung nitrogen. Enzim-enzim pada tanaman hakekatnya adalah protein-protein, yang tugasnya mengkatalisa reaksi-reaksi biokimia yang terjadi dalam sel tanaman, termasuk reaksi-reaksi pada proses respirasi. Protein adalah senyawaan yang mengandung nitrogen. Untuk aktivitas enzim kadang- kadang dibutuhkan koenzim N.A.D (Nikotin Amida Adenin Dinukleotida) dan berfungsi untuk dehidrogenase.. N.A.D mengandung nitrogen. Unsur nitrogen dalam proses respirasi sebagai konstituen pembentuk nukleotida A.T.P (Adenosin Tri Posfat) sebagai pembawa enersi dari reaksi respirasi., sebagai pembentuk protein enzim yang mengkatalisa reaksi respirasi, sebagai konstituen pembentuk koenzim N.A.D yang membantu kerja enzim. Kata Kunci : respirasi, nitrogen, enzim, koenzim. PENDAHULUAN Penelitian menunjukkan bahwa unsur tertentu diperlukan untuk pertumbuhan normal bagi tanaman. Unsur penting ini harus dalam bentuk yang dapat digunakan oleh tanaman, dan dalam konsentrasi optimum untuk pertumbuhan suatu tanaman. Lagi pula unsur – unsur tersebut harus dalam suatu keseimbangan yang wajar antara konsentrasi

Transcript of Unsur Nitrogen

Page 1: Unsur Nitrogen

Mawas Juni ‘10

1

PERANAN UNSUR NITROGEN

DALAM PROSES RESPIRASI

Rukmi1

ABSTRACT

The normal growth of a plant will not accur if its respiration process

does not run well, and the make this happen the plant needs enough supply

essential elements, including nitrogen.

The respiration f a plant is a process of energy release through the

cutting and weakening of molecular chemical bonds among the carbon

chains and between the carbon and hydrogen hydrocarbonic molecules of

the plant. The heat produced through is respiration is used by the plant to

perform synthesis reactions, movement, transporting water, nutrient and the

plant’s assimilates, et cetera. The energy is then kept by the plant in the

form of a chemical substance known as Adenosine Triphosphate (ATP) that

contains nitrogen.

The enzymes in plants are basically proteins which are needed as

catalysts in biochemical reactions accuring in plants, including the

reactions in respiration process. Proteins are also biochemical substances

that contain mostly nitrogen. To support their functions, enzymes frequensly

require coenzymes such as Nicotinamide Adenosine Trinucleotide (NAD) in

nicotinie acid for dehydrogenase.

The main content of NAD is also nitrogen.

The nitrogen element in respiration acts as the main constituent in

forming the ATP nucleotides as the energy carriers produced by respiration

process to make proteins enzyme that catalyses respiratory reactions, as the

main constituent in the formation of NAD coenzyme to support the enzyme

function.

1 Staf pengajar pada Fakultas Pertanian Universitas Muria Kudus

Mawas Juni ‘10

2

PERANAN UNSUR NITROGEN DALAM PROSES RESPIRASI

Rukmi

Keywords : respiration, nitrogen, enzyme, coenzyme

ABSTRAK

Pertumbuhan normal bagi tanaman sudah semestinya pasti

didukung oleh respirasi yang berjalan dengan sempurna. Supaya respirasi

berjalan dengan sempurna pada suatu tanaman apabila tanaman tersebut

mendapatkan cukup unsur esensial. Salah satu unsur esensial tersebut

adalah nitrogen.

Respirasi merupakan suatu proses pelepasan enersi dari pemutusan

dan pelemahan ikatan-ikatan karbon dengan karbon, karbon dengan

hydrogen didalam suatu molekul. Panas hasil respirasi digunakan tanaman

untuk sintesa, gerak, transport, penyerapan dan sebagainya. Enersi hasil

respiasi disimpan dalam A.T.P (Adenosin Tri Posfat). ATP mengandung

nitrogen.

