biokimia i part i by dian herasari
TRANSCRIPT
Biokimia I By : Dian Herasari, M.Si.1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Pendahuluan Asam Amino dan Protein Protein Enzim Asam Nukleat Karbohidrat Lipida Vitamin Mineral
Pustaka: - Page, D. 1984. Prinsip-prinsip Biokimia. Erlangga. Jkt. - Wirahadikusumah, M. 1990. Biokimia. ITB Pers. Bandung. - Mathew & Van Holde. Biochemistry.
PendahuluanPengertianDefinisi biokimia : Cabang ilmu yang mempelajari proses kimia yang terjadi pada sel hidup, baik satu sel atau multi sel
Ciri-ciri Materi Hidup1. Terorganisasi dengan rapih sekali (tiap bagian mempunyai fungsi masing-masing) untuk terjadinya proses pada materi tersebut. Sel hidup mempunyai kemampuan mengambil energi dari sekelilingnya untuk mempertahankan hidupnya. Materi hidup dapat memproduksi diri sendiri, yang bila tidak ada pengaruh dari zat lain dihasilkan materi yang sama dengan materi sebelumnya, sedang bila ada pengaruh zat lain akan terjadi mutasi.
2.
3.
Kajian Biokimia
1. Struktur dan fungsi biomolekul 2. Metabolisme dan bioenergetika 3. Pewarisan sifat (genetika)
Fungsi Biomolekul dalam SelUnsur kimia dalam sel berjumlah 29 jenis, unsur-unsur yang paling dominan adalah C, H, O, dan N mencapai 99% mengisi materi, dengan komposisi: unsur C : 50 6% unsur H : 3 4% unsur O : 25% unsur N : 8 10% Biomolekul dalam sel hidup: 1. Air Fungsi : sebagai pelarut bagi ion-ion dan mineral. 2. Protein Fungsi : sebagai enzim, sebagai alat transport, sebagai antibodi, sebagai hormon. 3. Asam nukleat Fungsi : sebagai pembawa informasi genetika; turunannya (yaitu ATP) berfungsi sebagai penyimpan energi. 4. Polisakarida/karbohidrat Fungsi : sebagai sumber energi, sebagai energi cadangan, sebagai unsur pembentuk membra. 5. Lipid Fungsi : sebagai energi, pembentuk sebagai pelarut. membran,
6. Vitamin dan Mineral Fungsi : sebagai ko-enzim dan kofaktor dalam materi hidup.
Kebutuhan energiHal yang berhubungan erat dengan biokimia adalah proses metabolisme. energi pada
Metabolisme adalah : segala proses reaksi kimia yang terjadi dalam sel hidup mulai dari bersel satu sampai bersel banyak. Metabolisme terbagi 2: Anabolisme Ciri-ciri : Pembentukan molekul besar dari molekul kecil Membutuhkan energi Prosesnya adalah reduksi Katabolisme
Ciri-ciri: Penguraian molekul besar menjadi molekul kecil Menghasilkan energi Prosesnya adalah oksidasi
Asam NukleatMononukleotida Polinukleotida DNA dan RNA Sejarah Penelitian DNA Dogma Pusat: Replikasi Transkripsi Translasi
MononukleotidaO -O P OH O H OH Basa N O H H OH Basa N heterosiklik hidrolisis lengkap Gula 5 karbon Fosfat
Mononukleotida
Gugus fosfat: Memberi sifat asam Menyebabkan bermuatan negatif
Gula 5 atom karbon:CH2OH O H H OH OH H H OH CH2OH O H H OH OH H H H
D-ribosa (RNA)
2-deoksi-D-ribosa (DNA)
Basa N heterosiklik: Kelompok basa purin, terdiri dari:NH2 N N O
N
NH
N H
N Adenin
N H
N Guanin
NH2
Kelompok basa pirimidin, terdiri dari:NH2 N O O
NH
NH
N H Sitosin
O
N H Timin
O
N H Urasil
O
Ikatan HidrogenN NH2 O NH HN N O N HN HN N O H2N NH N N NH O NH
A=T
GC
PolinukleotidaO -O P OH OO P OH O-O P O O H H OH H H H O N3 H O H H N2 O H H O H N1 O H H
Ikatan Fosfodiester, yaitu: Ikatan antara gugus hidroksil 3 pada nukleotida satu dengan gugus fosfat 5 pada nukleotida yang lain.
