5 0 97 KB
`TERMODINAMIKA
Termodinamika Biokimia = Bioenergetika Adalah pengetahuan yang mempelajari tentang energi yang menyertai reaksi biokimia Ada 2 macam reaksi biokimia : 1. Reaksi eksergonik : reaksi yang berlangsung spontan dengan disertai kehilangan energi bebas reaksi yang diikuti pelepasan energi Reaksi eksergonik katabolisme : pemecahan atau oksidasi mol bahan bakar jaringan 2. Reaksi endergonik : reaksi yang hanya berlangsung bila diperoleh energi bebas Reaksi endergonik reaksi sintesa atau anabolisme membangun berbagai substansi Kombinasi antara proses katabolisme dan anabolisme metabolisme Proses-2 vital dalam tubuh ( kontraksi otot, transport aktif dll ) perlu energi dan mendapatkan energi melalui perangkaian ( coupling ) A D
Panas
Energi Bebas
Energi kimia
C
B
A +
-
C
B + D + Panas
Konversi A menjadi B melepaskan energi bebas Proses ini harus dirangkaikan dengan reaksi lain yg perlu energi bebas, yaitu perubahan C menjadi D terjadi pemindahan energi Salah satu cara untuk memindahkan energi adalah dengan cara membentuk senyawa dengan energi potensial yang tinggi ( diberi tanda ) pada reaksi eksergonik, dan menghubungkan senyawa baru ini ke dalam reaksi endergonik dalam sel hidup : ATP E
A D E
E
B
C
Reaksi Eksergonik
Proses Endergonik Sintesa
Kontraksi otot E
Eksitasi syaraf
Transpor aktif
Senyawa berenergi tinggi ditemui dalam bentuk : 1. 2. 3. 4.
Ikatan anhidrida , mis : ATP,ADP Ikatan enolfosfat : fosfoenolpiruvat Ikatan fosfoguanidin, mis : Kreatinin –P, Arginin-P Senyawa berenergi tinggi lain : KoA-SH, S-Adenosil Metionin, UDP-G
Interkonversi adenilat digambarkan sbb : Adenilat siklase ATP + AMP
2 ADP Tiokinase
ATP + KoASH + RCOOH
AMP + PPi + RCOOSKoA
Pirofosfatase Anorganik Ppi + H2O
2 Pi
Peranan siklus ATP/ADP pada pemindahan fosfat energi tinggi : PEP
Fosforilasi Oks. SuksKoA
P
Kreatinin -P
Kreatin
ATP P
ADP
G-6P Glis-3P Fosforilasi Proses-2 endergonik lain
OKSIDASI BIOLOGI Oksidasi : peristiwa pengeluaran elektron Reduksi : peristiwa penerimaan elektron E Fe
Oks
2+
Fe3+ Red e
Enzim-2 yang berperan dalam reduksi – oksidasi termasuk dalam kelas Oksidoreduktase Dibagi menjadi 4 gol : 1. Enzim oksidase 2. Enzim dehidrogenase 3. Enzim hidroperoksidase 4. Enzim oksigenase Enzim Oksidase : - Mengkatalisis pengeluaran hidrogen dari substrat dengan menggunakan oksigen sebagai akseptor - Sebagai hasil reaksi : air atau hidrogen peroksida ( urikase dan monoaminoksidase ) - Sebagian mengandung tembaga ( Cu ) : Sitokromoksidase - Sebagian merupakan enzim flavoprotein yg mempunyai FMN atau FAD sbg gugus prostetik, termasuk : Oksidase asam L-amino : dl ginjal, untuk deaminasi oksidatif asam Lamino
Xantin oksidase : dl susu, usus halus, ginjal, hati, untuk konversi basa purin menjadi asam urat Glukosa oksidase.