Enzim-enzim pada tanaman hakekatnya adalah protein-protein,

yang tugasnya mengkatalisa reaksi-reaksi biokimia yang terjadi dalam sel

tanaman, termasuk reaksi-reaksi pada proses respirasi. Protein adalah

senyawaan yang mengandung nitrogen. Untuk aktivitas enzim kadang-

kadang dibutuhkan koenzim N.A.D (Nikotin Amida Adenin Dinukleotida)

dan berfungsi untuk dehidrogenase.. N.A.D mengandung nitrogen.

Unsur nitrogen dalam proses respirasi sebagai konstituen

pembentuk nukleotida A.T.P (Adenosin Tri Posfat) sebagai pembawa enersi

dari reaksi respirasi., sebagai pembentuk protein enzim yang mengkatalisa

reaksi respirasi, sebagai konstituen pembentuk koenzim N.A.D yang

membantu kerja enzim.

Kata Kunci : respirasi, nitrogen, enzim, koenzim.

PENDAHULUAN

Penelitian menunjukkan

bahwa unsur tertentu diperlukan

untuk pertumbuhan normal bagi

tanaman. Unsur penting ini harus

dalam bentuk yang dapat

digunakan oleh tanaman, dan

dalam konsentrasi optimum untuk

pertumbuhan suatu tanaman. Lagi

pula unsur – unsur tersebut harus

dalam suatu keseimbangan yang

wajar antara konsentrasi –

Page 2: Unsur Nitrogen

Mawas Juni ‘10

3

konsentrasi unsur hara yang dapat

larut di dalam tanah. Terlalu

banyak kalsium misalnya, dapat

merintangi posfor dan boron atau

dapat mempermudah khlorosis

karena mengurangi tersedianya

besi, seng atau mangan.

Nitrogen merupakan unsur

esensial dalam jumlah relatif besar

yang dibutuhkan tanaman dan

bersumber dari butir – butir tanah

(Soegiman, 1982).

Pertumbuhan normal bagi

tanaman sudah semestinya pasti di

dukung oleh respirasi yang berjalan

dengan sempurna. Supaya respirasi

berjalan dengan sempurna pada

suatu tanaman apabila tanaman

tersebut mendapatkan cukup unsur

esensial. Salah satu unsur esensial

tersebut adalah nitrogen.

Respirasi merupakan suatu

proses pelepasan energi dari

pemutusan dan pelemahan ikatan –

ikatan karbon dengan karbon,

karbon dengan hidrogen di dalam

suatu molekul. Panas hasil respirasi

di pergunakan tanaman untuk

sintesa, gerak, transport,

penyerapan dan sebagainya.

Untuk dapat terjadinya

respirasi diperlukan senyawa –

senyawa tertentu yang mutlak

mengandung nitrogen.

PEMBAHASAN

1. Unsur – unsur esensial

Respirasi supaya berjalan

sempurna harus mendapatkan

cukup unsur – unsur esensial dalam

keadaan seimbang. Ada tujuh belas

unsur esensial bagi pertumbuhan

suatu tanaman dan dibagi menjadi.

2 golongan yaitu unsur esensial

dalam jumlah relatif besar dan

unsur esensial digunakan dalam

jumlah relatif kecil.

Unsur esensial dalam

jumlah relatif besar yang sebagian

benar dari udara dan air : karbon,

hidrogen, oksigen. Unsur esensial

dalam jumlah relatif besar dari

butir – butir tanah : nitrogen,

posfor, kalium, kalsium,

magnesium, sulfur. Unsur esensial

digunakan relatif kecil dari butir –

butir tanah : besi, mangan, boron,

molibden, tembaga, seng, khlor dan

kobalt.

Unsur – unsur mikro yang

lain seperti natrium, fluor, yodium,

silikon, stonsium dan barium

rupanya tidak begitu banyak

digunakan, seperti tujuh belas

unsur tersebut di atas meskipun

demikian dapat mempertinggi hasil

pertanian.

Mawas Juni ‘10

4

PERANAN UNSUR NITROGEN DALAM PROSES RESPIRASI

Rukmi

2. Unsur nitrogen

Bahan organik dalam tanah

sangat penting untuk

mempertahankan tanah agar tetap

merupakan sumber penting

berbagai unsur. Penambahan bahan

organik sangat penting artinya baik

dari segi fisika maupun kimia.

