METABOLISME
A.
Pengertian Metabolisme
Metabolisme merupakan
totalitas proses kimia di dalam tubuh. Metabolisme meliputi segala aktivitas
hidup yang bertujuan agar sel tersebut mampu untuk tetap bertahan hidup,
tumbuh, dan melakukan reproduksi. Semua sel penyusun tubuh makhluk hidup
memerlukan energi agar proses kehidupan dapat berlangsung.
Metabolisme dibedakan atas anabolisme dan katabolisme
Anabolisme adalah
pembentukan molekul-molekul besar dari molekul-molekul kecil. Misalnya
pembentukan senyawa-senyawa seperti pati, selulosa, lemak, protein dan asam
nukleat. Pada peristiwa anabolisme memerlukan masukan energi.
Katabolisme adalah penguraian
molekul-molekul besar menjadi molekul-molekul kecil, dan prosesnya melepaskan
energi. Contoh : respirasi, yaitu proses oksidasi gula menjadi H2O dan CO2
Keterkaitan antara
Anabolisme dan katabolisme :
Karbohidrat menjadi salah satu komponen makanan yang kompleks. Komponen
inilah yang menjadi salah satu bahan dalam proses metabolisme. Karbohidrat
merupakan senyawa yang terbentuk dari molekul karbon, hidrogen dan oksigen.
Senyawa biologis ini hanya terdapat dalam jumlah 1% dari keseluruhan tubuh
manusia, diolah dalam tubuh sebagai bahan makanan, dicadangkan dalam bentuk
glikogen dan digunakan sebagai bahan bakar sel, juga dibutuhkan dalam
pembentukan tulang rawan. Sumber karbohidrat yang paling banyak berasal dari
tumbuhan.
Dalam proses untuk menghasilkan energi, semua jenis
karbohidrat yang dikonsumsi akan masuk ke dalam sistem pencernaan dan juga usus
halus, terkonversi menjadi glukosa untuk kemudian diabsorpsi oleh aliran darah
dan ditempatkan ke berbagai organ dan jaringan tubuh. Molekul glukosa hasil
konversi berbagai macam jenis karbohidrat inilah yang kemudian akan berfungsi
sebagai dasar pembentukan energi di dalam tubuh. Melalui berbagai tahapan dalam
proses metabolisme, sel-sel yang terdapat di dalam tubuh dapat mengoksidasi
glukosa menjadi CO2 & H2O dimana proses ini juga akan disertai dengan
produksi energi. Proses metabolisme glukosa yang terjadi di dalam tubuh ini
akan memberikan kontribusi hampir lebih dari 50% bagi ketersediaan energi. Di
dalam tubuh, karbohidrat yang telah terkonversi menjadi glukosa tidak hanya
akan berfungsi sebagai sumber energi utama bagi kontraksi otot atau aktifitas
fisik tubuh, namun glukosa juga akan berfungsi sebagai sumber energi bagi
sistem syaraf pusat termasuk juga untuk kerja otak. Selain itu, karbohidrat
yang dikonsumsi juga dapat tersimpan sebagai cadangan energi dalam bentuk
glikogen di dalam otot dan hati. Glikogen otot merupakan salah satu sumber
energi tubuh saat sedang berolahraga sedangkan glikogen hati dapat berfungsi
untuk membantu menjaga ketersediaan glukosa di dalam sel darah dan sistem pusat
syaraf (Irawan 2007).
B. Molekul-molekul yang terkait dengan proses metabolisme
1.
ATP
merupakan molekul berenergi tinggi. Molekul ini merupakan ikatan adenosin yang
mengikat tiga gugusan pospat, dengan ikatan yang lemah / labil sehingga mudah
melepaskan ikatan pospatnya pada saat mengalami hidrolisis.
Reaksi metabolisme merupakan reaksi enzymatis yang melibatkan enzim
2.
Enzim adalah biokatalisator
organik yang dihasilkan organisme hidup di dalam protoplasma, yang terdiri atas
protein atau suatu senyawa yang berikatan dengan protein.
Enzim mempunyai dua
fungsi pokok sebagai berikut.
1
Mempercepat atau
memperlambat reaksi kimia.
2
Mengatur sejumlah
reaksi yang berbeda-beda dalam waktu yang sama.
