metabolisme.tubuh

Metabolisme
Metabolisme merupakan aktivitas hidup yang selalu terjadi pada setiap sel hidup, pada
metabolism sel bahan dan energy diperoleh dari lingkungan sel yang berupa cairan.
Cairan yang mengelilingi sel disebut cairan ekstrasel. Cairan ini terdiri dari ion dan gas
berikut:
1. Gas (terutama o2 dan CO2)
2. Ion anorganik (terutama Na+, Cl- ,K , Ca++, HCO3, PO4).
3. Zat organic (makanan dan vitamin )
4. Hormone
Mekanisme pertukaran zat dalam sel dengan cairan eksternal melalui lima cara, yaitu
difusi, osmosis, transport aktif, endositosis, dan eksositosis.
Bahan yang terdapat dalam cairan sel dapat digunakan sebagai bahan baku gula, asam
lemak, gliserol dan asam aminoyang kemudian disusun menjadi makromolekul sel seperti
polisakarida, lipid dan protein asam nukleat.
Metabolism dapat dogolongkan menjadi dua, yaitu anabolisme dan proses pembongkaran
yang disebut katabolisme.

A. Enzim

Beberapa reaksi kimia dalam tubuh mahluk hidup terjadi sangat cepat. Hal ini terjadi
karena adanya suatu zat yang membantu proses tersebut. Bila zat ini tidak ada ada maka
proses – proses tersebut akan terjadi lambat atau tidak berlangsung sama sekali. Zat
tersebut dikenal dengan nama fermen atau enzim.
Enzim adalah bio katalisator , yang artinya dapat mempercepat reaksi – reaksi biologi
tanpa mengalami perubahan struktur kimia.
Menurut kuhne (1878), enzim berasal dari kata in + zyme yang berarti sesuatu
didalam ragi.Berdasarkan penelitian maka dapat disimpulkan bahwa enzim adalah suatu
protein yang berupa molekul – molekul besar, yang berat molekulnya adalah ribuan.
Sebagai contoh adalah enzim katalase berat molekulnya 248.000 sedang enzim urese
beratnya adalah 438.000.
Pada enzim terdapat bagian protein yang tidak tahan panas yaitu disebut dengan apoenzim, sedangkan bagian yang bukan protein adalah bagian yang aktif dan diberi nama gugus prostetik, biasanya berupa logam seperti besi, tembaga , seng atau suatu

bahan senyawa organic yang mengandung logam.
Apoenzim dan gugus prostetik merupakan suatu kesatuan yang disebut holoenzim, tetapi
ada juga bagian enzim yang apoenzim dan gugus prospetiknya tidak menyatu. Bagian
gugus prostetik yang lepas kita sebut koenzim, yang aktif seperti halnya gugus prostetik.
Contoh koenzim adalah vitamin atau bagian vitamin (misalnya : vitamin B1, B2, B6,
niasin dan biotin).
1. Cara kerja enzim

Ada dua cara kerja enzim , yautu model kunci gembok dan induksi pas.
a. Model kunci gembok (block and key)
Enzim dimisalkan sebagai gembok karena memiliki sebuah bagian kecil yang dapat
berikatan dengan substrat . bagian tersebut disebut sisi aktif.
Substrat dimisalkan sebagai kunci karena dapat berikatan secara pas dengan sisi aktif
enzim (gembok).
b. Induksi pas (model induced fit)
Pada model ini sisi aktif enzim dapat berubah bentuk sesuai dengan bentuk substratnya

2. Factor – factor yang mempengaruhi kerja enzim
a. Temperatur
Karena enzim tersusun dari protein, maka enzim sangat peka terhadap temperature.
Temperature yang terlalu tinggi dapat menyebabkan denaturasi protein. Temperature yang
terlalu rendah dapat menghambat reaksi. Pada umumnya temperatur optimum enzim
adalah 30 – 400C.
Kebanyakan enzim tidak menunjukkan reaksi jika suhu turun sampai 00c , namun enzim
tidak rusak, bila suhu normal maka enzim akan aktif kembali . enzim tahan pada suhu
rendah, namun rusak diatas suhu 500c.

b. Prubahan pH
Enzim juga sangat terpengaruh oleh pH. Perubahan pH dapat mempengaruhi perubahan asam amino kunci pada sisi aktif enzim sehingga menghalangi sisi aktif berkombinasi dengan substratnya. pH optimum yang diperlukan berbeda – beda tergantung jenis enzimnya.
c. Konsentrasi enzim dan substrat
Agar reaksi berjalan optimum, maka perbandingan jumlah antara enzim dan zubstrat
harus sesuai. Jika enzim terlalu sedikit dan substrat terlalu banyak reaksi akan berjalan
lambat bahkan ada substrat yang tidak terkatalisasi . semakin banyak enzim, reaksi akan
semakin cepat.