DNA dan RNAPerbedaan: Gula 5 C Basa Struktur DNA 2-deoksi-D-ribosa A, T, G, C Double helix RNA D-ribosa A, U, G, C Serat tunggal
Macam RNA: 1. mRNA (RNA penyampai) sebagai cetakan untuk sintesis protein 2. rRNA (RNA ribosomal) sebagai tempat berlangsungnya sintesis protein 3. tRNA (RNA pemindah) sebagai pembawa asam amino pada sintesis protein
Sejarah Penemuan DNA1. Frederick Meisher (1868)DNA (diisolasi dari darah putih) mengandung asam (pospat), basa N, dan gula; namun belum diketahui bentuk molekulnya
2. Oswold dan Avery (1948)DNA diekstrak dari S.pneumonia (virulen), dimasukkan ke E.coli, akibatnya E.coli bersifat virulen. So, ada sifat yang berpindah (=> DNA)
3. Erwin Chargaf DNA spesies berbeda mempunyai komposisi yang berbeda Komponen basa DNA dari 1 spesies tidak tergantung pada lingkungan atau nutrien Jumlah pasangan AT dan GC adalah sama (A+T = G+C)
4. Watson dan Crick (1953) Struktur sekunder DNA berbentuk double helix, memutar kekanan, dari arah 5 (ujung fosfat) ke 3 (ujung hidroksil)
Struktur ini terbentuk dari dua utas DNA yang berpasangan pada kedudukan antiparalel
Basa-basa pada dua utas DNA yang membentuk double helix saling berikatan hidrogen, yaitu basa A dengan T (A=T) dan basa G dengan C (G C)
Pada struktur double helix ini, basa N heterosiklik terletak dibagian dalam struktur sedangkan
ribosa fosfo diester terdapat disebelah luar
Dogma Pusat
DNA
Transkripsi
RNA
Translasi
PROTEIN
Replikasi 2 DNA
Replikasi adalah proses pembentukan/pembelahan dari 1 (satu) DNA menjadi 2, dengan rumus 2n Transkripsi adalah komplemen cetakan) sintesis dengan molekul RNA yang DNA (DNA sebagai
Translasi adalah sintesis protein dengan mRNA sebagai cetakan, berlangsung di rRNA, dan tRNA sebagai molekul pembawa asam amino (urutan mRNA ditranslate menjadi urutan asam amino).
Asam Amino & Protein Ciri Molekul Protein Asam Amino Klasifikasi Sifat asam basa Stereokimia Reaksi kimia Protein Klasifikasi Organisasi Struktur Protein Penentuan Struktur Protein Isolasi dan Penurnian Protein
Daftar Pustaka: - Page, D. 1984. Prinsip-prinsip Biokimia. Erlangga. Jkt. - Wirahadikusumah, M. Biokimia. ITB Pers. - Mathew & Van Holde. Biochemistry.
Ciri Molekul Protein1. 2. Makromolekul dengan BM besar Umumnya terdiri dari 20 macam AA yang
dihubungkan oleh ikatan peptidaO H 2N CH C R1 H N O CH C R2 H N O CH C R3 H N O CH C R4 OH
IKATAN PEPTIDA
3.
Terdapat ikatan kimia yang lain, yaitu ikatan hidrogen, ikatan van der walls, interaksi hidrofob, jembatan garam (interaksi ionik), ikatan disulfida dan lain-lain
4.
Strukturnya
tidak
stabil
terhadap
beberapa
perubahan yaitu: pH, temperatur, pelarut organik, radiasi, dan deterjen 5. Umumnya reaktif dan spesifik, karena gugus
samping yang reaktif dan susunan khas struktur makromolekulnya
Asam AminoStruktur umum:O H2N CH C OH R
Struktur
dasar
sama,
R
(rantai
samping)
menentukan sifat fisika dan kimia dalam rantai protein Sifat fisik rantai samping (gugus R) digunakan dalam penggolongan/klasifikasi asam amino
T u g a s !!!1. Tuliskan 20 asam amino, lengkap dengan kode singkatan 3 huruf dan 1 huruf serta struktur asam amino tersebut! 2. Klasifikasikan 20 AA berdasarkan kebutuhan pada organisme manusia!
Tugas 2Jelaskan penggunaan/kegunaan raksi kimia asam amino, berikut mekanisme reaksi yang mungkin terjadi!!!