Enzim disintesis dalam bentuk calon enzim yang tidak
aktif, kemudian diaktifkan dalam lingkungan pada kondisi yang tepat. Misalnya,
tripsinogen yang disintesis dalam pankreas, diaktifkan dengan memecah salah
satu peptidanya untuk membentuk enzim tripsin yang aktif. Bentuk enzim yang
tidak aktif ini disebut zimogen.
Enzim tersusun atas dua bagian. Apabila enzim dipisahkan
satu sama lainnya menyebabkan enzim tidak aktif. Namun keduanya dapat
digabungkan menjadi satu, yang disebut holoenzim. Kedua bagian enzim tersebut
yaitu apoenzim dan koenzim.
Kerja Enzim
ada 2 teori yang mengungkapkan cara kerja enzim yaitu:
1.
Teori kunci dan anak kunci
(Lock and key)
Teori ini dikemukakan oleh Emil Fisher yang menyatakan kerja enzim seperti
kunci dan anak kunci, melalui hidrolisis senyawa gula dengan enzim invertase,
sebagai berikut:
·
Enzim memiliki sisi
aktivasi, tempat melekat substrat
·
hubungan antara enzim
dan substrat terjadi pada sisi aktivasi
·
Hubungan antara enzim
dan substrat membentuk ikatan yang lemah
Hipothesis Koshland :
1.
Enzim dan sisi aktifnya
merupakan struktur yang secara fisik lebih fleksibel daripada hypothesis
Fischer.
2.
Terjadi interaksi
dinamis antara enzim dan substrat
3.
Jika substrat
berkombinasi dengan enzim, akan terjadi perubahan dalam struktur
(konformasi) sisi aktif enzim sehingga fungsi enzim berlangsung efektif.
4.
Struktur molekul
substrat juga berubah selama diinduksi sehingga kompleks enzim-substrat lebih
berfungsi.
Inhibitor
Merupakan zat yang dapat
menghambat kerja enzim. Bersifat reversible dan irreversible. Inhibitor
reversible dibedakan menjadi inhibitor kompetitif dan nonkompetitif (Gambar
3.4B)
a
Inhibitor kompetitif
Menghambat kerja enzim dengan menempati sisi aktif enzim.
Inhibitor ini besaing dengan substrat untuk berikatan dengan sisi aktif enzim.
Pengambatan bersifat reversibel (dapat kembali seperti semula) dan dapat
dihilangkan dengan menambah konsentrasi substrat.
Inhibitor kompetitif misalnya malonat dan oksalosuksinat, yang
bersaing dengan substrat untuk berikatan dengan enzim suksinat dehidrogenase,
yaitu enzim yang bekerja pada substrat oseli suksinat.
b
Inhibitor nonkompetitif
Inhibitor ini biasanya berupa senyawa kimia yang tidak mirip
dengan substrat dan berikatan pada sisi selain sisi aktif enzim. Ikatan ini
menyebabkan perubahan bentuk enzim sehingga sisi aktif enzim tidak sesuai lagi
dengan substratnya. Contohnya antibiotik penisilin menghambat kerja enzim
penyusun konsentrasi substrat. dinding sel bakteri. Inhibitor ini bersifat
reversible tetapi tidak dapat dihilangkan dengan menambahkan
C. Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan reaksi enzim
§
Konsentrasi substrat
§
Konsentrasi enzim
§
Suhu
§
pH
§
Aktivator dan inhibitor
D. Metabolisme dibedakan
atas anabolisme dan katabolisme
1) KATABOLISME
1.
Respirasi merupakan
contoh peristiwa Katabolisme.
Respirasi merupakan oksidasi senyawa organik secara terkendali untuk
membebaskan energi bagi pemeliharaan dan perkembangan makhluk hidup.
Produk antara pada respirasi sel dipakai sebagai bahan dasar untuk
metabolisme.
Berdasarkan kebutuhan terhadap tersedianya oksigen bebas, dibedakan :
a. Respirasi
aerob : respirasi yang membutuhkan oksigen bebas. Oksigen merupakan
penerima hidrogen terakhir.
b. Respirasi
anaerob : respirasi yang tidak membutuhkan oksigen bebas. Sebagai
penerima hidrogen terakhir bukan oksigen,tetapi senyawa lain seperti asam
pyruvat, dan asetaldehid.
