Transcript 2.OKSID BIOLUnitri 2011

Disusun oleh
dr. WIDODO S.,MKes
Bioenergetik / Metabolisme energi
Adalah ilmu yang mempelajari energi
yang bersangkut paut dengan kehidu
pan, diantaranya :
* Memperoleh energi.
* Penangkapan energi.
* Pemanfaatan energi.
* Perubahan selama metabolisme.
HEWAN
MANUSIA
TUMBUHAN
BUTUH
ENERGI
AKTIVITAS
FISIOLOGIS :
- Menyusun jaringan.
- Tumbuh dan ber
kembang biak
- Transport aktiv
Hukum Termodinamika :
Energi mempunyai sifat kekal.
Manusia tidak mampu menciptakan
energi , tetapi hanya mampu menangkap dan merubah jenis energi yang
satu menjadi jenis yang lain.
Foton  enersi
kimia
CO2 + H2O ( an Organik )
C6H12O6 ( Organik )
Makhluk berkhloroplas
OKSIDASI BIOLOGI
Seny. organik
Energi
Enersi Kimia
Kepentingan fisiologis
Makhluk tidak berkhloroplas
Transformasi energi dan kopel :
Makhluk hidup  Isotermis
Penangkapan dan perubahan energi
tidak langsung, tetapi bertahap dengan
menggunakan mediator,  tidak mempengaruhi suhu tubuh.
PROSES YANG MENGHASILKAN ENERGI
DIHUBUNGKAN / KOPEL
DENGAN PROSES YANG MEMBUTUHKAN ENERGI
Konsep enersi bebas :
Yang dimaksud energi bebas adalah
Δ G = Bagian perubahan energi yang
dapat dimanfaatkan kepentingan
fisiologis makhluk hidup.
ΔG (-)  Membebaskan energi  Eksergonik.
ΔG (+)  Memerlukan energi  Endergonik.
EKSERGONIK 
Glikolisis
ß Oksidasi
S.A.S/TCA cycle
Oksidasi biologi
Oksidasi respirasi
Kopel
E
 ENDERGONIK
Sintesis
Transport aktiv
Konduksi syaraf
Kontraksi otot
Sumber energi  mediator  Pemakai energi
Katabolisme
Anabolisme
Keluar enersi
Perlu enersi
ΔG negatif
ΔG positif
PERANAN SENYAWA FOSFAT BERENERSI TINGGI
ENERGI BEBAS DALAM TUBUH, UMUMNYA
SENYAWA FOSFAT BERENERSI TINGGI.
 PENYIMPAN, PENGEMBAN EKSERGONIK
 ENDERGONIK  AKTIVITAS FISIOLOGI
CONTOH :SENYAWA FOSFAT BERENERGI TINGGI
( FOSFAGEN ) ANTARA LAIN :
- ATP ( ADENOSIN TRIFOSFAT )
- GTP ( GUANOSIN TRIFOSFAT )
- CTP ( CITOSIN TRIFOSFAT )
- UTP ( URASIL TRIFOSFAT )
- TTP ( TIMIN TRIFOSFAT )
- ITP ( IRIDIN TRIFOSFAT )
- KREATIN FOSFAT
SIKLUS ATP
Oksidasi fosforilasi
Fosfo Enol Piruvat
1.3 Difosfo Gliserat
Suksinil KoA
P
Kreatin – P
Kreatin
ATP
ADP
P
Kepentingan
Fisiologis
Sintesa ATP :
1. Tingkat Substrat :
Contoh :
Suksinil KoA  Suksinat
Fosfoenol piruvat  Piruvat
2. Tingkat Oks respirasi / Oks fosforilasi :
Contoh :
α Keto glutarat  Suksinil KoA
Suksinat  Fumarat
3. Tingkat Foto fosforilasi
Contoh :
CO2 + H2O  C6H12O6
( pada tumbuhan )
Oksidasi Biologi =
Oksidasi Respirasi
Oksidasi  Pelepasan elektron
Reduksi  Penangkapan elektron
 Redoks
Oksidasi biologi :
Oksidasi yang terjadi didalam tubuh
makhluk hidup.
Dengan tujuan membebaskan energi
yang nantinya dibutuhkan untuk kepentingan fisiologis makhluk hidup
OKSIDASI BIOLOGI :
1. Suasana Aerob :
- Disebut juga OksidasiRespirasi
- Didalam mitokondria.