Nitrogen dan posfor setiap

saat terdapat dalam bentuk

persenyawaan yang tidak tersedia

bagi tumbuhan. Bentuk unsur hara

nitrogen yang lebih kompleks dan

kurang aktif ialah : campuran

organik berupa protein, asam

amino dan bentuk semacam untuk

diuraikan.

Beberapa bentuk sederhana

dari nitrogen dan lebih tersedia

adalah : garam – garam amonioum

(NH4), garam – garam nitrit

(NO −

2 ), garam – garam nitrat

(NO −

3 ). Nitrogen dalam tanah

sebagian dalam bentuk bahan

organik, dekomposisi bahan ini

harus terjadi agar nitrogen menjadi

bentuk sederhana. Dekomposisi

ialah proses biokimia yang

kompleks dan bersamaan dengan

evolusi dari banyak karbon

dioksida.

Akhirnya nitrogen berubah

menjadi bentuk persenyawaan

amonium dan jika keadaan

memungkinkan senyawa ini

dioksidasi menjadi nitrit dan

selanjutnya menjadi nitrat. Dua

perubahan terakhir itu disebut

nitrifikasi disebabkan oleh dua

golongan bakteri khusus yakni

yang pertama adalah Phsycrophile

dan yang kedua Thermophilic

actinomycetes (Nan Djuarnani at

el, 2004). Nitrogen digunakan oleh

tanaman tingkat tinggi dengan

diabsorpsi dalam bentuk amonia

dan nitrat.

Perubahan – perubahan

tersebut di atas sebagian besar

disebabkan oleh aktifitas

organisme tanah, sehingga

perubahan itu sangat dipengaruhi

oleh tanah. Jika tanah dingin,

terendam air atau terlalu asam

perubahan biokimia tersebut

tidaklah begitu lancar, terutama

bakteri nitrifikasi sangat peka

terhadap keadaan semacam itu.

Jika bahan organik

mengandung sejumlah besar

karbon dibandingkan dengan

nitrogen yang diberikan kepada

tanah, proses tersebut di atas untuk

sementara waktu terjadi

kebalikannya. Mikroorganisme

tanah karena sejumlah besar bahan

Page 3: Unsur Nitrogen

Mawas Juni ‘10

5

penghasil enersi tersedia baginya,

memperbanyak diri dengan cepat

dan menggunakan nitrogen untuk

keperluannya, dan merintangi

proses penyederhanaan amonium

dan nitrat. Dalam keadaan

demikian mikroorganisme

langsung bersaing dengan tanaman

tingkat tinggi, sehingga dapat

disimpulkan bahwa

penyederhanaan nitrogen tidak

selalu mudah, cepat atau sesuai

dengan jumlah yang tersedia.

3. Nitrogen dalam tanaman

Nitrat yang diserap melalui

tanaman dengan akarnya akan

mengalami nasib yakni direduksi di

dalam akar seperti yang terjadi

pada tanaman – tanaman berkayu,

atau ditransport ke daerah pucuk

dan di sini direduksi, atau reduksi

itu dapat terjadi di dua bagian

tersebut. Nitrat direduksi menjadi

N-amino (-NH2) oleh enzim nitrat

reduktase yang membutuhkan

enersi yang berasal dari

metabolisme seluler. Metabolisme

seluler yang menghasilkan energsi

tersebut tidak lain adalah proses

respirasi. Asimilasi amonium

berjalan cepat, membentuk

senyawa – senyawa nitrogen, yakni

senyawa dari mana gugus N dapat

dengan segera ditransfer ke arah

kerangka karbon lainnya, menjadi

suatu jenis asam amino. Kemudian

asam amino ini dapat dirakit

menjadi protein – protein di dalam

ribosoma – ribosoma sel. Protein

mempunyai arti sangat penting

dalam semua tanaman. Enzim –

enzim pada tanaman hakikatnya

adalah protein – protein, yang

tugasnya mengkatalisa reaksi –

reaksi pada proses respirasi. Untuk

aktivitas enzim kadang – kadang

membutuhkan kofaktor, yang biasa

berupa senyawa organik dengan

berat molekul cukup tinggi atau

logam. Kofaktor ini biasanya

disebut koenzim.Contoh koenzim

ialah Nikotin Amida Adenin

Dinukleotida (NAD) pada vitamin

asam nikotinat dan berfungsi untuk

dehidrogenase (Linayanti Darsana,

1987).

