Metabolisme pada mikroorganisme

Penggunaan dan penyusunan energi

  • Sel mensintesa molekul komplek dari yang sederhana, melalui proses anabolisme, yang biasanya perlu enegi (endergonik)
  • Energi itu diperoleh dari perombakan molekul komplek menjadi glukosa, lalu glukosa terpecah ikatan molekulernya. Proses ini disebut katabolisme
  • Katabolisme: respirasi aerobik, respirasi anaerobik, dan fermentasi.

Respirasi aerobik

  • Umumnya respirasi aerobik menggunakan glukosa menghasilkan CO2 dan H2O serta ATP, melalui serangkaian reaksi yang panjang (4 tahap reaksi)
  • Tahapan reaksi: glikolisis, pembentukan asetil-CoA, siklus asam sitrat, sistem transpor elektron dan kemiosmosis

glikolisis

  • Berlangsng di sitoplasma
  • Adalah perubahan glukosa menjadi asam piruvat, melewati ~10 reaksi
  • Membutuhkan glukosa, 2 ATP dan NAD+
  • ATP berasal dari enzym tanpa melibatkan membran sel dan gradien proton
  • Menghasilkan 4 ATP (2 ATP netto), dan NADH
  • Bisa berlangsung secara anaerobik



Pembentukan asetil-CoA

  • Berlangsung di mitokondria
  • Mengubah asam piruvat dan koenzim A menjadi asetil-CoA, CO2 dan NADH
  • Tiap satu molekul glukosa menghasilkan dua molekul asetil-CoA, 2 molekul CO2 dan 2 molekul NADH


Siklus asam sitrat

  • Disebut juga TCA (tri carboxilic acid) cycle atau siklus Kreb’s, terjadi di mitokondria
  • Setiap molekul asetil-CoA masuk siklus TCA; jadi dua kali masuk siklus TCA
  • Setiap molekul asetil-CoA memberi 2 karbon kepada oksaloasetat menjadi asam sitrat
  • Tiap kali lewat siklus dihasilkan dihasilkan 2 CO2, 8 atom H (menghasilkan 3 NADH dan 1 FADH2). Hidrogen berasal dari air



Sistem transpor elektron

  • Atom hidrogen dari NADH dan FADH2 melewati serangkaian reaksi, energi dilepas membentuk gradien proton, ATP disintesa, and akhirnya atom H ditangkap oleh O2 menjadi molekul air.
  • NADH ditangkap oleh FMN (flavin mono nukleotida), FADH2 ditangkap oleh CoQ sehingga atom H lepas
  • Atom H melewati serangkaian sitokrom dan tiap kali turun tingkat energinya, sehingga mengeluarkan energi dalam bentuk ATP




Jumlah total energi dari glukosa

  • Maksimum 36-38 molekul ATP
  • Tiap molekul ATP menyimpan energi sebesar 7,3 kilokalori (kcal)
  • Jadi tiap perombakan glukosa dihasilkan 263 kcal
  • Sedangkan energi glukosa kalau dianalisis dengan kalorimeter adalah 686 kcal
  • Jadi efisiensi respirasi aerobik: ~38%

Respirasi aerobik selain dengan glukosa

  • Protein akan diubah dulu menjadi asam amino, yang lalu diubah amonia dan asam keto. Asam keto masuk ke glikolisis, pembentukan asetil-CoA ataupun siklus TCA.
  • Lemak diubah dulu menjadi asam lemak dan gliserol. Gliserol masuk dalam glikolisis, asam lemak setelah mengalami b-oksidasi masuk ke proses pembentukan asetil-CoA.

Respirasi anaerobik (termasuk fermentasi)

  • Terjadi di sitoplasma
  • Glukosa dioksidasi, dan elektronnya diterima oleh NAD+ menjadi NADH
  • Respirasi anaerobik: Penerima elektron bukan Oksigen, tetapi senyawa anorganik (misal sulfat, nitrat)
  • Fermentasi: penerima elektron adalah senyawa organik.



Fermentasi

  • Yang sangat umum adalah fermentasi alkohol dan fermentasi asam laktat
  • Fermentasi alkohol: elektron dari NADH hasil glikolisis dipindahkan ke asetaldehid membentuk etil alkohol (etanol)
  • Fermentasi asam laktat: penerima hidrogen itu adalah asam piruvat membentuk asam laktat


Hasil ATP respirasi anaerobik

  • Hanya 2 molekul ATP.

Carilah informasi tentang bagaimana sistem memperoleh ATP.

6 thoughts on “Metabolisme pada mikroorganisme

Comments are closed.