- Enersi yang dihasilkan banyak
- Contoh :
α keto glutarat  Suksinil KoA
2. Suasana Anaerob :
- Terjadi diluar mitokondria
- Enersi yang dihasilkan sedikit
- Contoh :
Suksinil KoA  Suksinat
1,3 Difosfo gliserat
3 Posfogliserat
PRINSIP OKSIDASI BIOLOGI /RESPIRASI :
Senyawa  H+ +
e- + O2  OO- + H+  H2O
e-
Selama e- bergerak estafet pada rantai respirasi menuju O2, akan terlepas energi listrik
/energi bebas yang pada tempat-tempat tertentu energi potensialnya mampu membang
kitkan generator ATP dari rangkaian oksidasi
fosforilasi.
RANTAI RESPIRASI :
Unsur rantai respirasi tersusun berdasarkan dari yang mempunyai elektro
potensial lebih elektro negatip menuju
yang lebih elektro positip.
NAD  FP  CoQ  Sit.b  Sit.c1  Sit.c  Sit.a  Sit.a3  O2
POTENSIAL REDOKS SISTEM OKSIDASI PADA MAMALIA :
SISTEM
H+ / H2
NAD+ /NADH
LIPOAT OKS/RED
ASETOASETAT / 3-HIDROKSI BUTIRAT
PIRUVAT / LAKATAT
OKSALO ASETAT / MALAT
FUMARAT / SUKSINAT
SITOKROM b ; Fe + + + /Fe + +
UBIQUINON; OKS/RED
SITOKROM c ; Fe + + + /Fe + +
SITOKROM a ; Fe + + + /Fe + +
OKSIGEN / AIR
E’o Volt
-0.42
--0.32
--0.29
--0.27
--0.19
--0.17
+ 0.03
+ 0.08
+ 0.10
+ 0.22
+ 0.29
+ 0.82
TEMPAT -TEMPAT YANG MENGHASILKAN ENERGI
DALAM RANGKAIAN OKSIDASI RESPIRASI
ELEKTRON MENGALIR DARI AWAL SAMPAI KE
OKSIGEN PADA RANGKAIAN OKSIDASI RESPIRASI,
TIDAK SEMUA TEMPAT MAMPU MENGGERAKKAN
GENERATOR ATP PADA OKS.FOSFORILASI .
ADA 3 TEMPAT YANG MAMPU MENGGERAKKAN
GENERATOR ATP YAITU :
1. ANTARA 2 FLAVOPROTEIN
2. ANTARA SIT.b DAN SIT. c1
3. ANTARA SIT.a DAN SIT. a3
NAD  FP  CoQ  Sit.b  Sit.c1  Sit.c  Sit.a  Sit.a3  O2
SITE 1
SITE 2
SITE 3
OKSIDASI FOSFORILASI
Glutamat
Malat
Isositrat
ADP + Pi
NAD
ATP
OKSIDASI
FOSFORILASI
FP
FP
ATP Sintetase
ADP + Pi
KoQ
Piruvat
α keto glutarat
ATP
Sit.b
FP
ATP Sintetase
OKSIDASI
FOSFORILASI
ATP Sintetase
Sit.c1
ADP + Pi
ATP
Sit.c
Glisero 3-P
Suksinat
Asil-KoA
Sit.a
OKSIDASI
FOSFORILASI
Sit.a3
O2
Enzim yang bekerja pada oksidasi biologi
termasuk dalam kelas oksido-reduktase
yang
terbagi dalam 5 subkelas diantaranya :
1. Oksidase : enz.melepaskan hidrogen
Akseptornya oksigen
Produk akhir H2O
Contoh :
- Sitokrom oksidase
- Phenolase
- Laccase
- Asam askorbat oksidase
- Urikase
- Monoamin Oksidase ( M.A.O )
AH2
½O2
AH2
OKSIDASE
O2
OKSIDASE
2. Aerobik dehidrogenase : produk H2O2
Contoh :
- D-asam amino dehidrogenase
- L-asam amino dehidrogenase
- Xantin dehidrogenase
- Aldehid dehidrogenase
3. Anaerobik dehidrogenase :
3.1. Mentransfer hidrogen dari substrat
menuju reaksi redoks ( bukan rantai
respirasi.
Contoh :
- Gliseraldehid-3P dehidro
genase
- Laktat dehidrogenase
3.2. Menjadi komponen utama dari rantai
respirasi ( sebagai pengemban elektron)
Berdasarkan Koenzimnya dibagi menjadi
3.2.1. Dependent terhadap NAD/NADP
Contoh :
Enzim-enzim pada jalur
glikolisis, SAS, HMP, sinte
sa asam lemak ekstramito
kondria.