Walaupun enzim itu adalah

katalisator akan tetapi zat tersebut

menunjukkan perbedaan yang

sangat menyolok apabila

dibandingkan dengan katalisator

buatan manusia. Fungsi khusus

enzim ialah : 1). Merendahkan

enersi aktifasi, 2). Mempercepat

reaksi pada suhu dan tekanan yang

tetap dan 3). Mengendalikan

reaksi.

Beberapa enzim disintesa

dalam bentuk precursor atau calon

Mawas Juni ‘10

6

PERANAN UNSUR NITROGEN DALAM PROSES RESPIRASI

Rukmi

enzim yang tidak aktif. Ini dapat

diaktifkan dalam lingkungan dan

kondisi yang tepat. Bentuk enzim

yang tidak aktif ini disebut

zimogen.

Apabila suatu enzim di

dialisa bagian yang tertinggal

adalah bagian protein yang tidak

aktif lagi. Tetapi bila hasil dialisa

itu dicampurkan lagi, maka enzim

menjadi aktif lagi. Dengan

demikian dapat diketahui bahwa

enzim tersusun dari 2 bagian, yang

bila dipisahkan satu dengan lainnya

menyebabkan enzim tidak aktif.

Tetapi dapat aktif lagi, bila

keduanya digabungkan menjadi

satu, gabungan ini disebut

Holoenzim.

Kedua bagian enzim ini adalah :

a. Apoenzim

Merupakan bagian

protein dari enzim dan

mengandung nitrogen.

Apoenzim bersifat termolabil

atau tidak tahan pemanasan.

Fungsinya menentukan

kekhususan dari enzim.

Misal dari substrat yang

sama dapat terjadi senyawa

yang berlainan tergantung dari

enzimnya.

b. Koenzim, gugus prostetik

Disebut gugus prostetik

bila terikat sangat erat pada

apoenzim sedang koenzim tidak

begitu erat dan mudah

dipisahkan dari apoenzim.

Koenzim bersifat termostabil

(tahan panas), sering

mengandung ribosa dan posfat,

hanya berjumlah ± 1% dari

molekul enzim. Fungsi koenzim

untuk menentukan sifat dari

reaksinya.

Misalnya bila koenzimnya

NADP (Nikotinamida Ademin

Dinukleotida Posfat), maka

reaksi yang terjadi

dehidrogenasi. Di sini NADP

berfungsi sebagai akseptor

hidrogen. Salah satu contoh

reaksi pada reaksi yang

bertingkat – tingkat atau banyak

rantai reaksi pada respirasi, yang

mempergunakan NADP sebagai

Glukosa 6P

dehidrogenase

P hexose

isomerase

Posfofate

Glukosa 6 P 6P

glukonolakton fruktosa 6P

glukosa +

posfat

Page 4: Unsur Nitrogen

Mawas Juni ‘10

7

akseptor hidrogen pada siklus

Krebs :

Koenzim dapat bertindak

sebagai penerima / akseptor

hidrogen seperti NAD atau

donor dari gugus kimia seperti

ATP (Adenosin Tri Posfat).

Di samping diperlukan

suatu gugusan prostetik sebagai

koenzim, yang biasanya sebagai

senyawa nukleotida atau

sitokhrom yaitu NAD, NADP,

FAD, atau sitokhrom C,

sebagian besar enzim masih

membutuhkan adanya ion logam

untuk dapat bereaksi secara

penuh.

Misalnya Mn++

untuk

enzim amino peptidase, di duga

Mn++

berlaku sebagai jembatan

antara enzim dan substrat. Ion –

ion lainnya adalah K+, Ca

++,

Mg++

dan Zn++

sering sebagai

katalisator. Ion Fe++

dan Co++

merupakan gugus prostetik

enzim. Fe++

terdapat pada

gugusan porpirin dari sitokhrom

dan Co++

pada gugusan vitamin

B12.

