METABOLISME

Oleh      : Ishmah Nurhidayati (9110)

SMA Negeri 1 Gadingrejo (2014)

1.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. Sel-sel menyimpan energi kimia dalam bentuk makanan kemudian mengubahnya dalam bentuk energi lain pada proses metabolisme.

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

2. ENZIM
2.1. Pengertian Enzim

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.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja Enzim:

1.      Suhu

2.      pH

3.      Konsentrasi Substrat

4.      Konsentrasi Enzim

5.      Inhibitor

2.2. Inhibitor

            Inhibitor merupakan zat yang dapat menghambat kerja enzim. Bersifat reversible dan irreversible. Inhibitor reversible dibedakan menjadi inhibitor kompetitif dan nonkompetitif.

2.2.1. Inhibitor kompetitif

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.

2.2.2 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.

3.KATABOLISME

3.1. Respirasi

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

3.1.1.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

3.1.2. 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

3.1.3. 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

3.3.4. 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.

·        

Proses respirasi.

Satu molekul NADH₂ akan menghasilkan 3 ATP, sedang satu molekul FADH₂ menghasilkan 2 ATP.

4. KETERKAITAN METABOLISME, KARBOHIDRAT, LEMAK DAN PROTEIN

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. Bagaimana keterkaitan ketiganya?

Hubungan antara metabolisme karbohidrat, lemak, dan protein.

Perhatikan Gambar di samping! Pada bagan terlihat karbohidrat, protein, dan lemak bertemu pada jalur siklus Krebs dengan masukan asetil koenzim A. Tahukah Anda bahwa Asetil Ko-A sebagai bahan baku dalam siklus Krebs untuk menghasilkan energi yang berasal dari katabolisme karbohidrat, protein, maupun lemak. Titik temu dari berbagai jalur metabolisme ini berguna untuk saling menggantikan “bahan bakar” di dalam sel, Hasil katabolisme karbohidrat, protein, dan lemak juga bermanfaat untuk menghasilkan senyawa-senyawa lain yaitu dapat membentuk ATP, hormon, komponen hemoglobin ataupun komponen sel lainnya.

            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.