MAKALAH BIOKIMIA
PENGANTAR BIOKIMIA
Dosen Pengampu: Panca Nugrahini F, S.T.,M.T.
DISUSUN OLEH KELOMPOK 6:
Refi salsabila
2015041005
Arlin Marlina
2081041081
Alfathan wiguna
2015041083
PRODI TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
2021
i
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat serta karunia-Nya
kepada kami sehingga Makalah Biokimia yang berjudul “PENGANTAR BIOKIMIA” ini dapat diselesaikan tepat pada
waktunya. Makalah ini berisikan tentang: kata pengantar, pendahuluan, isi, serta kesimpulan.Diharapkan makalah ini
dapat memberikan informasi kepada kita semua tentang ilmu biokimia.
Penyusunan Makalah Kimia Organik ini pun tidak luput dari bantuan maupun kerja sama dengan pihak lain. Oleh karena
itu, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada yang terhormat:
1. Panca Nugrahini F., S.T., M.T. selaku Dosen Pengampu Mata Kuliah Biokimia Jurusan Teknik Kimia Fakultas
Teknik Universitas Lampung.
2. Seluruh pihak yang secara langsung maupun tidak langsung, yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu di sini.
Atas bantuan dan perhatiannya selama penyusunan makalah ini kami ucapkan terima kasih.
Kami sangat menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari sempurna.Oleh karena itu, kritik dan saran dari semua pihak
yang bersifat membangun selalu kami harapkan demi kesempurnaan makalah. Akhir kata, semoga bantuan serta dukungan
yang telah diberikan oleh semua pihak di atas dapat menjadi amalan yang bermanfaat dan mendapat balasan dari Tuhan
Yang Maha Esa.
Bandarlampung, 31 Agustus 2021
Kelompok 6
ii
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL ........................................................................................................................................................... i
KATA PENGANTAR ........................................................................................................................................................... ii
DAFTAR ISI ......................................................................................................................................................................... iii
BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ............................................................................................................................................................... 1
1.2 Capaian Pembelajaran ................................................................................................................................................... 1
1.3 Tujuan Umum ................................................................................................................................................................ 1
1.4 Tujuan Khusus ............................................................................................................................................................... 1
BAB II ISI .............................................................................................................................................................................. 2
2.1 Pengertian Biokimia ...................................................................................................................................................... 2
2.2 Sejarah Biokimia ........................................................................................................................................................... 9
2.3 Tujuan an Manfaat Biokimia ....................................................................................................................................... 10
2.4 Ruang Lingkup Biokimia ............................................................................................................................................ 13
2.5 Pengantar Metabolisme ............................................................................................................................................... 14
BAB III PENUTUP ............................................................................................................................................................. 26
3.1 Kesimpulan .................................................................................................................................................................. 26
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................................................................................... 27
iii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Biokimia atau kimia biologis, adalah ilmu yang mempelajari proses-proses kimia yang ada di dalam tubuh dan yang
berhubungan dengan organisme hidup Sebagai subdisiplin dari biologi dan kimia, biokimia dapat dibagi menjadi tiga
bidang: biologi struktural, enzim, dan metabolisme. Selama beberapa dekade terakhir pada abad ke-20, biokimia telah
berhasil menjelaskan proses kehidupan melalui tiga subdisiplin ilmu ini. Hampir semua bidang ilmu hayat sedang
ditemukan dan dikembangkan melalui metodologi dan penelitian biokimia.Biokimia berfokus pada pemahaman dasar
kimiawi yang memungkinkan molekul biologis memunculkan proses-proses yang terjadi di dalam sel hidup dan di
antara sel. yang pada gilirannya berkaitan erat dengan pemahaman jaringan dan organ, serta struktur dan fungsi
organisme Biokimia berkaitan erat dengan biologi molekuler yang mempelajari mekanisme molekuler dari fenomena
biologi.
Tujuan utama mempelajari biokimia adalah untuk mendapatkan pemahaman yang komprehensif pada tataran
molekuler, tentang berbagai proses kimia yang berlangsung di dalam tubuh makhluk hidup. Dengan demikian dapat
pula dipahami apabila biokimia juga memiliki ketumpang-tindihan yang cukup besar dengan fisiologi, sebab fisiologi
mempelajari berbagai proses dalam tubuh makhluk hidup, yang pada tataran molekuler tentu saja merupakan cakupan
biokimia.
Saat ini biokimia menjadi dasar atau landasan penting bagi berbagai ilmu pengetahuan hayati lainnya.Mulai dari
biologi sel, biologi molekuler, bioteknologi, genetika, imunologi, mikrobiologi, bahkan taksonomi dan paleonthologi,
membutuhkan landasan berbagasi prinsip biokimia. Pengetahuan aplikatif, antara lain di bidang kesehatan,
lingkungan, pertanian dan peternakan, juga banyak bersinggungan dan membutuhkan biokimia sebagai dasar atau
landasannya. Sehingga dapat dikatakan, biokimia merupakan ilmu yang esensil untuk hampir seluruh ilmu-ilmu hayati
atau Life Sciences.