Enzim diberi nama dengan

berbagai cara dan sistem baik

secara tradisional, sistematika

resmi, nama perdagangan

ataupun nama berdasarkan pada

kekhususan enzim tersebut.

Selama abad 19, nama enzim

diberikan berdasarkan substrat

yang dipecah atau asal dari

enzim tersebut yang ditambah

akhiran “in”. Contoh : papain,

pepsin, tripsin. Sebagian nama –

nama tersebut sampai sekarang

masih digunakan. Pada akhir

abad 19, pemberian nama enzim

berdasarkan nama substrat

ditambah akhiran “ase”

Contoh :

Protein → enzimnya protease

Peptida → enzimnya peptidase

Pektin → enzimnya pektinase

Amilum → enzimnya amilase

Nama – nama ini ternyata masih

umum.

CH2 COOH

CH COOH

CH COOH

isositrat

HO

CH2 COOH

CH COOH

CO COOH

oksalosuksinat

Isositrat dehidrogenase

NAD NADH2

Mawas Juni ‘10

8

PERANAN UNSUR NITROGEN DALAM PROSES RESPIRASI

Rukmi

Pada tahun 1961 The

Internasional union of Bio

chemistry menerima prinsip

penamaan enzim berdasarkan

tipe reaksi yang dikatalisir.

Di sini enzim dikelompok

kan dalam 6 kelompok enzim

yaitu :

a. Oksidoreduktase

b. Transferase

c. Hidrolase

d. Liase

e. Isomerase

f. Ligase

Oksidoreduktase adalah

enzim yang mengkatalisa

pemindahan elektron hidrogen

dan oksigen pada substrat,

sehingga zat ini akhirnya

mengalami oksidasi atau

reduksi. Enzim ini ikut bekerja

pada rentetan reaksi respirasi,

contoh pengubahan isositrat

menjadi oksalosuksinat dalam

siklus Krebs. Transferase adalah

enzim yang mengkatalisa

pemindahan gugus dari satu

molekul ke molekul lain yang

menerima. Enzim ini ikut

bekerja pada rentetan reaksi

respirasi, contoh enzim

heksokinase memindahkan

gugus posfat dari ATP ke

heksosa sehingga menghasilkan

heksosa monoposfat dan ADP

(Adenosin Di Posfat), pada

peristiwa glikolisa.

Enzim hidrolase

mengkatalisa pemecahan ikatan

C = C dan C = 0 dengan tidak

menggunakan molekul air,

enzim ini bekerja pada rentetan

reaksi respirasi, pada

pengubahan as piruvat menjadi

Asetil CoA.

Enzim isomerase

mengkatalisa reaksi perubahan

isomer satu ke lainnya, enzim

ini bekerja pada rentetan reaksi

respirasi pada pengubahan

glukosa 6P ke fruktosa – 6P

pada glikolisa.

Enzim ligase mengkatalisa

pembentukan ikatan tertentu,

misal pembentukan C = 0, C =

C dan C = S, enzim ini tidak

bekerja pada rentetan reaksi

respirasi.

Nitrogen juga menjadi

konstituen penting senyawa –

senyawa molekuler yang lebih

kecil misalnya purin dan

pirimidin (dalam DNA dan

RNA) serta nukleotida (ADP,

ATP), dalam banyak koenzim

maupun hormon – hormon

seperti IAA dan sitokinin. Asam

nukleat berfungsi sebagai

penyimpan sifat keturunan,

Page 5: Unsur Nitrogen

Mawas Juni ‘10

9

penyimpan enersi dan beberapa

diantaranya bekerja sebagai

koenzim.

Hormon adalah suatu

biokatalisator organik yang

disintesa pada suatu tempat dan

melakukan aktivitas di tempat

lain. Fitohormon (hormon pada

tumbuh – tumbuhan) biasanya

bukan sebagai nutrien, tetapi

merupakan substansi yang

merangsang pertumbuhan

tanaman.

Nitrogen menjadi

konstituen pigmen golongan

tetrapirol. Empat molekul cincin

pirol membentuk tetrapirol.

Pigmen pikobilin merah atau

biru yang terdapat dalam

beberapa jenis algae adalah

rantai tetrapirol yang lurus.