Respirasi sel secara aerob berlangsung melalui 4 tahap, yaitu :
§
Glikolisis
§
Dekarboksilasi
Oksidatif Asam Piruvat
§
Daur Krebs, dan
§
Sistem Transfer
Elektron
Glikolisis :
§
Berlangsung di
sitoplasma
§
Berlangsung secara
anaerob
§
Mengubah satu molekul
glukosa ( 6C ) menjadi dua molekul asam piruvat ( 3C )
§
Untuk setiap molekul
glukosa dihasilkan energi 2 ATP dan 2 NADH
§
Dikenal sebagai Reaksi
Embden dan Meyerhoff
Dekarboksilasi
Oksidatif Asam Piruvat :
§
Berlangsung pada
matriks mitokondria
§
Mengubah asam piruvat
(3C) menjadi Asetil Ko-A (2C)
§
Dihasilkan energi sebesar
2 ATP dan 2 NADH untuk setiap molekul glukosa
Siklus Krebs :
§
Berlangsung pada
matriks mitokondria
§
Mengubah Asetil-KoA
(2C) menjadi CO2 (senyawa berkarbon 1)
§
Untuk setiap molekul
Asetil-KoA dihasilkan 1 ATP, 1 FADH dan 2 NADH
Rantai Pengangkutan Elektron
;
§
NADH2 dan FADH2 merupakan
senyawa pereduksi yang menghasilkan ion hidrogen
§
Melalui rantai
respirasi, hidrogen dari NADH2 dan FADH2 yang dihasilkan pada proses glikolisis,
dekarboksilasi oksidatif asam piruvat dan daur Krebs dilepaskan ke Oksigen
(sebagai penerima hidrogen terakhir) untuk membentuk H2O dengan melepas energi
secara bertahap.
§
Satu molekul NADH2 akan menghasilkan 3 ATP, sedang satu molekul
FADH2menghasilkan 2 ATP.
Glikolisis :
Alternatif 1 : Bila
tidak tersedia cukup oksigen, akan berlangsung respirasi anaerob / fermentasi,
seperti pada diagram/skema di bawah ini :
Alternatif 2 : Jika
tersedia Oksigen, asam piruvat akan memasuki Siklus Krebs dan Sistem Transpor
Elektron :
Substrat untuk respirasi tidak selalu dalam bentuk karbohidrat, tetapi bisa
juga berupa protein atau lemak. Perhatikan skema hubungan antara berbagai
substrat tersebut dalam proses respirasi aerob di bawah ini :
2)
ANABOLISME
Fotosintesis merupakan
salah satu contoh dari Anabolisme,
Fotosintesis terjadi pada tumbuh-tumbuhan yang berklorofil. Fotosintesis
merupakan proses penyusunan zat organik dari zat-zat anorganik dengan
menggunakan energi dari cahaya. Zat organik yang terbentuk dalam proses
fotosintesis berupa karbohidrat, dimana karbohidrat tersebut dapat digunakan
untuk membentuk zat-zat lain seperti protein dan lemak.
Reaksi umum dari fotosintesis dapat dituliskan sebagai :
cahaya
6 CO2 + 12 H2O
C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2
Klorofil
Komponen-komponen Esensial Fotosintesis :
Komponen yang mutlak
diperlukan dalam proses fotosintesis adalah bahan baku (CO2dan H2O), energi berupa
cahaya, pigmen, molekul carrier enzim dan suhu yang tepat. Jika
salah satu dari komponen tersebut tidak ada, fotosintesis tidak dapat
berlangsung, sehingga komponen tersebut disebut komponen esensial.
Ø
Bahan Baku
CO2 dari udara masuk melalui stomata ke dalam
jaringan spons daun dan segera dipergunakan untuk proses fotosintesis. Air (H2O) merupakan bahan baku lain yang diperoleh dari
lingkungan. Pada tumbuhan tinggi, H2O diabsorbsi oleh
akar dan diangkut ke daun melalui berbagai sel dan jaringan.
Ø
Cahaya
Energi yang
dipergunakan dalam fotosintesis adalah energi cahaya. Dari berbagai penelitian
diketahui bahwa energi dari cahaya matahari yang dipergunakan untuk
fotosintesis hanya 2% saja. Selebihnya dipantulkan, ditransmisikan atau
diabsorbsi senagai panas.