1.2 Capain Pembelajaran
Mampu memahami dasar-dasar kimia pada fenomena biologi yang meliputi aspek-aspek struktur, reaksi, fungsi,
metabolisme (pembentukan dan peruraian) serta peranan senyawa-senyawa kimia dalam organisme.
1.3 Tujuan Umum
Setelah membaca dan mempelajari makalah ini, mahasiswa atau teman-teman memahami materi tentang pendahuluan
biokimia.
1.4 Tujuan Khusus
Setelah membaca dan mempelajari makalah ini :
1. Mahasiswa mempelajari, mengetahui serta memahami definisi biokimia.
2. Mahasiswa mempelajari, mengetahui serta memahami tujuan dan manfaat biokimia.
3. Mahasiswa mempelajari, mengetahui serta memahami ruang lingkup biokimia.
4. Mahasiswa mempelajari, mengetahui serta memahami pengantar metabolisme.
1
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Biokimia
Biokimia, berasal dari dua kata, yaitu bio (artinya kehidupan) dan kimia.Biokimia dapat diartikan sebagai ilmu yang
membahas tentang dasar-dasar kimia dari kehidupan. Biokimia juga dapat diartikan sebagai ilmu yang membahas
tentang zat-zat kimia penyusun tubuh makhluk hidup, serta reaksi-reaksi dan proses kimia, yang berlangsung di dalam
tubuh makhluk hidup. Reaksi dan proses kimia yang berlangsung didalam tubuh makhluk hidup atau didalam sel, kita
namakan metabolisme. Dengan definisi ini dapat dipahami bahwa biokimia mencakup atau bersinggungan dengan
sebagian bahasan dalam biologi sel dan biologi molekuler.
Biologi sel adalah ilmu yang mempelajari tentang struktur sel dan proses-proses biologis yang berlangsung di
dalamnya. Bahasan proses biologis di tataran molekuler adalah biokimia. Biologi molekuler adalah ilmu yang
mempelajari proses-proses biologis pada tataran molokuler.Definisi ini sangat bertumpang tindih dengan biokimia.
Oleh sebab itu, pada saat ini hampir tak ada lagi batasan antara biokimia dengan biologi molekuler, sehingga bidang
ilmu ini sekarang sering disebut sebagai biokimia-biologi molekuler.
Biokimia atau kimia biologis, adalah ilmu yang mempelajari proses-proses kimia yang ada di dalam tubuh dan yang
berhubungan dengan organisme hidup Sebagai subdisiplin dari biologi dan kimia, biokimia dapat dibagi menjadi tiga
bidang: biologi struktural, enzim, dan metabolisme. Selama beberapa dekade terakhir pada abad ke-20, biokimia telah
berhasil menjelaskan proses kehidupan melalui tiga subdisiplin ilmu ini. Hampir semua bidang ilmu hayat sedang
ditemukan dan dikembangkan melalui metodologi dan penelitian biokimia.Biokimia berfokus pada pemahaman dasar
kimiawi yang memungkinkan molekul biologis memunculkan proses-proses yang terjadi di dalam sel hidup dan di
antara sel. yang pada gilirannya berkaitan erat dengan pemahaman jaringan dan organ, serta struktur dan fungsi
organisme Biokimia berkaitan erat dengan biologi molekuler yang mempelajari mekanisme molekuler dari fenomena
biologi.
Tujuan utama mempelajari biokimia adalah untuk mendapatkan pemahaman yang komprehensif pada tataran
molekuler, tentang berbagai proses kimia yang berlangsung di dalam tubuh makhluk hidup. Dengan demikian dapat
pula dipahami apabila biokimia juga memiliki ketumpang-tindihan yang cukup besar dengan fisiologi, sebab fisiologi
mempelajari berbagai proses dalam tubuh makhluk hidup, yang pada tataran molekuler tentu saja merupakan cakupan
biokimia.
2
Saat ini biokimia menjadi dasar atau landasan penting bagi berbagai ilmu pengetahuan hayati lainnya.Mulai dari
biologi sel, biologi molekuler, bioteknologi, genetika, imunologi, mikrobiologi, bahkan taksonomi dan paleonthologi,
membutuhkan landasan berbagasi prinsip biokimia. Pengetahuan aplikatif, antara lain di bidang kesehatan,
lingkungan, pertanian dan peternakan, juga banyak bersinggungan dan membutuhkan biokimia sebagai dasar atau
landasannya. Sehingga dapat dikatakan, biokimia merupakan ilmu yang esensil untuk hampir seluruh ilmu-ilmu
hayati atau Life Sciences.