Klasifikasi Asam AminoA. Berdasarkan Kebutuhan1. Asam Amino Essensial tidak dapat disintesis, tapi harus ada 2. Asam Amino Non Essensial dapat disintesis
B. Berdasarkan Muatan/polaritas1. Asam Amino dengan R yang non polar alifatik, aromatik, atom 5 kurang larut dalam air umumnya membentuk bagian dalam molekul protein globular 2. Asam Amino dengan R yang polar tak bermuatan hidroksil, amida, sulfhidril Mudah larut dalam air dapat membentuk ikatan hydrogen umumnya terletak pada permukaan molekul protein yang terkena pengaruh medium air 3. Asam Amino dengan R bermuatan negatif (AA asam) bermuatan negatif pada pH 6,0 7,0 dapat mengadakan interaksi ionic dengan gugus yang berlawanan atau dengan molekul/gugus polar 4. Asam Amino dengan R bermuatan posistif (AA basa) bermuatan (+) pada pH 7,0 Interaksi ion dengan gugus berlawanan
Sifat Asam-Basa Asam AminoMendasari kuantitatif protein pemisahan, identifikasi, penentuan dan komposisi asam amino dalam
Dalam larutan air, asam amino berada dalam bentuk ion berdwikutub (zwitterions)O H2N CH R C OH+
O H3N CH R C O-
bentuk tak berdisosiasi
bentuk zwitterion
Contoh: alanin, asam monoamino monokarboksilat, asam berbasa 2 yang terprotonasi sempurna. Titrasi sempurna dengan basa 2 protonOHNH3+ CHR COOH OHNH3+ CHR COONH2 CHR COO+ H+ NH3+ CHR COO+ H+
Kurva titrasi:13 12 11 10 9 8 pH 7 6 5 4 3 2 1 0NH2CHRCOOpK2 = 9,69
pHI = 6,02 H3 NCHRCOOpKi = 2,39+
pHI = (pK1+pK2)
NH3CHRCOONH2CHRCOOH3+NCHRCOO+
H3+NCHRCOOH H3+NCHRCOO-
0,5
1,0 Ekivalen basa
1,5
2,0
Nilai pK ditentukan dengan rumus HendersonHasselbach
pH = pK '+ log
[ akseptorproton ] [ donorproton]
pHI (pI) merupakan pH isoelektrik, yaitu pH dimana jumlah muatan (+) sama dengan jumlah muatan (-); tidak bergerak dalam medan listrik
pH I =
1 ( pK1 + pK 2 ) 2
pK1 pK2 masing-masing AA berbeda, pHI juga berbeda pHI sebagai indikator asam amino apa yang terdapat pada protein (suatu bahan makanan)
Streokimia Asam AminoAA hasil hidrolisis protein (kecuali glisin) bersifat optis aktif, yaitu dapat memutar bidang polarisasi cahaya bila diperiksa dengan polarimeter Senyawa optis aktif adalah senyawa asimetris, yaitu jika ke-4 gugus yang terikat pada atom C berbeda (C kiral; C* pada gambar) Dapat membentuk stereoisomer yang jumlahnya 2n, dengan n adalah jumlah C kiral
H H2N C* R COOH
O H 2N CH C H OH H 2N
O CH C CH3 OH H 2N
O CH C CH CH3 CH2 CH3 OH
Glisin
Alanin
Isoleusin
Reaksi Kimia Asam AminoDisebabkan oleh adanya gugus -karboksil, amino, gugus pada R Antara lain: 1. Reaksi NinhidrinO O H2N CH R (AA/Peptida) O (Ninhidrin) C OH + 2 OH C OH O O C NC O O
(senyawa kompleks berwarna biru) + H+ + 3 H2O + CO2 + RCOH
2.
Reaksi SangerNO2 COOH CH NH2 F FDNB R H + NO2 basa lemah HF + NO2 NH CH COOH NO2
AA/peptida
2,4 dinitrofenil (kuning merah)
3.
Reaksi Dansil KloridaCH3 COOH N CH3 O O S Cl dansyl klorida NH2 NH AA/peptida R CH COOH turunan dansyl AA (berfluoresensi) + CH R CH3 S CH3 N O O
4.
Reaksi EdmanCOOH + CH NH2 N AA/peptida C S fenilisotiosianat HOOC CH R derivat Asam Amino feniltiokarbamil C NH S CH R feniltiohidantain NH O C N C NH R siklisasi S H+
ProteinMerupakan gabungan dari 2 atau lebih asam amino yang berikatan peptida Contoh:O H2N CH C OH + H2N CH CH2 OH CH2 CH2 CH2 CH2 NH2 SERIN + LISIN O C OH H2N CH CH2 OH O O OH + H2O
H C N CH C CH2 CH2 CH2 CH2 NH2 SERILISIN
+
H2O
Klasifikasi ProteinA. Berdasarkan hasil hidrolisis 1. Protein sederhana hanya asam amino 2. Protein terkonyugasi asam amino + gugus protetik non protein Berdasarkan kelarutannya 1. Protein berserat Tidak larut dalam larutan garam dalam air Contoh: kalogen, keratin Menyusun jaringan penghubung organisme TT 2. Protein berbentuk bola Larut dalam larutan garam dalam air Contoh: enzim, antibodi, hormon
B.
C.
