PROSES METABOLISME ORGANISME

Metabolisme

Metabolisme sangat penting bagi makhluk hidup untuk kelangsungan hidupnya.
Metabolisme adalah segala proses reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup, mulai dari makhluk hidup bersel satu sampai makhluk hidup yang susunan tubuhnya sangat kompleks.
Metabolisme merupakan pertukaran zat pada organisme yang meliputi proses fisika dan kimia, pembentukan, danpenguraian zat di dalam badan yang memungkinkan berlangsungnya hidup.
Metabolisme terdiri atas dua proses sebagai berikut:

1. Anabolisme

Anabolisme adalah proses-proses penyusunan energi kimia melalui sintesis senyawa-senyawa organik atau  Anabolisme adalah pembentukan molekul-molekul kompleks dari molekul sederhana.
Contoh Anabolisme pada proses “fotosintesis“.
Fofosintetis merupakan suatu peristiwa penggabungan zat anorganik (seperti unsur C, H, dan O) menjadi zat organik berupa senyawa glukosa (karbohidrat), dengan menggunakan energi matahari.
Secara sederhana, reaksi fotosintesis dapat dituliskan sebagai berikut:

2. Katabolisme

Katabolisme adalah proses penguraian dan pembebasan energi dari senyawa-senyawa organik melalui proses respirasi. atau Katabolisme adalah penguraian molekulmolekul kompleks menjadi molekul-molekul sederhana
Contoh Katabolisme pada proses “Respirasi”
Respirasi merupakan suatu proses menghasilkan energi yang diperlukan untuk memecah molekul kompleks menjadi molekul yang lebih sederhana, utamanya molekul gula sederhana menjadi karbondioksida dan uap air serta energi.
Secara sederhana, reaksi respirasi dapat dituliskan sebagai berikut:

Komponen-komponen yang sangat berperan dalam proses metabolisme sel makhluk hidup:

1. Enzim
2. Adenosin Trifosfat (ATP)
3. reaksi oksidasi-reduksi (Redoks)

1. ENZIM

• Pengertian Enzim

Enzim adalah senyawa protein yang dapat mengatalisis reaksi-reaksi kimia dalam sel dan jaringan makhluk hidup.
Enzim merupakan biokatalisator, artinya senyawa organik yang mempercepat reaksi kimia.

•  Sifat Enzim

Sifat-sifat enzim, yaitu:
a. Merupakan protein.
b. Merupakan biokatalisator.
c. Mempercepat reaksi kimia dengan jalan menurunkan energi aktivasi, yaitu energi awal yang diperlukan untuk memulai reaksi kimia.
d. Enzim bekerja spesifik, artinya untuk mengubah atau mereaksikan suatu zat tertentu memerlukan zat tertentu pula.
e. Bekerja sangat cepat.
f. Tidak ikut bereaksi (tidak mengalami perubahan).
g. Tidak mengubah keseimbangan reaksi.
h. Memiliki sisi aktif atau sisi katalitik, yaitu bagian enzim tempat substrat berkombinasi.
i. Substrat asing yang berfungsi menghambat reaksi disebut inhibitor dan yang berfungsi mempercepat reaksi disebut aktivator.

• Komponen Penyusun Enzim

Berdasarkan komponen penyusunnya, enzim dibedakan menjadi:
a. Enzim protein sederhana terdiri atas protein.
b. Enzim konjugasi, terdiri atas protein dan nonprotein. Enzim konjugasi disebut jugaholoenzim.
Holoenzim terdiri atas:
a. Apoenzim (protein), yaitu bagian yang relatif tidak tahan panas
(termolabil) atau mudah berubah serta bersifat nonaktif.
b. Prostetik atau kofaktor (nonprotein), yaitu bagian yang relatif tahan panas (100oC) sampai beberapa lama (termostabil). Terdiri atas ion organik seperti Zn, Fe, Mn, Mg, Na, Ca, CO2, K, NAD, NADP, koenzim A dan senyawa organik seperti tiamin, riboflavin, piridoksin, niasin dan biotin. Golongan prostetik yang terdiri atas senyawa-senyawa organik dinamakan koenzim (merupakan bagian yang bersifat aktif).

• Cara Kerja Enzim

a. Hipotesis “Lock and Key”
Dikemukakan oleh Emil Fischer, cara kerja enzim seperti kunci dengan anak kunci.