Unsur kehidupan manusia Sebagian besar biokimia berhubungan dengan struktur, fungsi, dan interaksi makromolekul
biologis, seperti protein, asam nukleat, karbohidrat, dan lipid.Molekul-molekul ini membangun struktur sel dan
melakukan banyak fungsi yang berhubungan dengan kehidupan. Sifat kimiawi sel juga bergantung pada reaksi
molekul dan ion kecil. Mereka dapat berupa senyawa anorganik (misalnya air dan ion logam) atau organik (misalnya
asam amino yang digunakan untuk menyintesis protein). Mekanisme yang digunakan oleh sel untuk memanfaatkan
energi dari lingkungannya melalui reaksi kimia dikenal sebagai metabolisme. Temuan biokimia diterapkan terutama
di bidang kedokteran, nutrisi, dan pertanian.Dalam pengobatan, ahli biokimia menyelidiki penyebab dan
penyembuhan penyakit. Ilmu gizi mempelajari bagaimana menjaga kesehatan dan kebugaran serta pengaruh dari
kekurangan gizi. Di bidang pertanian, ahli biokimia menyelidiki tanah dan pupuk. Meningkatkan budidaya tanaman,
penyimpanan tanaman, serta pengendalian hama juga merupakan tujuan penerapan biokimia.
Berikut ini unsur kehidupan manusia
Sekitar dua lusin unsur kimia bersifat esensial untuk berbagai jenis kehidupan biologis.Mayoritas unsur paling langka
di Bumi tidak dibutuhkan oleh organisme (kecuali selenium dan yodium), sementara beberapa unsur yang umum
ditemukan (aluminium dan titanium) tidak digunakan. Sebagian besar organisme membutuhkan unsur-unsur yang
sama, tetapi ada perbedaan kebutuhan antara tumbuhan dan hewan. Misalnya, alga laut menggunakan brom, tetapi
tumbuhan dan hewan darat tampaknya tidak membutuhkannya.Semua hewan membutuhkan natrium, tetapi beberapa
tumbuhan tidak.Tumbuhan membutuhkan boron dan silikon, tetapi hewan mungkin tidak (atau mungkin
membutuhkannya dalam jumlah yang sangat kecil).
Hanya enam unsur—karbon, hidrogen, nitrogen, oksigen, kalsium, dan fosfor—yang menyusun hampir 99% massa
sel hidup, termasuk yang ada di tubuh manusia (lihat komposisi tubuh manusia untuk daftar lengkapnya). Selain enam
unsur utama tersebut, manusia membutuhkan sekitar 18 unsur-unsur lain dalam jumlah yang lebih kecil.
1.
Biomelekul
Ada empat kelas molekul utama dalam biokimia (sering disebut biomolekul), yaitu karbohidrat, lipid, protein, dan
asam nukleat.Banyak molekul biologis merupakan "polimer"; dalam terminologi ini, monomer merupakan
makromolekul yang relatif kecil yang bergabung menjadi satu untuk membentuk makromolekul berukuran lebih
besar, yang kemudian disebut sebagai polimer. Ketika banyak monomer bergabung untuk menyintesis sebuah
polimer biologis, mereka melalui proses yang disebut dengan sintesis dehidrasi.
2.
Karbohidrat
3
Dua fungsi utama karbohidrat adalah sebagai penyimpan energi dan penyedia struktur.Gula (contoh umumnya
adalah glukosa) merupakan karbohidrat, tetapi tidak semua karbohidrat adalah gula.Jumlah karbohidrat di Bumi
lebih banyak daripada jumlah biomolekul mana pun; mereka digunakan untuk menyimpan energi dan informasi
genetik, serta berperan penting dalam interaksi dan komunikasi dari sel ke sel.
3.
Monosakarida
Tipe karbohidrat yang paling sederhana—sekaligus sebagai monomer—adalah monosakarida, yang antara lain
mengandung atom karbon, hidrogen, dan oksigen, kebanyakan dengan perbandingan 1:2:1 (rumus umumnya
CnH2nOn, dengan n paling kecil adalah 3). Contoh monosakarida adalah glukosa (C6H12O6), salah satu
4
karbohidrat terpenting; contoh lainnya yaitu fruktosa (C6H12O6), gula yang diasosiasikan dengan rasa manis
buah-buahan,[a] serta deoksiribosa (C5H10O4), yang menjadi komponen DNA. Monosakarida dapat beralih
antara bentuk asiklik (rantai terbuka) dan bentuk siklik.Bentuk rantai terbuka dapat diubah menjadi cincin atom
karbon yang dijembatani oleh atom oksigen yang dibuat dari gugus karbonil di satu ujung dan gugus hidroksil di
ujung lainnya.Molekul siklik memiliki gugus hemiasetal atau hemiketal, bergantung pada apakah bentuk liniernya
adalah aldosa (mempunyai grup aldehida di akhir rantainya, contohnya glukosa) dan ketosa (mempunyai grup
keton di rantainya, contohnya fruktosa).
Beberapa karbohidrat (terutama setelah terkondensasi menjadi oligosakarida dan polisakarida) memiliki jumlah C
yang relatif lebih rendah dibandingkan H dan O. Ketika dua monosakarida melalui proses sintesis dehidrasi, maka
air akan terbentuk, karena dua atom hidrogen dan satu atom oksigen telepas dari dua gugus hidroksil
monosakarida.