Panjang gelombang dari berbagai spektrum sinar matahari tidak
sama. Makin besar panjang gelombang, makin kecil energi yang dikandungnya.
Gelombang cahaya dari yang terpanjang hingga terpendek adalah merah, jingga,
kuning, hijau, biru, nila dan ungu. Dalam berbagai percobaan yang menggunakan
obyek Chlorella, ternyata spektrum cahaya yang palig banyak
diserap klorofil untuk proses fotosintesis adalah spektrum merah dan biru
ungu (nila).
Ø
Pigmen
Dengan adanya sistem
pigmen, tumbuhan hijau dapat mengabsorbsi energi cahaya dan menggunakan cahaya
ini untuk menghasilkan gula. Klorofil merupakan pigmen terpenting dari tumbuhan
yang melakukan fotosintesis
Ada bermacam-macam klorofil, yaitu klorofil a, b, c dan e.
Klorofil a dan b terdapat pada kloroplas tumbuhan tinggi, sedangkan klorofil
yang lain terdapat pada jenis alga tertentu.
Ø
Suhu
Aktivitas fotosintesis
dipengaruhi oleh suhu lingkungan. Fotosintesis umumnya berlangsung pada suhu
antara 5 – 40o C. Kecepatan fotosintesis
bertambah sampai maksimal pada suhu 35o C dan
setelah itu kecepatannya turun tajam. Penurunan ini dimungkinkan karena enzim
menjadi kurang aktif.
Ø
Molekul Carrier dan Enzim
Pada kloroplas, selain
dari pigmen terdapat pula berbagai molekul carrier yang berfungsi dalam
transfer atom hidrogen, elektron dan transfer energi. Selain itu, pada
kloroplas pun terdapat bermacam-macam enzim untuk reaksi kimia fotosintesis.
Penelitian tentang
Fotosintesis
Beberapa percobaan yang dilakukan untuk mengetahui hasil-hasil yang
diperoleh dari fotosintesis, antara lain :
1.
Percobaan Ingenhousz
Obyek yang digunakan adalah
tumbuhan Hydrilla verticillata. Hasil dari percobaannya
disimpulkan bahwa fotosintesis menghasilkan gas, yang ternyata adalah oksigen.
2.
Percobaan Engelmann
Obyek yang digunakan
adalah ganggang Spirogyra dan
bakteri thermo. Di bawah mikroskop terlihat bakteri thermo berkumpul pada
bagian kloroplas yang terkena cahaya matahari (B) akibat banyaknya oksigen di
daerah ini. Kesimpulan yang dapat ditarik oleh Engelmann, yaitu bahwa
fotosintesis membebaskan gas oksigen dan kloroplast yang bertanggung jawab
terhadap produksi oksigentersebut.
3.
Percobaan Sacchs
Dalam percobaan ini,
Sacchs membuktikan bahwa fotosintesis memerlukan cahaya, berlangsung pada
bagian yang berklorofil, sedang hasil akhir dari fotosintesis adalah zat tepung
(amylum). Percobaan ini didasari atas pengertian bahwa amylum, jika bereaksi
dengan iodium akan berwarna biru. Pada bagian daun yang ditutup dengan kertas
timah (tidak kena cahaya) tidak berwarna biru, berarti di daerah tersebut tidak
berlangsug fotosintesis.
Reaksi Fotosintesis
Fotosintesis merupakan proses pengubahan
energi cahaya menjadi energi kimia dalam bentuk gula yang dihasilkan dari
reduksi karbondioksida yang miskin energi. Fotosintesis dapat dituliskan dengan
persamaan reaksi sederhana :
6 CO2 + 12 H2O
C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2
Pada dasarnya proses
fotosintesis terjadi dalam dua tahap, yaitu reaksi terang (reaksi tergantung
cahaya) dan reaksi gelap (reaksi tak tergantung cahaya).
a)
Reaksi Terang (Reaksi
Tergantung Cahaya)
Reaksi pertama dalam fotosintesis memang tergantung adanya cahaya, sehingga
disebut sebagai reaksi terang. Sering reaksi ini disebut reaksi
fotokimia / reaksi fotolisis / reaksi Hill, prosesnya berlangsung di
Grana.