Berdasarkan fungsi Biologis 1. Protein sebagai enzim Merupakan kel. Protein terbesar. Setiap reaksi biologis selalu dikatalisis oleh enzim 2. Protein sebagai penyimpan Hb, penyimpan O2 dalam darah 3. Protein sebagai pengatur gerak Gerakan otot terjadi karena geseran protein miosin dan aktin 4. Protein sebagai penunjang (kolagen) Menahan daya robek kulit sewaktu pergeseran tulang 5. Protein sebagai pertahanan tubuh Protein sebagai antibodiAg Ig
AgAgIg
6. Protein sebagai hormon Adrenalin : hormon pertumbuhan Insulin : metabolisme glukosa 7. Protein sebagai racun Bila makanan tercemar oleh Closteredium akan terjadi keracunan 8. Protein Cadangan Ovalbumin : protein cadangan pada putih telur Ze-in : protein cadangan pada jagung
Organisasi Struktur Protein1. Struktur Primer ditentukan oleh ikatan kovalen antara residu asam amino yang berurutan yang membentuk ikatan peptida meliputi urutan, macam, jumlah asam amino yang membentuk rantai polipeptida
2. Struktur Sekunder ditentukan oleh ikatan hidrogen antara atom O dari (C=O) dengan atom H dari (NH) ikatan hidrogen paling kurang melewati 1 asam amino dapat berbentuk: helix (konformasi spiral) sheet (berlipat-lipat)
3. Struktur Tersier terbentuk karena pelipatan (folding) rantai helix dan Sheet, yang membentuk struktur yang lebih kompleks struktur kompleks disebabkan oleh ikatan kimia yang lain: interaksi ionik, interaksi hidrofob, interaksiikatan hidrogen, ikatan disulfida
denaturasi protein karena rusaknya struktur ini
4. Struktur Kuarterner Melibatkan gabungan dari beberapa tersier yang melibatkan beberapa protein
struktur
Enzim
Pendahuluan Sejarah perkembangan Sifat katalitik enzim
Klasifikasi dan Penamaan Trivial CEIUB
Mekanisme Reaksi Enzim Lock and Key Induced Fit
Aktivitas Enzim Kinetika Rekasi Enzim Michaelis Menten Lineweaver Burk
Inhibisi Rekasi Enzim Kompetitif Non Kompetitif Unkompetitif
Sejarah Perkembangan: Pasteur (1860) Proses fermentasi dikatalisis oleh en-zyme yang secara strukturil terikal dalam sel ragi Buchner (1897) Ekstraksi pertama enzim, yaitu enzim yang berfungsi dalam fermentasi alkohol Summer (1926) Isolasi enzim urease dari kacang-kacangan
menjadi kristal Nortrop (1930-1936) Kristalisasi kimotripsin enzim tripsin, pepsin dan
Sifat katalitik enzim:1. Enzim meningkatkan laju rekasi pada kondisi biasa (fisiologik) dari P, T, pH. 2. Mengkatalisis substrat dengan selektivitas dan
spesifisitas yang tinggi
3. Peningkatan laju raksi enzim sangat besarl
Klasifikasi dan Penamaan EnzimTrivialNon sistematik, nama lazim, nama dagang Contoh : pepsin, tripsin, kimotripsin
Menurut CEIUBDidasarkan pada macam raksi yang dikatalisis1. Oksidoreduktase, mengkatalisis reaksi oksidasi-reduksi bekerja pada: -CH-OH -CH=CH-CH-NH2 -C=O -CH=CH2 2. Trasferase, mengkatalisis reaksi pemindahan gugus tertentu bekerja pada: O O R-C-R R-CH Asil 3. Hidrolase, mengkatalisis reaksi hidrolisis bekerja pada: ikatan ester, glikosidik, peptida 4. Liase, mengkatalisis reaksi adisi (pemecahan ikatan rangkap) bekerja pada: -C=O-CN5. Isomerase, mengkatasisis reaksi isomerisasi L D Cis trans 6. Ligase, mengkatalisis reaksi pembentukan ikatan dengan bantuan energi dari ATP; bekerja pada: -C=O-C=S-C=N-C-C-
Contoh:O H2O + C H2N NH2 enzim 2 NH3 + CO2
Substrat : Urea Nama Trivial : urea + ase = urease Nama sistematik : urea amidohidrolase
Mekanisme Reaksi Enzim1. Teori Lock and Key
2. Teori Induced fit
Aktivitas EnzimSatuan aktivitas enzim: 1. Unit Aktivitas Jumlah enzim yang mampu mengkatalisis
perubahan satu nikromol substrat per menit pada kondisi tertentu
2. Aktivitas spesifik Unit aktivitas enzim pe mg kadar protein
Hal-hal yang mempengaruhi reaksi enzim:1. Konsentrasi Enzim A 2. Konsentrasi Substrat A
[E]
[S]
3. pH A