4.
Disakarida
Dua monosakarida dapat digabungkan oleh ikatan glikosidik atau eter menjadi disakarida melalui sintesis
dehidrasi. Dalam reaksi ini, satu atom hidrogen dan satu grup hidroksil (OH-) akan dilepaskan dan bergabung
membentuk molekul air (H-OH atau H2O) sehingga proses ini disebut "reaksi dehidrasi". Reaksi kebalikannya
(reaksi pemecahan), ketika satu molekul air digunakan dalam pemecahan ikatan glikosidik pada satu molekul
disakarida menghasilkan dua molekul monosakarida, disebut dengan hidrolisis.Jenis disakarida yang terkenal
adalah sukrosa, yang juga dikenal sebagai gula tebu.Satu molekul sukrosa terdiri dari satu molekul glukosa dan
satu molekul fruktosa. Contoh disakarida yang lain adalah laktosa dalam susu, yang terdiri dari satu molekul
glukosa dan satu molekul galaktosa. Laktosa dapat dihidrolisis oleh enzim laktase.Defisiensi enzim ini
mengakibatkan gangguan pencernaan yang disebut intoleransi laktosa.
5.
Oligosakarida dan polisakarida
5
Ketika beberapa (sekitar tiga sampai enam) monosakarida bergabung, molekul penggabungannya disebut sebagai
oligosakarida (oligo- artinya "sedikit"). Molekul-molekul ini cenderung digunakan sebagai penanda dan sinyal,
serta memiliki beberapa kegunaan lain.[36] Jika banyak monosakarida bergabung menjadi satu, molekulnya akan
disebut sebagai polisakarida. Monosakarida dapat bergabung membentuk satu rantai panjang yang linier atau
mungkin bercabang-cabang.Dua jenis polisakarida yang paling dikenal adalah selulosa dan glikogen, keduanya
terdiri dari monomer glukosa yang berulang.Selulosa merupakan komponen struktural penting yang membentuk
dinding sel pada tumbuhan.Manusia tidak bisa membuat ataupun mencerna selulosa. Sementara itu, glikogen
(nama lainnya adalah gula otot) digunakan oleh manusia dan hewan sebagai penyimpan energi.
6.
Lipid
Lipid biasanya terbentuk dari satu molekul gliserol yang bergabung dengan molekul lain. Pada trigliserida,
kelompok utama sebagian besar lipid, ada satu molekul gliserol dan tiga molekul asam lemak.Dalam hal ini, asam
lemak merupakan monomer dan bisa saja bersifat jenuh (tidak memiliki ikatan rangkap dalam rantai karbonnya)
atau tak jenuh (memiliki satu ikatan rangkap atau lebih dalam rantai karbonnya).
6
Meskipun secara umum bersifat nonpolar, mayoritas lipid juga memiliki beberapa sifat polar.Sebagian besar
strukturnya bersifat nonpolar atau hidrofobik ("takut air"), sedangkan bagian lain dari strukturnya bersifat polar
atau hidrofilik ("suka air").Hal ini menjadikan lipid sebagai molekul amfifilik (memiliki bagian hidrofobik dan
hidrofilik).Pada kolesterol, gugus polarnya hanyalah –OH (hidroksil atau alkohol).Pada fosfolipid, gugus polarnya
jauh lebih besar dan lebih polar.
Lipid merupakan bagian integral dari makanan sehari-hari. Sebagian besar minyak dan produk susu yang
digunakan untuk memasak dan makan seperti mentega, keju, minyak samin, dan semacamnya terdiri dari lemak.
Minyak nabati kaya akan berbagai asam lemak tak jenuh ganda (PUFA). Makanan yang mengandung lipid
menjalani pencernaan di dalam tubuh dan dipecah menjadi asam lemak dan gliserol, yang merupakan produk
degradasi akhir dari lemak dan lipid.Lipid, terutama fosfolipid, juga digunakan dalam berbagai produk farmasi,
baik sebagai pelarut bersama (misalnya dalam infus parenteral) atau sebagai komponen pembawa obat (misalnya,
dalam liposom atau transfersom).
7.
Protein
merupakan molekul yang sangat besar (biopolimer makro) yang tersusun dari monomer yang disebut asam amino.