Dalam reaksi terang terdapat dua pusat reaksi, yaitu fotosistem I (FS I)
dan fotosistem II (FS II). Pada FS I terdapat klorofil a.683 (kl A.683) dan
karotenoid yang mampu menyerap energi cahaya maksimum pada gelombang 700 nm (P
700), sedangkan untuk FS II dengan P 680 diserap oleh klorofil a 673 (kl A.673)
dan klorofil b.
Jika kloroplast mendapat cahaya, maka electron dari klorofil pada kedua
fotosistem akan tereksitasi. Elektron kaya energi ini kemudian
dipindahkan melalui akseptor-akseptor untuk dimanfaatkan energinya.
·
Fotosistem I (FS I)
Elektron yang dikeluarkan dari FS I diteima oleh akseptor feredoksin
sebagai akseptor utama. Elektron ini lalu ditransfer ke NADP. Pada saat yang
sama juga menerima ion H+sehingga
terbentuk nikotinamida adenin dinukleotid fosfat tereduksi (NADPH2).
NADP + 2 H+ +
2e NADPH2
·
Fotosistem II ( FS II )
Elektron dari FS II diterima oleh akseptor-akseptor elektron (plastoquinon,
sitokrom dan plastosianin) menuju FS I. Elektron ini digunakan untuk
mengisi lubang pada FS I. Waktu mengalir melaui ekseptor-akseptornya, elektron
ini melepaskan energinya. Energi ini digunakan untuk mensintesis ATP dari
ADP dan Pi (fotofosforilasi)
ADP +
Pi
ATP
FS II yang telah kehilangan elektron ini akan segera
diganti dari pemecahan air (fotolisis) :
2 H2O
2 H+ + 2 OH-
2 OH-
2 e + H2O + ½ O2
H2O
2 H+ + 2 e- + ½ O2
2 H2O
4 H+ + 4 e-
+ O2
Pada fotolisis terlihat
bahwa O2 yang dibebaskan berasal dari dua molekul air (
2 H2O ), Jadi pada reaksi terang dihasilkan ATP, NADPH2 dan O2.
b)
Reaksi gelap (reaksi
tak tergantung cahaya)
Reaksi gelap (reaksi tak tergantung cahaya / Reaksi Blackman) adalah suatu
proses fiksasi CO2 untuk membentuk glukosa
dengan menggunakan energi yang dihasilkan oleh reaksi terang. Reaksi ini
terjadi di stroma pada kloroplas dan tidak memerlukan cahaya. Reaksi
biokimiawinya berlangsung melalui suatu siklus yang disebut siklus Calvin
Benson.
PGAL yang terbentuk dalam reaksi gelap merupakan hasil berdih fotosintesis
secara keseluruhan. Untuk membentuk satu molekul glukosa diperlukan dua molekul
PGAL dan ini diperoleh dari mereduksi enam molekul CO2. Dengan mereduksi enam mulekul CO2, akan dihasilkan 12 molekul PGAL. Dua molekul PGAL
digunakan untuk membentuk glukosa, sedangkan 10 molekul lainnya akan direduksi
kembali melalui senyawa antara seperti fruktosa 1,6 difosfst (FDP) dan glukosa
5-fosfat (G 5-P) untuk menghasilkan RuDP.
Untuk lebih jelasnya perhatikan skema fotosintesis, yang menunjukkan
keterkaitan antara reaksi terang dan reaksi gelap di bawah ini :
Keterangan :
hv :
cahaya matahari
Kotak dalam adalah reaksi terang (reaksi tergantung cahaya)
Kotak luar adalah reaksi tak
tergantung cahaya (siklus Calvin Benson)
Senyawa pertama yang
ditemukan setelah pengikatan CO2 oleh RuDP
adalah PGA ( asam fosfogliserat ) yang terdiri atas 3 atom karbon. Oleh
karenanya, tumbuhan yang melakukan fotosintesis menggunakan cara ini disebut
tumbuhan C3.
Fotosintesis melalui
jalur C4 (Jalur metabolisme Hatch – Slack)
Terjadi pada tumbuhan
golongan C4; yaitu tumbuhan tebu, jagung, berbagai rerumputan (crabgrass,
shorghum dan Bermuda grass) dan beberapa tumbuhan padang pasir. Tumbuhan ini
digolongkan ke dalam tumbuhan C4 karena
senyawa pertama yang dijumpai setelah fiksasi CO2 adalah asam
oksaloasetat yang merupakan senyawa dengan 4 atom karbon.