4. Temperatur A
pH pHopt 5. Waktu Inkubasi A Topt
T
6. Aktivator & Inhibitor Aktivator Inhibitor t
Kinetika Reaksi EnzimReaksi Enzim: E S ES P : : : : enzim substrat keadaan transisi komp. ES produk
1. Asas Kesetimbangan Michaelis-MentenKm(kons.disosiasi ) =
[E ][S ] [ES ]
Jika konsentrasi enzim awal = E0, maka konsentrasi enzim bebas =
[E ] = [EO ] [ES ] = [E 0 ] [P]SehinggaKm =
([E0 ] [P ]) [S ] ATAU [P]
Km =
([EO ][ES ]) [S ] [ES ]
Km.[S ] = [E O ][S ] [ES ][S ]
[ES ] =
[E0 ] S Km + [S ]
Jika laju reaksi = K3 . [ES]; maka:V = K3
[EO ][S ] Km + [S ]
ATAU
V =
K 3 [E O ] Km +1 [S ]
Jika [S] besar, di dapat laju reaksi maksimumVmax = K 3 .[EO ]
V = Vmax
K3
[EO ][S ] Km + [S ] K 3 .[E O ]
Vmax .[S ] Km + [S ] (Persamaan Michaelis Menten) V =
V
Vmax
V = Vmax
Km
[S]
2. Persamaan Lineweaver-Burk didapat dari transfomasi persamaan MichaelisMenten1 Km + [S ] = V Vmax .[S ] 1 1 Km 1 = + . V Vmax Vmax [S ]
1/V Kemiringan: Km/Vmax 1/Vmax -1/Km [1/S]
Inhibisi Reaksi Enzim 1. Inhibisi Kompetitif1/V +I -I
1/Vmax -1/Km 1/[S]
2. Inhibisi Non-kompetitif1/V +I -I
1/Vmax 1/Km 1/[S]
3. Inhibisi Un-kompetitif1/V +I -I
1/Vmax -1/Km
slope tetap 1/[S]
Karbohidrat(disebut juga sakarida)
Definisi Derivat aldehid atau keton dari alkohol polihidrik Senyawa biologik yang mampu menghasilkan derivat ini bila dihidrolisis
Rumus molekul(CH2O)n atau CnH2nOn
Fungsi Sebagai sumber energi Pembentuk struktur/kerangka Media spesifik dalam organ sel mahluk hidup
Klasifikasi1. Monosakarida Paling sederhana, merupakan monomer Contoh: glukosa 2. Oligosakarida Terdiri dari beberapa unit monomer Contoh: maltosa 3. Polisakarida Polimer monosakarida Contoh: amilosa
MonosakaridaTata nama, ditentukan oleh: Jumlah atom C Gugus aldehid atau keton + osa
Aldosa dan KetosaMerupakan dua kelompok utama monosakarida
Stereokimia Monosakarida Bentuk D & L dari monosakarida merupakan bayangan cermin, disebut enansiomer Enansiomer D paling banyak ditemukan pada senyawa sakarida Proyeksi Fisher D : gugus OH di kanan C kiral L : gugus OH di kiri C kiral Konfigurasi untuk monosakarida dengan lebih dari 1 kiral didasarkan pada konfigurasi relatif dari pusat asimetrik terjauh dari gugus karbonil Isomer yang berbeda pada orientasi tersebut dari karbon kiral yang lain disebut diastereoisomer
Struktur Cincin Monosakarida Monosakarida dengan 5 atau 6 karbon potensial membentuk struktur cincin Terjadi karena adanya gugus aldehid atau keton dan alkohol sehingga membentuk hemiasetal atau hemiketal Adanya tegangan sudut ikatan antar atom, menunjukkan struktur cincin beranggota 5 atau 6 lebih mudah/disukai terbenuk Cincin 6, dari hemiasetal disebut piranosa Cincin 5, dari hemiketal disebut furanosa Bentuk & -D-glukosa merupakan bentuk anomer dari D-glukosa rantai terbuka Bentuk anomer berada dalam kesetimbangan dengan rantai terbuka -D-glukosa rantai -D-glukosa 33% terbuka 67% Perubahan bentuk & disebut mutarotasi Gambaran perspektif bentuk lingkaran disebut rumus proyeksi Haworth planar, real tidak planar Contoh: glukosa, cincin piranosa dapat berbentuk kursi atau perahu tergantung sifat steriknya
Derivat Monosakarida Ester pospat intermediet penting dalam merupakan metabolisme berfungsi sebagai senyawa aktif dalam reaksireaksi metabolik senyawa gula ester pospat bersifat asam pada keadaan fisiologis berada sebagai campuran monoanion dan dianion
Contoh
Larutan dan Asam Lakton Merupakan produk oksidasi monosakarida
Alditiol merupakan hasil reduksi gugus karbonil contoh
Gula Amino 2 derivat Terdapat sederhanal, yaitu:
asam
amino
dari
gula
Modifikasi lebih lanjut menghasilkan turunana dari ke-2 senyawa tersebut
Glikosida Terbentuk dari eliminasi molekul air antara gugus hidroksil paa sakarida dan gugus hidroksil dari senya lain.