Ada 20 asam amino standar, yang masing-masing terdiri dari atom karbon alfa yang berikatan dengan empat
gugus, yaitu gugus amino (-NH2), gugus asam karboksilat (-COOH; meskipun gugus ini juga ada sebagai -NH3+
dan -COO - dalam kondisi fisiologis), atom hidrogen sederhana, dan rantai samping (biasanya dilambangkan
sebagai "-R"). Gugus "R" inilah yang menjadikan setiap asam amino berbeda, dan sifat rantai samping akan
sangat memengaruhi bentuk tiga dimensi suatu protein. Beberapa asam amino memiliki fungsi sendiri-sendiri,
misalnya glutamat berfungsi sebagai neurotransmiter.Sejumlah asam amino dapat digabungkan oleh ikatan
peptida melalui sintesis dehidrasi. Dalam proses ini, molekul air akan dilepaskan dan ikatan peptida
menghubungkan nitrogen dari satu gugus amino pada suatu asam amino ke karbon dari gugus asam karboksilat
pada asam amino lainnya. Molekul yang dihasilkan disebut dipeptida.Rangkaian pendek asam amino (biasanya
kurang dari tiga puluh) disebut peptida atau polipeptida.Rangkaian yang lebih panjang disebut protein.Sebagai
contoh, protein albumin pada plasma darah terdiri dari 585 residu asam amino.
Asam amino:
(1) dalam bentuk netral,
(2) dalam bentuk fisiologis, dan
(3) dalam bentuk gabungan bersama sebagai dipeptida.
Skema dari hemoglobin.Pita warna merah dan biru adalah protein globin; sedangkan struktur hijau adalah grup
heme.Protein memiliki peran struktural dan/atau fungsional.Contohnya, pergerakan dari protein aktin dan miosin
sangat berperan dalam kontraksi otot rangka.Satu sifat yang dimiliki banyak protein adalah bahwa mereka
mengikat molekul atau kelompok molekul tertentu secara khusus dan mungkin sangat selektif.Antibodi adalah
contoh protein yang hanya dapat mengikat satu tipe molekul saja.Salah satu jenis protein yang paling penting
adalah enzim.Molekul enzim hanya dapat mengenali satu jenis molekul reaktan saja, yang disebut sebagai
substrat. Enzim akan mengkatalis reaksi sehingga energi aktivasi akan menurun dan kecepatan reaksi dapat
berlangsung hingga 1011 kali lebih cepat atau lebih. Sebuah reaksi mungkin akan memakan waktu 3.000 tahun
untuk betul-betul selesai, tetapi dengan enzim reaksinya mungkin menjadi kurang dari satu detik. Enzim sendiri
tidak digunakan dalam proses reaksinya sehingga akan langsung mengkatalis substrat lainnya.
Struktur protein bisa dijelaskan melalui empat tingkatan. Struktur primer protein terdiri dari rangkaian linier asam
amino, misalnya, "alanin-glisin-triptofan-serin-glutamat-asparagin-glisin-lisin-…".Struktur sekunder lebih
berkaitan dengan morfologi lokal (morfologi adalah studi tentang struktur). Beberapa kombinasi asam amino akan
cenderung membentuk gulungan yang disebut dengan uliran alfa (α-helix) atau menjadi lembaran yang disebut
dengan lembaran beta (β-sheet). Struktur tersier merupakan bentuk tiga dimensi protein secara
7
keseluruhan.Bentuk ini ditentukan oleh urutan asam amino.Jika ada satu perubahan saja, keseluruhan struktur
dapat berubah. Sebagai contoh, rantai alfa pada hemoglobin terdiri dari 146 residu asam amino; jika residu
glutamat di posisi ke-6 digantikan dengan valin, sifat hemoglobin akan berubah dan mengakibatkan penyakit
anemia sel sabit. Terakhir, struktur kuartener berkaitan dengan struktur protein dengan beberapa subunit peptida,
misalnya hemoglobin dengan keempat subunitnya.Tidak semua protein memiliki lebih dari satu subunit.
Protein yang masuk ke dalam tubuh akan dipecah menjadi asam amino atau dipeptida di dalam usus halus, baru
kemudian bisa diserap oleh tubuh. Nantinya, asam amino ini dapat bergabung kembali untuk membentuk protein
yang baru.Produk antara dari glikolisis, siklus asam sitrat, dan jalur fosfat pentosa dapat digunakan untuk
membentuk kedua puluh macam asam amino.Sebagian besar bakteri dan tumbuhan memiliki semua enzim yang
diperlukan untuk menyintesisnya.Manusia dan mamalia lainnya hanya dapat menyintesis sebagian dari ke-20
macam amino tersebut.Tubuh mereka tidak dapat menyintesis isoleusin, leusin, lisin, metionin, fenilalanin,
treonin, triptofan, dan valin.Karena harus didapatkan dari luar tubuh, asam amino jenis ini merupakan asam amino
esensial.Mamalia memiliki enzim untuk menyintesis asam amino nonesensial, yaitu alanin, asparagin, aspartat,
sistein, glutamat, glutamin, glisin, prolin, serin, dan tirosin.Arginin dan histidin juga dapat disintesis oleh
mamalia, tetapi hanya dapat diproduksi dalam jumlah terbatas sehingga terkadang juga disebut sebagai asam
amino esensial.