Reaksi : AH2
½ O2
AH2
O2
Oksidase
A
Oksidase
H2O
A
H2O2
Enzim Dehidrogenase Enzim golongan ini melaksanakan 2 fungsi utama : 1. Pemindahan hidrogen dari satu substrat ke substrat lain dalam reaksi redoks berpasangan. Substratnya spesifik Sering memakai koenzim atau pembawa hidrogen : NAD+ Terutama bermanfaat agar proses oksidasi dapat berlangsung dalam keadaan tanpa oksigen ( anaerob ), mis : glikolisis anaerob. AH2 (red )
Pembawa ( Oks )
A ( oks )
BH2 ( red )
Pembawa-H2 ( red )
B ( Oks )
2. Sebagai komponen dalam rantai respirasi pengangkutan elektron dari substrat ke oksigen AH2 H2O
Pembawa 1
A
Pbw-H2
Pembawa-H2 2
Pbw
Pembawa 3
Pbw-H2
½ O2 Enzim dehidrogenase mempunyai koenzim nikotinamid ( NAD, NADP ) dan riboflavin ( FMN, FAD ) Enzim Hidroperoksidase
-
Enzim ini menggunakan hidrogen peroksida atau peroksida organik sebagai substrat Melindungi tubuh terhadap senyawa peroksid yg berbahaya, yaitu terjadinya radikal bebas yang akan merusak membran sel.
-
-
Ada 2 tipe , yaitu : a. Peroksidase Mereduksi senyawa peroksid dg menggunakan berbagai akseptor elektron Ditemukan dalam susu, leukosit, trombosit dan jaringan yg terlibat pada metabolisme eikosanoid. Gugus prostetik : protoheme Sebagai akseptor : asam askorbat, kuinon dan sitokrom c Reaksi : Peroksidase H2O2 + AH2 2 H2O + A
Dalam eritrosit dan jar lain enzim glutation peroksidase yg mengandung Se ( selenium ) sbg gugus prostetik akan mengkatalisis penghancuran H2O2 dan senyawa peroksid lipid dengan glutation yg tereduksi , hal ini akan melindungi lipid membran dan Hb terhadap oksidasi oleh senyawa peroksid.
b. Katalase Menggunakan H2O2 sebagai donor dan akseptor elektron Merupakan hemoprotein yg mengandung 4 gugus heme Ditemukan dalam darah, sumsum tulang, membran mukosa, ginjal dan hati. Fungsi : menghancurkan H2O2 yang terbentuk sbg hasil kerja enzim oksidase Reaksi : Katalase 2 H2O2
2 H2O + O2
Enzim Oksigenase - Mengkatalisis pemindahan langsung dan inkorporasi ( penyatuan ) oksigen ke dalam mol substrat - Dibagi menjadi 2 subkelompok : 1. Dioksigenase Menginkorporasikan 2 atom oksigen ke dalam substrat Reaksi : A + O2
AO2
2. Monooksigenase Menginkorporasikan 1 atom oksigen ke dalam substrat , atom oksigen lain direduksi menjadi air, diperlukan donor elektron atau ko-substrat tambahan. Reaksi : A-H + O2 + ZH2
A-OH + H2O + Z
RANTAI PERNAFASAN DAN FOSFORILASI OKSIDATIF -
-
-
Adalah mengalirnya elektron secara bertahap , dari senyawa yang elektro negatif ke senyawa yg elektro positif , dan terakhir diterima oleh oksigen ( merupakan senyawa dengan keelektro-positifan paling tinggi ), disertai dengan pembentukan air ( H2O ) Terjadi dalam mitokondria Terjadi pembentukan senyawa intermediate berenergi tinggi : ATP Fosforilasi oksidatif Reaksi : AH2 AH2
NAD Site I
Fp
Q Sit.b
Sit.c1 Site II
Sit.c
ADP+P
ATP
ADP+P
ATP Sit.a ADP+P Site III ATP O2 Sit. A3
-
-
-
Berbagai kondisi yang membatasi laju respirasi : Tersedianya ADP dan substrat Tersedianya substrat saja Kapasitas rantai respirasi kejenuhan Racun -2 yang menghambat rantai respirasi : Site I : Rotenon, Amobarbital, Pirisidin A, steroid Site II : BAL , Antimisin A Site III : H2S, CO, CN
Peran rantai respirasi dalam mengubah makanan menjadi ATP Makanan Lemak KH Protein
AS lemak+ gliserol Glukosa dsb Asetil-KoA AA H2O
ATP O2 Kreb s
2H ADP
Cerna + abs