Khlorofil merupakan

pigmen utama dari tetrapirol

yang membentuk cincin yang

tengahnya mengandung metal.

Mg mencirikan metal tengah

dari khlorofil. Sitokhrom

pigmen merah yang mempunyai

peranan penting dalam proses –

proses respirasi dan fotosintesa,

dan haeme yang terdapat dalam

bintil – bintil akar

Leguminoceae dan darah adalah

tetrapirol cincin yang intinya

besi.

4. Respirasi

Respirasi termasuk proses

katabolisme. Katabolisme ialah

proses pemecahan senyawa yang

lebih kompleks menjadi senyawa

yang lebih sederhana dengan berat

molekul yang lebih rendah.

Perubahan itu berlangsung di

dalam jasad hidup atau sebagai

akibat dari kegiatannya.

Pemecahan ini dapat bersifat

hidrolitik atau oksidatif yang

dikatalisa oleh enzim jasad hidup

itu sendiri. Enzim mengandung

unsur nitrogen, karena enzim

terdiri dari protein di mana protein

itu mengandung unsur nitrogen.

Khususnya pada

katabolisme karbohidrat, tujuan

pemecahan itu adalah untuk

mendapatkan enersi yang

tersimpan dalam senyawa tersebut.

Pada proses ini enersi itu

dibebaskan secara bertahap dan

kemudian disimpan dalam senyawa

enersi tinggi yaitu senyawa

Adenosin Tri Phosfat (ATP),

sebelum dipergunakan lebih lanjut.

ATP adalah suatu senyawa enersi

tinggi yang mengandung unsur

nitrogen.

Respirasi melalui jalur

glikolisa dan lingkaran Asam Tri

karbohidrat. Secara umum dapat

dikatakan bahwa semua

Mawas Juni ‘10

10

PERANAN UNSUR NITROGEN DALAM PROSES RESPIRASI

Rukmi

karbohidrat akan dipecah diubah

menjadi monosakarida posfat,

salah satu bentuk sakarida yang

energik. Yang dimaksud jalur

glikolisa ialah perubahan glukosa –

6 posfat menjadi asam piruvat

Respirasi menggunakan

bahan dasar pati atau gula dapat

dibagi menjadi tiga tahap

(Boedihardjo, 1985). Pertama tahap

– tahap perombakan gula (C6)

menjadi asam piruvat (C3) yang

biasa disebut glikolisa atau

fermentasi sampai terbentuk

alkohol. Proses ini berlangsung

tanpa oksigen (anaerobik) dan

terjadi di luar khloroplas, inti dan

mitochondria dan belakangan

digunakan terjadi pada sub unit

plasmalema.

Tahap kedua perombakan

asam piruvat menjadi CO2 yang

disebut siklus Krebs atau siklus

asam trikarboksilat. Oksigen tidak

ikut dalam reaksi – reaksi tahap ini

tetapi harus ada karena penting

untuk tahap berikutnya. Terjadi

dalam mitochondria, reaksi – reaksi

meliputi pelepasan H ke aseptor –

aseptor NAD dan FAD, yang

kemudian hidrogen dapat ditrasport

ke tahap ketiga yang merupakan

tahap transfer enersi yang bisa

disebut tahap posforilasi oksidatif.

Pada tahap ini juga terjadi transfer

H dan elektron yang dengan 02

membentuk H2O (aerobik).

Perombakan gula menjadi asam

piruvat disebut glikolisa yang pada

otot – otot perombakan itu

menghasilkan asam laktat (3C),

bila terlalu banyak membuat rasa

lelah. Pada tumbuhan atau

mikroorganisme menghasilkan etil

alkohol dan disebut fermentasi.

Keduanya merupakan respirasi

anaerobic dari organisme yang

merupakan suatu proses universal.

Pada fermentasi sebelum terbentuk

alkohol terjadi proses

dekarboksilasi (-CO2) dan reduksi

(+H).

Perombakan hidrat arang

dapat dimulai dari bahan bakar

pati, D. glukosa atau D. fruktosa.