Jika gugus amino dilepaskan dari sebuah asam amino, maka akan menyisakan kerangka karbon yang disebut asam
keto-α. Enzim transaminase dapat dengan mudah memindahkan gugus amino dari satu asam amino
(menjadikannya sebuah asam keto-α) ke asam keto-α lainnya (menjadikannya sebuah asam amino). Hal ini
penting dalam biosintesis asam amino, seperti dalam banyak jalur, zat antara dari lintasan biokimia lainnya akan
diubah menjadi kerangka asam keto-α, lalu sebuah gugus amino ditambahkan lewat transaminasi. Maka, asam
amino dapat digabung-gabungkan untuk membentuk protein.
Proses yang mirip digunakan untuk memecah protein. Pertama-tama, protein akan dihidrolisis menjadi komponenkomponennya, yaitu asam amino. Amonia bebas (NH3) yang ada dalam bentuk ion amonium (NH4+) di dalam
darah, akan berbahaya bagi tubuh sehingga harus dikeluarkan. Organisme uniseluler hanya tinggal melepaskan
amonia ini keluar tubuh.Demikian pula ikan bertulang sejati yang dapat melepaskan amonia ke dalam air yang
diencerkan dengan cepat.Secara umum, mamalia mengubah amonia menjadi urea, lewat siklus urea.
Untuk menentukan apakah dua protein saling terkait, atau dengan kata lain untuk memutuskan apakah mereka
homolog atau tidak, para ilmuwan menggunakan metode perbandingan urutan. Metode seperti penjajaran urutan
dan penjajaran struktural merupakan cara ampuh yang membantu ilmuwan mengidentifikasi homologi di antara
molekul terkait. Selain untuk mengetahui pola evolusi keluarga protein, penemuan homologi protein juga untuk
mengetahui kemiripan dua protein beserta struktur dan fungsinya
8.
Asam nukleat
8
Asam nukleat yang paling umum adalah asam deoksiribonukleat (DNA) dan asam ribonukleat (RNA). Gugus
fosfat dan gula dari masing-masing nukleotida saling terikat dan terhubung untuk membentuk "tulang punggung"
asam nukleat yang sering disebut dengan "unting", sedangkan urutan basa nitrogen menentukan informasi genetik
yang disimpannya. Basa nitrogen yang paling umum adalah adenin, sitosin, guanin, timin, dan urasil. Basa
nitrogen dari setiap unting asam nukleat akan membentuk ikatan hidrogen dengan basa nitrogen pada unting
lainnya secara berpasangan (mirip dengan ritsleting). Adenin berpasangan dengan timin dan urasil, timin hanya
berpasangan dengan adenin, sementara sitosin dan guanin hanya dapat berpasangan satu sama lain.
Selain materi genetik sel, asam nukleat juga sering berperan sebagai pembawa pesan kedua, serta menjadi
penyusun dasar adenosin trifosfat (ATP), sebuah molekul pembawa energi primer yang ditemukan di semua
organisme hidup. Jenis basa nitrogen yang ada dalam DNA dan RNA berbeda: adenin, sitosin, dan guanin terdapat
baik pada DNA maupun RNA, timin hanya ada pada DNA, dan urasil hanya ada pada RNA.
2.2 Sejarah Biokimia
Menurut definisi yang paling komprehensif, biokimia dapat dilihat sebagai studi tentang komponen dan komposisi
makhluk hidup dan bagaimana mereka bersatu dan bekerja sama menjadi bentuk kehidupan. Dalam pengertian ini,
sejarah biokimia dapat berasal dari zaman Yunani kuno.Namun, biokimia sebagai disiplin ilmu yang spesifik dimulai
sekitar abad ke-19, atau lebih awal, bergantung pada aspek biokimia mana yang difokuskan. Beberapa orang
berpendapat bahwa biokimia mungkin dimulai sejak penemuan molekul enzim yang pertama, yaitu diastase (sekarang
disebut amilase), pada tahun 1833 oleh Anselme Payen, sementara yang lain menganggap demonstrasi Eduard
Buchner mengenai proses biokimia kompleks pertama, yaitu fermentasi alkohol pada ekstrak yang bebas-sel pada
tahun 1897 sebagai tanda kelahiran biokimia. Beberapa orang juga mungkin menunjuk karya berpengaruh yang terbit
pada tahun 1842 oleh Justus von Liebig, Kimia hewan, atau, Kimia organik dalam aplikasinya pada fisiologi dan
patologi, yang mempresentasikan teori kimia tentang metabolisme, sebagai permulaan dari biokimia, atau bahkan
sejak studi abad ke-18 tentang fermentasi dan respirasi oleh Antoine Lavoisier. Banyak pionir lain disebut sebagai
pendiri biokimia modern karena membantu mengungkap kompleksitas biokimia. Emil Fischer, yang mempelajari
kimia protein dan F. Gowland Hopkins, yang mempelajari enzim dan sifat dinamis biokimia, mewakili dua contoh
ahli biokimia awal.