Kelebihan Tumbuhan C4
dibanding dengan C3
1.
Membutuhkan lebih
banyak ATP;
2.
Sintesis glukosa
berlangsung lebih cepat per satuan luas daun;
3.
Berlangsung lebih
efisien dalam keadaan intensitas cahaya yang tinggi;
4.
Affinitas enzym
fosfoenolpiruvat karboksilase terhadap CO2 lebih besar
dibanding dengan RuDP
5.
Penambatan CO2 lebih efektif;
6.
Proses fotosintesis
berlangsung cukup baik dalam keadaan jumlah CO2 yang sangat
sedikit di udara.
7.
Tumbuh lebih cepat.
KEMOSINTESIS
Kemosintesis terjadi pada beberapa jenis bakteri yang
menggunakan energi dari reaksi kimia anorganik sederhana untuk sintesa
karbohidrat, dan menggunakan energi kimia dari luar tubuh.
v
Sumber karbon untuk
kemosintesis berasal dari CO2.
v
Bahan baku anorganik
adalah air dan karbon dioksida.
v
Sumber energi dari reaksi
kimia (bukan dari cahaya).
v
Energi diperoleh dari
hasil oksidasi senyawa anorganik yang diserap dari lingkungan; Seperti : hidrogen,
hidrogen sulfida, sulfur (belerang), besi, amonia dan nitrit.
Beberapa organisme yang
melakukan kemosintesis :
a.
Bakteri sulfur tidak berpigmen yang mengoksidasi sulfida menjadi
sulfat:
§
Menyerap (H2S) maupun S2 dari
lingkungan
§
Kedua senyawa tsb
bergabung dengan oksigen dan menghasilkan energi yang digunakan untuk membuat
Karbohidrat
§
Hasil samping berupa S2, bila bahan asalnya H2S dan ion sulfat
(SO42-) bila asalnya S2
b.
Bakteri besi yang mengoksidasi ferrohidroksida menjadi ferrihidroksida.
§
Hidup di air tawar atau
air asin yang mengandung senyawa besi terlarut.
§
Bakteri menyerap
senyawa besi terlarut dan menggabungkannya dengan oksigen sehingga menjadi
bentuk tidak larut dengan mengeluarkan energi.
c.
Bakteri Nitrifikasi
§
Tipe bakteri yang
menggunakan amonia dan melepaskan ion nitrit. Contoh :Nitrosomonas
§
Tipe bakteri yang
menggunakan ion nitrit dan melepaskan ion nitrat : Nitrobakter
PERBANDINGAN ANTARA
FOTOSINTESIS DAN KEMOSINTESIS
Organisme
|
Type proses
|
Bahan yang dipakai
|
Sumber energi
|
Hasil
|
Tumbuhan
hijau
|
Fotosintesis
|
CO2 , H2O
|
Cahaya
yang diabsorbsi klorofil
|
Gula, H2O, O2
|
Bakteri
belerang hijau
|
Fotosintesis
|
CO2 , H2S
|
Cahaya
yang diabsorbsi klorofil bakteri
|
Gula, H2O , S
|
Bakteri
belerang ungu
|
Fotosintesis
|
CO2 , H2S, H2O
|
Cahaya
yang diserap bakteriopurpurin
|
Gula, H2SO4
|
Bakteri
Nitrifikasi
|
Kemosintesis
|
CO2 , H2O
|
Oksidasi
ammonia menjadi nitrit
|
Gula, H2O, O2
|
Bakteri
Nitrifikasi
|
Kemosintesis
|
CO2 , H2O
|
Oksidasi
nitrit menjadi nitrat
|
Gula, H2O, O2
|
Bakteri
belerang tak berwarna
|
Kemosintesis
|
CO2 , H2O
|
Oksidasi H2S menjadi
sulfat
|
Gula, H2O, O2
|
Bakteri
besi
|
Kemosintesis
|
CO2 , H2O
|
Oksidasi
ferro menjadi ferri
|
Gula, H2O, O2
|
Sintesis Lemak
§
Terjadi di sitosol
§
Lemak atau lipida
adalah senyawa yang terdiri atas satu molekul gliserol (R–OH) dan tiga molekul
asam lemak ( R-COOH)
§
Lemak penting sebagai
komponen structural sel, khususnya membrane sel dan sebagai bahan baker
biologis. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut, lemak dapat diperoleh dari makanan
dan dapat pula disintesis di dalam tubuh. Di dalam tubuh, lemak dapat
disintesis dari produk antara (intermediate product) pada proses respirasi,
seperti PGAL dan asetil KoA.