3. Inhibitor Enzim
Seringkali enzim dihambat leh suatu zat yang disebut inhibitor, ada dua jenis
inhibitor yaitu sebagai berikut:
a. Inhibitor kompetitif.
Pada penghambatan ini zat – zat penghambat mempunyai struktur yang mirip dengan
struktur substrat. Dengan demikian baik substrat maupun zat penghambat berkompetisi
atau bersaing untuk bersatu dengan sisi aktif enzim , jka zat penghambat lebih dulu
berikatan dengan sisi aktif enzim , maka substratnya tidak dapat lagi berikatan dengan
sisi aktif enzim.
b. Inhibitor nonkompetitif
Pada penghambatan ini, substrat sudah tidak dapat berikatan dengan kompleks enzim-
inhibitor, karena sisi aktif enzim berubah













4. Nomenklatur dan klasifikasi enzim
Enzim diberi nama dengan menambahkan akhiran ase terhadap nama substrat yang
diubah oleh enzim tersebut, misalnya enzim maltase menjadi glukosa; enzim yang
mengubah lemak (lipid) adalah lipase; enzim – enzim yang mengadakan perubahan
karbohidrat merupakan kelompok karbohidrase.
Berdasarkan peristiwa – peristiwa yang terjadi didalam suatu reaksi
maka enzim dapat digolongkan menjadi golongan berikut:
a. Golongan Hidrolase,
yaitu enzim yang dengan penambahan air atau dengan adanya air dapat mengubah
suatu substrat menjadi hasil akhir, misalnya karboksilase, protese dan lipase.
b. Golongan Desmolase,
yaitu enzim yang dapat memecah ikatan C – C atau C – N , contohnya enzim – enzim
peroksidase, dehidrogenase, katalase, karboksilase dan transaminase.
Dengan berkembangnya ilmu generika dan dilakukannya berbagai percobaan di bidang
ini, dapat dibuktikan bahwa pembentukan enzim atau kelompok enzim diatur oleh gen
atau keompok gen dalam kromosom. George beadle dan Edward tatum mendapat hadiah
nobel pada tahun 1958 dalam menemukan gen – gen pengandali sintesis protein dan
enzim, yang disimpulkan dalam suatu teori “one gene one enzyme”.
Sifat – sifat Enzim :
1) Sebagai bio katalisator :
- mempengaruhi kecepatan reaksi kimia, tanpa ia sendiri mengalami perubahan kimia
yang bersifat permanen.
- jumlah tidak perlu banyak
2) Bersifat spesifik , artinya suatu enzim hanya aktif pada substrat tertentu.
3) Dipengaruhi suhu :
- suhu maksimum
- suhu optimum ±400C
- suhu minimum
4) dipengaruhi pH , suatu ezim hanya aktif pada pH tertentu saja
5) dapat diluar dan didalam sel

C. FOTOSINTESIS

Suatu ciri hidup yang hanya dimiliki oleh tumbuhan hijau adalah kemampuan dalam
mengggunakan zat karbon dari udara untuk diubah menjadi bahan organic serta
diasimilasi dalam tubuh tumbuhan. Oleh karena proses pengubahan itu memerlukan
energy cahaya, maka asimilasi zat karbon disebut fotosintesis. Atau secara lengkap
pengertian fotosintesis atau asimilasi karbon ialah proses pengubahan zat – zat anorganik
H2O dan CO2 oleh klorofil menjadi zat organic karbohidrat dengan bantuan cahaya.
Peristiwa fotosintesis dapat dinyatakan dengan persamaan reaksi kimia sebagai berikut:
Cahaya
6 CO2 + 6 H2O------------- C6H12O6 + 6 O2
Klorofil
Kloroplas sebagai bahan dasar fotosintesis memiliki energi dari sinar matahari
disimpan lalu diubah menjadi molekul dan glukosa. Didalam mitokondria energy yang
telah diubah menjadi glukosa dibongkar kembali untuk digunakan bagi keperluan proses
– proses dalam sel.
Kloroplas dibungkus oleh dua lapisan (membrane) , lapisan dalam berupa suatu
membrane yang kompleks , pada membrane ini terdapat beberapa lapisan kantung yang
rata , disebut grana. Zat warna klorofil dan molekul – molekul yang membantu
penangkapan sinar matahari berada sisalam grana.didalam seluruh grana terdapat larutan
protein yang disebut stroma
TAHAPAN – TAHAPAN FOTOSINTESIS
Proses fotosintesis yang terjadi di kloroplas melalui dua tahap reaksi, yaitu reaksi
terang dan reaksi gelap.

1. Reaksi terang
Terjadi bila terdapat sinar, misalkan sinar matahari. Selama tahap ini klorofil
didalam membrane gana menyerap sinar merah dan nila yang bergelombang panjang
pada spectrum sinar.
Energy yang ditangkap oleh klorofil digunakan untuk memecah molekul air. Pemecahan
ini disebut fotolisis. Fotolisis mengakibatkan molekul air pecah menjadi hydrogen dan
oksigen. Reaksi fotolisis dapat ditulis dengan persamaan:
2H2 O2H2 + O2
H2 yang terlepas ditampung oleh koenzim NADP. Dalam hal ini, NADP bertindak
sebagai akseptor H2, bentuknya berubah menjadi NADPH2 dan O2tetap dalam keadaan
bebas.
NADP (Nikotinamida Adenin Dinukleotida Fosfat) merupakan koenzim yang penting
peranannya dalam kegiatan oksidasi reduksi dan banyak terdapat dalam sel hidup. Selama
proses tersebut dihasilkan ATP.
2. Reaksi gelap
Blackman (1905) adalah seorang ahli membuktikan bahwa reduksi dari CO2 ke
CHO berlangsung tanpa sinar. Sehingga reaksi gelap disebut pula sebagai reaksi
blackman atau reduksi CO.
Bila reaksi terang (Hill) dan reaksi gelap (blackman) digabung maka reaksinya sebagai
berikut:
Hill:
2 H2O 2 NADP H2 + O2
Balckman:
CO2 + 2 NADP H2 + O2 2 NADP + H2 + CO + O + H2 + O2
Penggabungan :
2 H2O + CO CH2O + H2O + O2