Istilah "biokimia" sendiri berasal dari gabungan antara biologi dan kimia. Pada tahun 1877, Felix Hoppe-Seyler
menggunakan istilah ini (biochemie dalam bahasa Jerman) sebagai sinonim untuk kimia fisiologis dalam kata
9
pengantar untuk edisi pertama Zeitschrift für Physiologische Chemie (Jurnal Kimia Fisiologis) ketika ia menyarankan
untuk mendirikan lembaga yang didedikasikan untuk bidang studi ini.Ahli kimia Jerman Carl Neuberg sering dikutip
bahwa telah menciptakan kata tersebut pada tahun 1903, sementara beberapa orang lain mengkreditkannya ke Franz
Hofmeister.
Pada awalnya, orang-orang secara umum memercayai bahwa kehidupan dan materialnya memiliki beberapa sifat atau
substansi esensial (yang sering disebut sebagai "prinsip vital") yang berbeda dari materi yang ditemukan pada benda
tak hidup, dan menganggap bahwa hanya makhluk hidup yang dapat menghasilkan molekul kehidupan (senyawa
organik). Pada tahun 1828, Friedrich Wöhler menerbitkan tulisan tentang sintesis urea, yang membuktikan bahwa
senyawa organik dapat dibuat secara artifisial. Sejak itu, biokimia mulai maju, terutama sejak pertengahan abad ke-20
dengan perkembangan teknik baru seperti kromatografi, difraksi sinar-X, interferometri polarisasi ganda, spektroskopi
NMR, pelabelan radioisotop, mikroskop elektron, dan simulasi dinamika molekuler. Teknik-teknik ini
memungkinkan penemuan dan analisis yang lebih mendalam dari berbagai molekul dan jalur metabolisme sel, seperti
glikolisis dan siklus Krebs (siklus asam sitrat), serta mengarah pada pemahaman tentang biokimia pada tingkat
molekuler.Perkembangan ilmu baru seperti bioinformatika juga banyak membantu dalam peramalan dan pemodelan
struktur molekul raksasa.
Peristiwa bersejarah penting lainnya dalam biokimia adalah penemuan gen dan perannya dalam mentransfer informasi
di dalam sel. Pada tahun 1950-an, James D. Watson, Francis Crick, Rosalind Franklin, dan Maurice Wilkins berperan
penting dalam penemuan struktur DNA dan menunjukkan hubungannya dengan transfer informasi genetic. Pada
tahun 1958, George Beadle dan Edward Tatum menerima Hadiah Nobel atas penelitian mereka mengenai fungi yang
menunjukkan bahwa satu gen menghasilkan satu enzim.Pada tahun 1988, Colin Pitchfork adalah orang pertama yang
terbukti melakukan pembunuhan dengan digunakannya DNA sebagai alat bukti, yang mendorong perkembangan ilmu
forensik.Belum lama ini, Andrew Z. Fire dan Craig C. Mello menerima Hadiah Nobel 2006 untuk menemukan peran
interferensi RNA (RNAi) dalam membungkam ekspresi gen.
2.3 Tujuan Dan Manfaat Biokimia
Biokimia merupakan salah satu cabang ilmu kimia yang mempelajari mekanisme reaksi dari makhluk hidup.Ilmu
kimia tentunya memiliki peranan yang sangat penting karena cakupan materinya mempelajari tentang kehidupan
makhluk hidup mulai dari organisme sederhana sampai kompleks.Manusia merupakan organisme kompleks.Bahasan
mengenai sistem reaksi kimia dalam manusia sangat menarik sehingga ilmu ini sangat penting karena dengan
mempelajari ilmu ini, kita dapat mengetahui tentang diri kita sendiri dengan penjelasan ilmiah.
Tujuan mempelajari biokimia
Tujuan mempelajari biokimia adalah untuk mempelajari hal kimia yang mendasari fenomena biologis. Dalam
bahasannya, biokimia menyajikan proses bagaimana makhluk hidup itu melangsungkan kehidupannya dan bertahan
hidup dengan proses kimia yang terjadi dalam tubuh. Makhluk hidup itu bernafas, bergerak, bereproduksi, makan dan
minum dan juga dapat melakukan berbagai aktivitas lainnya. Bagaimana makhluk hidup dapat melakukan proses itu
sedangkan benda mati tidak? Makhluk hidup tersusun atas substansi hidup yang disebut protoplasma sedangkan
benda mati tidak. Proses yang paling membedakan organisme dengan benda mati adalah kemampuan reproduksi.
Untuk semua makhluk hidup, sel merupakan pusat kegiatan dan sel merupakan kesatuan dasar untuk bereproduksi.
Biokimia mendeskripsikan stuktur, organisasi, dan fungsi dalam molekul makhluk hidup. Adapun prinsip ilmu
biokimia adalah mempelajari stuktur kimia dari komponen mahluk hidup dan hubungan antara struktur kimia dengan
fungsi biologis, mempelajari metabolisme yaitu keseluruhan reaksi kimia dalam mahluk hidup, mempelajari proses
kimia dan substansi yang menyimpan dan mengirimkan informasi biologis, serta molekul genetis (sifat keturunan).