1. Antara enzim dan substrat terjadi persatuan yang kaku seperti kunci dan anak kunci.
2. Enzim memiliki suatu tempat untuk bergabung dengan substrat yang disebut active site (lokasi aktif) yang merupakan tempat perlekatan molekul substrat.
3. Pada tempat perlekatan tersebut mempunyai konfigurasi tertentu dan hanya substrat khusus yang cocok untuk dapat bergabung.
4. Selama reaksi berjalan, enzim dan substrat berkombinasi sementara membentuk kompleks enzim substrat.
5. Hubungan di antara enzim dan substrat berkombinasi merupakan hubungan yang lemah, sehingga mudah berpisah lagi.
6. Setelah reaksi, hasil-hasil reaksi tidak lagi bersatu dengan sisi aktif atau sisi katalitik.

b. Hipotesis Koshland
Menurut Koshland, enzim dan sisi aktifnya merupakan struktur yang
secara fisik lebih fleksibel dan terjadi interaksi dinamis antara enzim dengan
substrat.
Jika substrat berkombinasi dengan enzim akan terjadi perubahan
konfigurasi sisi aktif enzim, sehingga fungsi enzim berlangsung efektif.

• Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kerja Enzim

a. Suhu
0°C = tidak beraktivitas
38°C – 40°C = aktivitas enzim meningkat
di atas 40°C = aktivitas enzim menurun
60°C = aktivitas enzim akan terhenti
b. Air
c. pH
pH tergantung pada lokasi enzim yang bersangkutan.
d. Konsentrasi enzim
Kecepatan proses pembentukan atau penguraian molekul substrat mengikuti konsentrasi enzim.
e. Inhibitor
Inhibitor dapat dibedakan menjadi 2 macam, yaitu inhibitor kompetitif dan inhibitor non-kompetitif.
Inhibitor kompetitif menghambat kerja enzim dengan cara menempati sisi aktif enzim sehingga substrat tidak dapat berikatan dengan enzim. Inhibitor ini dapat dihilangkan dengan penambahan konsentrasi substrat. Adapun inhibitor non-kompetitif bekerja dengan cara menempati bagian lain dari permukaan enzim sehingga dapat mengubah sisi aktifnya. Inhibitor ini dapat dihilangkan dengan penambahan konsentrasi substrat.

• Peranan Enzim

a. Reduksi, yaitu reaksi penambahan hidrogen, elektron, atau pelepasan
oksigen.
b. Dehidrasi, yaitu reaksi pelepasan molekul uap air (H2O).
c. Oksidasi, yaitu reaksi pelepasan molekul hidrogen, elektron, atau
penambahan oksigen.
d. Hidrolisis, yaitu reaksi penambahan H2O pada suatu molekul dan
diikuti pemecahan molekul pada ikatan yang ditambah H2O.
e. Deaminase, yaitu reaksi pelepasan gugus amin (NH2).
f. Dekarboksilasi, yaitu reaksi pelepasan CO2 dan gugusan karboksil
(–COOH).
g. Fosforilasi, yaitu reaksi pelepasan fosfat.
h. Transferase, yaitu reaksi pemindahan suatu radikal

• Contoh-contoh enzim dalam proses metabolisme

antara lain enzim katalase, oksidase, hidrase, dehidrogenase, transphosforilase, karboksilase, desmolase, dan periksodase.
Jenis Enzim dan Peranannya

2. Adenosin Trifosfat (ATP)

Adenosin Trifosfat (ATP) merupakan senyawa kimia berenergi tinggi, tersusun dari ikatan adenin purin terikat pada gula yang mengandung 5 atom C, yaitu ribose dan tiga gugus fosfat.
Meskipun digolongkan sebagai molekul berenergi tinggi, ikatan kimianya labil dan mudah melepaskan gugus fosfatnya. Pada saat sel membutuhkan energi, ATP dapat segera dipecah melalui reaksi hidrolisis (reaksi dengan air) dan terbentuk energi yang sifatnya mobil sehingga dapat diangkut dan digunakan oleh seluruh bagian sel tersebut.

struktur molekul ATP

Reaksi ATP

Reaksi oksidasi adalah suatu reaksi yang meliba

3. Reaksi Oksidasi-Reduksi (Redoks)

Reaksi oksidasi adalah suatu reaksi yang melibatkan oksigen dengan pelepasan elektron dari satu atom atau senyawa, sebaliknya reaksi reduksi adalah suatu reaksi yang melibatkan oksigen dengan penambahan elektron dari satu atom atau senyawa.
Kedua reaksi tersebut terjadi secara bersamaan (simultan), artinya jika elektron dipindahkan dari molekul sebagai pemberi (donor) elektron maka ada molekul lain yang bertindak sebagai penerima (akseptor) elektron. Dengan demikian, donor elektron menjadi molekul yang teroksidasi sedangkan akseptor menjadi molekul yang tereduksi. Reaksi simultan antara oksidasi dan reduksi disebut dengan reaksi redoks.