§
Baik tumbuhan maupun
hewan dapat mensintesis lemak dari karbohidrat, melalui tahap-tahap :
1. Sintesis gliserol [ C3H5(OH)3 ]
2. Sintesis asam lemak
3. Penggabungan asam lemak dan gliserol.
Sintesis Protein
§
Terjadi di ribosom
§
Unit penyusunnya adalah
asam amino
§
Protein merupakan
polimer dari asam amino yang dihubungkan oleh ikatan peptida
§
Ikatan peptida adalah
ikatan yang meng-hubungkan antara gugus amine dari satu asam amino dengan gugus
karboksil dari asam amino yang lain.
ASAM AMINO ESSENSIAL
§
Yaitu asam amino yang
tidak dapat dibentuk oleh tubuh;
§
Yang termasuk ke dalam
golongan ini :
Arginin, histidin,
isoleusin, leusin, lisin, metionin, fenilalanin, treonin, triptofan, valin
ASAM AMINO NON ESENSIAL
§
Yaitu asam amino yang
dapat dibentuk oleh tubuh melalui senyawa antara respirasi.
§
Yang termasuk golongan
ini :
Alanin, asparagin, asam aspartat,
sistein, asam glutamat, glutamin, glisin, prolin, serin dan tirosin
Klasifikasi protein
berdasar fungsi biologiknya
§
Enzim, menkatalisis
reaksi-reaksi biokimia
§
Protein cadangan, disimpan sebagai
cadangan makanan
§
Protein transpor, mentranspor zat/unsur
tertentu
§
Protein kontraktil pada jaringan
tertentu
§
Protein pelindung, misalnya antibodi
§
Toksin, merupakan racun
§
Hormon,mengatur proses-proses
hidup
§
Protein struktural, penyusun struktur
sel, jaringan, dan tubuh.
Keterkaitan Metabolisme, Karbohidrat,
Lemak dan Protein
Di dalam
sel reaksi metabolisme tidak terpisah satu sama lain yaitu membentuk suatu
jejaring yang saling berkaitan. Di dalam tubuh manusia terjadi metabolisme
karbohidrat, protein, dan lemak.
Hubungan antara
metabolisme karbohidrat,
lemak, dan protein.
Lemak (asam heksanoat)
lebih banyak mengandung hidrogen terikat dan merupakan senyawa karbon yang
paling banyak tereduksi, sedangkan karbohidrat (glukosa) dan protein (asam
glutamat) banyak mengandung oksigen dan lebih sedikit hidrogen terikat adalah
senyawa yang lebih teroksidasi. Senyawa karbon yang tereduksi lebih banyak
menyimpan energi dan apabila ada pembakaran sempurna akan membebaskan energi
lebih banyak karena adanya pembebasan elektron yang lebih banyak. Jumlah
elektron yang dibebaskan menunjukkan jumlah energi yang dihasilkan.
Perlu Anda ketahui
pada jalur katabolisme yang berbeda glukosa dan asam glutamat dapat
menghasilkan jumlah ATP yang sama yaitu 36 ATP. Sedangkan katabolisme asam
heksanoat dengan jumlah karbon yang sama dengan glukosa (6 karbon) menghasilkan
44 ATP, sehingga jumlah energi yang dihasilkan pada lemak lebih besar
dibandingkan dengan yang dihasilkan pada karbohidrat dan protein. Sedangkan
jumlah energi yang dihasilkan protein setara dengan jumlah yang dihasilkan
karbohidrat dalam berat yang sama.
Dari penjelasan itu
dapat disimpulkan jika kita makan dengan mengkonsumsi makanan yang mengandung
lemak akan lebih memberikan rasa kenyang jika dibandingkan dengan protein dan
karbohidrat. Karena rasa kenyang tersebut disebabkan oleh kemampuan metabolisme
lemak untuk menghasilkan energi yang lebih besar.