Beberapa
glikosida ditemuan pada jaringan tanaman dan hewan Bersifat racun, karena menginhibisi enzim-enzim yang terlibat dalam penggunaan ATP
OligosakaridaMonosakarida Ik. Glikosida Monosakarida oligosakarida/polisakarida
Struktur OligosakaridaBeberapa hal yang membedakan disakarida: 1. Melibatkan 2 monomer gula yang spesifik berikut stereoconfigurasinya 2. Melibatkan atom C dalam pengikatan Ikatan yang umum terjadi adalah: 1 1 : pada trehalosa 1 2 : pada sukrosa 1 4 : pada laktosa 1 6 : pada gentiobiosa 3. Konfigurasi anomer gugus hidroksil pada atom C hanya satu pada masing-masing residu 4. Urutan dari 2 unit monomer berbeda
Penulisan Struktur Disakarida1. Urutan dimulai dengan ujung non-reduksi disebelah kiri menggunakan singkatan yang telah tertentu. 2. Bentuk anomer dan enansiomer disebutkan sebagai suatu awalan ( contoh -D). 3. Konfigurasi cincin ditunjukkan oleh akhiran (p : piranosa ; f : furanosa). 4. Atom-atom yang membentuk ikatan glikosida ditunjukkan oleh angka dalam kurung (contoh (1 4)).
Stabilitas dan Pembentukan Ikatan Glikosida pembentukan eleminasi molekul air
ikatan glikosida bersifat metastabil hidrolisisnya dikatalisis oleh enim/asam sintesis, tidak terjadi seperti rekasi di atas sintesis, tidak perlu molekul template, tapi perlu enzim pada penambahan unit monomer
Pencernaan KarbohidratPolisakarida Monosakarida Mulut, lambung, pankreas, (glukosa)usus halus
hati, jaringan otot yang memerlukan
disimpan dalam bentuk glikogen
Hormon insulin (dihasilkan oleh pankreas) merangsang glikogenesis, sehingga glu gli. Jika pankreas rusak, insulin tidak dapat diproduksi, kadar glukosa meningkat, disebut diabetes.
170 140 kadar glukosa 90 70 mg/100
keadaan koma diabetik hiperglisemia keadaan normal hipoglisemia ml
darah
Glikolisis- adalah jalur penguraian glukosa - disebut juga jalur Embden-Meyerhoff - dapat berlangsung secara aerob dan anaerob
Jalur glikolisisGlukosaATP ADP
Glukosa-6-fosfat
Fruktosa-6-fosfatATP ADP
Fruktosa-1,6-difosfat
Gliseraldehid-3-fosfatNAD + PiH+ + NADH
Dihidroksiaseton-fosfat
1,3-difosfo gliseratADP + Pi ATP
3-fosfo gliserat
2-fosfo gliserat2H2O
fosfoenol piruvat Piruvat
ADP + Pi ATP
Reaksi total:Glukosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ 2 Piruvat + 2 ATP + + 2H+ + 2H2O 2 NADH
GlukoneogenesisAdalah pembentukan kembali glukosa dari piruvat Merupakan reaksi kebalikan dari glikolisis 3 tahap yang irreversibel adalah:
Glukosa ATP Hexokinase ADP Glukosa-6-fosfat (1) Pi Glukosa-6-fosfatase
Fruktosa-6-fosfat ATP PhosphofruktoKinase (PFK) ADP Fruktosa-1,6-bisfosfat (2) Pi Fruktosa-1,6-bisfosfatase
Fosfo enol piruvat GDP+CO2 ADP GTP Piruvat kinase ATP ATP + CO2 Piruvat (3) Oksaloasetat ADP + Pi Piruvat karboksilase Fosfoenolpiruvat karboksikinase
Jalur Pentosa Fosfatmenghasilkan energi lain (selain NADH) yaitu NADPH yang berguna untuk biosintesis protein menghasilkan senyawa antara pentosa (terutama ribosa-5-fosfat) untuk biosintesis asam nukleat jalur metabolisme masuknya pentosa ke glikolisisNADP+ NADPH + H+
Glukosa-6-P 6-fosfoglukonolakton Glukosa-6-P-dehidrogenase H2O Laktonase H+ 6-fosfoglukonat NADP+ 6-fosfoglukonat dehidrogenase ribosa fosfat isomerase ribosa5-fosfat NADPH
ribulosa-5-fosfat
Reaksi total:Glukosa-6-P + 2NADP+ + H2O Ribosa-5-P + 2 NADPH + 2H+