3.2.2. Dependent terhadap FMN/FAD
Contoh :
Enzim-enzim pada jalur
SAS, ß oksidasi
3.2.3. Dependent terhadap sitokrom
Contoh :
- Enzim pada rangkaian
oksidasi respirasi.
4. Hidroperoksidase
Contoh :
- Peroksidase, Katalase
5. Oksigenase
Contoh :- Dioksigenase/Oksigen transferase
/True oksigenase.
- Monooksigenase/Hidroksilase
/Mixed function oksidase
Teori OKSIDASI FOSFORILASI
Prinsip teori kemoosmotik :
1. Energi oksidasi respirasi  mendorong
proton dari dalam  keluar
membran
kopel
2. Membran impermeable terhadap proton
proton menumpuk diluar mitokondria
ELEKTRO - KEMO GRADIEN yaitu :
Diluar membran lebih + dan pH nya
lebih rendah / asam
3. Elektro kemogradien  enzim ATP
sintetase aktiv  ATP disintesa
2H+
OLIGOMISIN
F0
ATP sintetase
F1
OKSIDASI
RESPIRASI
ADP + Pi
LUAR
e
e
2H+
ATP + H2O
E
2H+
DALAM
MEMBRAN KOPLING
MITOKONDRIA
ELEKTRO-KEMO GRADIEN: DILUAR MUATAN > POSITIP
DAN pH > RENDAH/ASAM.
PENGENDALIAN OKSIDASI RESPIRASI :
Tergantung pada :
1. Perbandingan antara NADH/NAD+
NADPH/NADP+, FADH/FAD+
2. Tersedianya oksigen sebagai penerima
elektron terakhir.
3. Tersedianya ADP dan Pi atau
perbandingan antara ATP/ADP ( dan Pi )
INHIBITOR PADA OKSIDASI RESPIRASI DAN
OKS.FOSOFORILASI
1.INHIBITOR PADA RANGK. OKS.RESPIRASI
A.BEKERJA ANTARA Fp DAN SIT.Q,YAITU:
@ Pierecidin A
@ Gol.Barbiturat
@ Rotenon ( racun ikan )
@ Steroids dan Mercuri
B.BEKERJA ANTARA SIT.b DAN SIT.c,YAITU:
@ Dimercaprol , Antimycin A
C. BEKERJA ANTARA SIT.a DAN SIT.a3,YAITU :
H2S , Co dan CN2. INHIBITOR RANGK.OKSIDASI FOSFORILASI
YAITU : Oligomycin, Dinitrophenol, Atractylo
side
3. INHIBITOR KOPEL ANTARA OKS.RESPIRA
SI DGN OKSIDASI FOSFORILASI YAITU :
2,4 dinitrophenol, m-chlorocarbonyl cyanide
phenylhydrazon.
Malonat
Suksinat
Fp
Karboksin
Pierisidin A
Amobarbital
Rotenon
Steroid
Merkuri
Sub
NAD
Fp
H 2S
CO
CN-
Dimerkaprol
Antimisin A
Q
Sit.b
Sit.c1
Sit.c
Sit.a.a3
O2
2,4 Dinitrofenol
Hormon tiroksin
Oksidasi fosforilasi
Oksidasi fosforilasi
Oksidasi fosforilasi
Oligomisin, Dinitrofenol, Atraktilosid
KEPUSTAKAAN :
** ROBERT K. MURRAY; DARYL K. GRANNER; PETER A. MAYES;
VICTOR W. RODWELL : HARPER’S BIOCHEMISTRY, 26th ED,
INTERNATIONAL EDITION; 2003
** STRYER LUBERT : BIOCHEMISTRY; 2ND ED., STANFORD
UNIVER CITY NEW YORK.
** OKHTISAR BIOKIMIA DASAR A ; Drs.dr.h. PANTJITA HARDJA
SASMITA; CETAKAN KE 8, FKUI, JAKARTA
** OKHTISAR BIOKIMIA DASAR B ; Drs.dr.h. PANTJITA HARDJA
SASMITA; CETAKAN KE 8, FKUI, JAKARTA
** DASAR DASAR BI0KIMIA; ANNA POEDJIADI, PENERBIT UNIVER
SITAS INDONESIA
&