Sebelum bahan – bahan bakar itu

menghasilkan enersi untuk

memulai perombakannya

diperlukan enersi pengaktif dari

ATP (Adenosin Tri Posfat) yang

merupakan nukleotida dan

mengandung unsur nitrogen.

Penggunaan ATP ini pada reaksi –

reaksi posforilasi. Setelah

berbentuk fruktosa 1,6 diposfat

dengan enzim aldolase

terbentuklah dua triosa posfat,

yaitu 3 posfogliseraldehida dan

dihidroksi aseton posfat, yang

keduanya merupakan isomer.

Page 6: Unsur Nitrogen

Mawas Juni ‘10

11

Setelah terbentuk 3

posfogliseraldehida lintasan

diteruskan hingga terbentuk sama

piruvat yang pada keadaan

anaerobic membentuk etil alkohol

pada tumbuhan atau mikroba dan

asam laktat pada binatang

Gula di posfat (heksosa di

posfat) hasil fotosintesa tidak dapat

atau sukar keluar dari khloroplast.

Karena itu hanya sukrosa, PGA,

atau monoposfat heksosa

merupakan hasil – hasil fotosintesa

yang langsung dapat berfungsi

sebagai substrat respirasi.

Kalau proses glikolisa

terjadi di luar mitochondria, siklus

Krebs terjadi di dalam

mitochondria. Pada permulaan fase

aerobik asam piruvat mengalami :

dekarboksilasi, reduksi dan

oksidasi hingga terbentuk asetil

CoA yang merupakan kunci

perombakan – perombakan bahan –

bahan baku seperti hidrat arang,

lemak dan protein sebelum proses

respirasi aerobik itu melalui fase

siklus Krebs. Semua reaksi – reaksi

yang terjadi dalam siklus Krebs

dikatalisa oleh enzim – enzim

tertentu dimana enzim – enzim

tersebut mengandung unsur

nitrogen. Jadi keberadaan unsur

nitrogen untuk berlangsungnya

reaksi – reaksi untuk dapat

terjadinya respirasi sangatlah

mutlak.

Mulai dari asam piruvat

pada siklus Krebs terjadi pelepasan

H yang seluruhnya menghasilkan 4

NADH2 dan satu FADH2. NADH2

dapat dipakai dalam proses –

proses reduksi atau bersama

dengan FADH2 diekstrak enersinya

menjadi ATP pada tahap

posforilasi oksidatif (sistem

sitokhrome). Sedang asam – asam

yang terbentuk dalam siklus Krebs

dapat menjadi substrat bagi

bermacam – macam senyawa

komponen tumbuhan lainnya.

Secara mudahnya

pembakaran pada respirasi

reaksinya sebagai berikut :

C6H12O6 + 6O2 � 6H2O + 6CO2 + enersi

Gula terdapat di dalam sel –

sel sedang O2 berasal dari luar atau

pelepasan dari proses fotosintesa.

KESIMPULAN

Mawas Juni ‘10

12

PERANAN UNSUR NITROGEN DALAM PROSES RESPIRASI

Rukmi

Peranan unsur nitrogen dalam

proses respirasi :

1. Sebagai konstituen pembentuk

protein dari enzim – enzim

yang mengkatalisa reaksi –

reaksi respirasi

2. Sebagai konstituen pembentuk

nukleotida ATP (Adenosin Tri

Posfat) sebagai pembawa

enersi dari reaksi respirasi

3. Sebagai konstituen pembentuk

koenzim NAD

DAFTAR PUSTAKA

Boedihardjo. 1985. Biokimia

Umum II. Fakultas

Pertanian. Universitas

Sebelas Maret. Surakarta.

Linayanti Darsana. 1987. Biokimia

Umum I. Fakultas

Pertanian. Universitas

Sebelas Maret. Surakarta.

Nan Djuarnani. Kristian dan Budi

Susilo Setiawan. 2004. Cara

Cepat Membuat Kompos.

Agro Media Pustaka.

Bogor.

Soegiman. 1982. Ilmu Tanah.

Terjemahan. Bratara Karya

Aksara. Jakarta.

Soeharsono Martoharsono. 1983.

Biokimia II. Gadjah Mada

University Press.

Yogyakarta.