Glikogenesis dan GlikogenolisisGlikogenesis : pembentukan glikogen Glikogenolisis : perombakan/peruairan gglikogenUDP E6 UDP-Glukosa Ppi 2Pi ADP ATP Keterangan: UTP : ATP : ADP : Pi : UDP : uridin tripospat adenosin tripospat adenosin dipospat pospat anorganik glukosa: uridin dipospatglukosa Ppi : pyropospat E1 E2 E3 E4 E5 E6 : : : : : fosforilase fosfoglukomutase fosfatase heksokinase UTP-uridin transferase : glikogen sintetase E4 Glukosa E3 Pi E5 UTP E2 Glukosa-6-fosfat Glikogen Pi E1 Glukosa-1-fosfat
GlikogenolisisGlikogen + Pi (n residu) glikogen (n-1 residu) + glukosa-1-fosfat
glukosa-6-fosfat glukosa + Pi
GlikoproteinKomponen utama : amono sugar Dikelompokkan menjadi 2 golongan: 1. N-linked
Mengandung teminal N-asetil glukosamin yang terikat pada gugus amina residu asparagin 2. O-linked Mengandung terminal N-asetil glukosamin yang terikat pada gugus hidroksil residu threosin atau serine
LipidaDefinisi:Zat-zat yang dapat diekstraksi dari materi hidup dengan menggunakan pelarut hidrokarbon Kelompok senyawa heterogen yang berhubungan dengan asam lemak, baik secara aktual maupun potensial
Fungsi:1. 2. 3. 4. Penyimpan energi dan trasport Struktur membran Kulit pelindung dan komponen dinding sel Penyampai kimia
Klasifikasi:A. Lipid Sederhana (Simple Lipid)Ester asam lemak dari berbagai alkohol 1. Lemak, ester asam lemak dengan gliserol 2. Lilin, ester asam lemak dengan alkohol monohidrat lebih tinggi dari gliserol
B. Lipid Campuran (Compound Lipid)Ester asam lemak yang mengandung gugus tambahan selain alkohol dan asam lemak 2. Fosfolipid, mengandung asam lemak, alkohol, asam fosfat, unsur lain (N) 3. Glikolipid, mengandung as. lemak, karbohidrat, N C. Derived Lipid, zat-zat yang berasal dari hidrolisis A dan B
D. Lipid golongan netral- gliserida - kolestreol - esterkolesteril
Mempunyai sifat fisik Amfipatik, satu bagian polar (hidrofil) satu bagian hidrokarbon (hidrofob) Struktur yang timbul dari molekul-molekul amfipatik pada suasana berair (polar)
AnalisisBilangan Reichert Meisel (BRM) Jumlah 0,1 N basa yang diperlukan setiap 5 gr lemak untuk menetralkan asam-asam lemak yang mudah menguap pada distilasi, yaitu. Asam lemak C4 dan C6 digunakan untuk analisis pemalsuan mentega Bilangan Polenske Jumlah ml 0,1N alkali yang diperlukan untuk menetralkan asam lemak C8 - C14 yang terdapat dalam 5 gr contoh. menentukan kadar asam lemak volatil, tetapi tidak larut dalam air NaOH Lemak Sabun Na C4 dan C6 (larut) C8 C14 (tdk larut) asam volatil C4 C14 gliserol + Na2SO4 + As. Lemak bebas distilasi
Bilangan Kirschner Baru (BKB) Jumlah ml basa 0,1N yang diperlukan setiap 5 gr lemak/minyak untuk menetralkan asam lemak volatil yang garam-garam peraknya larut dalam campuran etanol air membedakan margarin dan mentega
A = Bil. Kirschner B = ml alkali untuk menitrasi 100 ml distilat pada BRM Bilangan Penyabunan (BP) Jumlah ml KOH yang dibutuhkan untuk menyabunkan 1 gr lemak Bilangan Hehner menentukan jumlah asam lemak yang tidak larut dalam air
Bilangan Iodin Gr iodin yang diserap oleh 100 gr lemak
Biosintesis LipidaAsam lemak Karbohidrat Asam Lemak
Asetil Ko-A
Malonil Ko-A
Asetoasetil Ko-A
Asam Lemak
Hidroksimetil glutamil
Triasilgliserol ddl lipid kompleks Kolesterol Hormon steroid steroid fekal
Asam empedu
Reaksi Kimia Asam AminoDisebabkan oleh adanya gugus -karboksil, amino, gugus pada R Antara lain: 5. Reaksi Ninhidrin
Reaksi Ninhidrin dapat dipakai untuk penentuan kuantitatif asam amino. Dengan memanaskan campuran asam amino dan ninhidrin, terjadilah larutan berwarna ungu/lembayung yang intensitasnya dapat ditentukan dengan cara spektrofotometri. Semua asam amino dan peptide yang mengandung gugus amino bebas memberikan reaksi ninhidrin yang positif. Prolin dan hidroksiprolin yang gugus aminonya tersubstitusi, memberikan hasil reaksi lain yang berwarna kuning. Setelah pemisahan secara kromatografi, asam amino diperlukan dengan pereaksi ninhidrin. Gugus amina dapat bereaksi dengan pereaksi ninhidrin membentuk amonia, CO2 dan aldehid. Reaksi ninhidrin di pakai sebagai dasar untuk penentuan kuantitas asam amino. Warna biru menunjukkan secara khas gugus amino. Tetapi prolin dan hidrosiprolin yang mempunyai gugus amina sekunder menghasilkan warna kuning. Sedangkan asparagin yang mengandung gugus amida bebas bereaksi membentuk warna coklat.O O H2N CH R (AA/Peptida) O (Ninhidrin) C OH + 2 OH C OH O O C NC O O
(senyawa kompleks berwarna biru) + H+ + 3 H2O + CO2 + RCOH
6.
Reaksi Sanger
Reaksi Sanger adalah reaksi yang digunakan untuk menentukan residu N-ujung, 1fluoro-2,4-dinitrobenzena. Gugus fluoro dari reagensia Sanger itu dapat mengalami substitusi nukleofilik aromatik dengan amina. Substitusi itu mudah karena zat-zat antara karbanion distabilkan oleh gugus nitro. Reagensia sanger bereaksi dengan mudah dengan asam amino ujung N dari suatu peptida dan mengubah gugus amino itu menjadi gugus arilamino. Setelah peptida yang ditangani itu dihidrolisis lengkap, asam amino ujung N tetap terikat pada gugus 2,4 dinitrofenil dan karena itu dapat dipisahkan dari asam-asam amino lain yang diidentifikasi.
NO2 COOH CH NH2 F FDNB R H + NO2 basa lemah HF +
NO2
NO2 NH CH COOH
AA/peptida
2,4 dinitrofenil (kuning merah)
Dalam reaksi ini terbentuk derivat asam amino 2,4 dinitrofenil yang berwarna kuat. Senyawa FDNB bereaksi dengan gugus amino yang bebas pada ujung N suatu peptida, dengan gugus E-amina dari asam amino lisin begitu juga gugus amino dalam asam amina bebas. Jadi jika peptida atau protein direaksikan dengan FDNB, kemudian dihirolisis dan diisolasi, asam amino terminal yang membentuk protein dapat ditentukan.
7.
Reaksi Dansil Klorida
Gugus amina pada asam amino atau peptida bereaksi dengan dansil klorida (1dimetilaminoftalen klorida) membentuk derivat asam amino dansil. Gugus dansil ini berfluoresensi sehingga asam amino yang sangat sedikit dapat ditentukan dengan cara ini.CH3 COOH N CH3 O O S Cl dansyl klorida NH2 NH AA/peptida R CH COOH turunan dansyl AA (berfluoresensi) + CH R CH3 S CH3 N O O
Cara pendekatan yang lebih baru dan efisien menggunakan dansil klorida sebagai pereaksinya. Hidrolisis ikatan amida dalam turunan peptida ini dapat dilaksanakan tanpa memisahkan ikatan antara asam amino dan pereaksinya. Analisis secara kromatografi mengenali asam amino yang telah ditandai sebagai gugus ujung N.
8.
Reaksi Edman
Reaksi Edman merupakan reaksi antara asam amino dengan fenilisotiosianat, yang menghasilkan derivat asam amino feniltilkarbamil. Dalam suasana sam dalam pelarut nitrometan, yang terakhir ini mengalami siklisasi membentuk senyawa lingkar feniltiohidantoin. Hasil reaksi yang terjadi dapat dipisahkan dan diidentifikasi secara kromatografi. Reaksi ini juga dipakai untuk penentuan asam amino ujung N suatu rantai polipeptida.
COOH + CH NH2 N AA/peptida C S fenilisotiosianat HOOC CH R derivat Asam Amino feniltiokarbamil C NH S NH R
H+
siklisasi S N O C CH R feniltiohidantain C NH