10
Seiring dengan perkembangan zaman, ilmu biokimia juga mengalami perkembangan.Perkembangannya itu menjalar
ke hampir semua bidang yaitu kedokteran, farmasi, pertanian, dan memberikan perkembangan kemajuan dalam ilmu
biologi.Sebagai conton biokimia mempunyai peranan dalam memecahkan masalah gizi, penyakit-penyakit akibat dari
kurang gizi terutama pada anak-anak.Dalam bidang farmakologi dan toksikologi.Obat-obatan biasanya
mempengaruhi jalur metabolik tertentu, misalnya antibiotik penisilin dapat membunuh bakteri dengan menghambat
pembentukan polisakarida pada dinding sel bakteri.
Dalam bidang pertanian, biokimia berperan dalam meneliti mekanisme kerja pestisida tersebut sehingga dapat
meningkatkan selektivitasnya sehingga dapat mencegah dampak negatif terhadap lingkungan hidup.Dalam bidang
kesehatan, dapat memahami tubuh sehingga mampu menjaga kesehatan dan dapat melakukan penanganan suatu
penyakit secara efektif.Contohnya adalah seperti yang ditulis oleh Prof. Dr. Hiromi Shinya dalam buku Miracle of
Enzyme mengatakan bahwa enzim itu memiliki peranan penting dalam hidup. Setiap tubuh manusia sudah diberi
“modal” oleh alam bernama enzim-induk dalam jumlah tertentu yang tersimpan di dalam “lumbung enzim-induk”
.Enzim-induk ini setiap hari dikeluarkan dari “lumbung”-nya untuk diubah menjadi berbagai macam enzim sesuai
keperluan hari itu.Semakin jelek kualitas makanan yang masuk ke perut, semakin boros menguras lumbung enziminduk.Mati, menurut dia, adalah habisnya enzim di lumbung masing-masing.Maka untuk bisa berumur panjang, awet
muda, tidak pernah sakit, dan langsing haruslah menghemat enzim-induk itu.
Penjelasan diatas merupakan contoh dari manfaat ilmu biokimia walaupun sebenarnya bukan hanya biokimia yang
berperan disitu. Disana ada ilmu kedokteran, biologi, farmakologi, pertanian yang semuanya saling bersinergi karena
kaitan pelajaran mereka masih sama yaitu membahas mengenai makhluk hidup hanya saja kajian dan fokus masalah
mereka berbeda. Hanya saja cakupan biokimia cukup luas karena membahas mengenai semua makhluk
hidup.Mempelajari mekanisme reasinya mulai dari organisme terkecil hingga kompleks.
Peranan
Dalam bidang pertanian, biokimia berperan dalam meneliti mekanisme kerja pestisida tersebut sehingga dapat
meningkatkan selektivitasnya sehingga dapat mencegah dampak negatif terhadap lingkungan hidup.Dalam bidang
kesehatan, dapat memahami tubuh sehingga mampu menjaga kesehatan dan dapat melakukan penanganan suatu
penyakit secara efektif.Contohnya adalah seperti yang ditulis oleh Prof. Dr. Hiromi Shinya dalam buku Miracle of
Enzyme mengatakan bahwa enzim itu memiliki peranan penting dalam hidup. Setiap tubuh manusia sudah diberi
“modal” oleh alam bernama enzim-induk dalam jumlah tertentu yang tersimpan di dalam “lumbung enzim-induk” .
Enzim-induk ini setiap hari dikeluarkan dari “lumbung”-nya untuk diubah menjadi berbagai macam enzim sesuai
keperluan hari itu.Semakin jelek kualitas makanan yang masuk ke perut, semakin boros menguras lumbung enziminduk.Mati, menurut dia, adalah habisnya enzim di lumbung masing-masing. Maka untuk bisa berumur panjang, awet
muda, tidak pernah sakit, dan langsing haruslah menghemat enzim-induk itu
Seiring dengan perkembangan zaman, ilmu biokimia juga mengalami perkembangan.Perkembangannya itu menjalar
ke hampir semua bidang yaitu kedokteran, farmasi, pertanian, dan memberikan perkembangan kemajuan dalam ilmu
biologi.Sebagai contoh biokimia mempunyai peranan dalam memecahkan masalah gizi, penyakit-penyakit akibat dari
kurang gizi terutama pada anak-anak.Dalam bidang farmakologi dan toksikologi.Obat-obatan biasanya
mempengaruhi jalur metabolik tertentu, misalnya antibiotik penisilin dapat membunuh bakteri dengan menghambat
pembentukan polisakarida pada dinding sel bakteri.
Manfaat
Pada dasarya penerapan biokimia banyak terdapat dalam bidang pertanian dan kedokteran.Sebagai conton biokimia
mempunyai peranan dalam memecahkan masalah gizi, penyakit-penyakit akibat dari kurang gizi temtama pada anakanak.Biokimia juga dapat menjelaskan hal~hal dalam bidang farmakologi dan toksikologi brena dua bidang ini
berhubungan dengan pengaruh bahan kimia dari luar terhadap metabolisme.Obat-obatan biasanya mempenga¬rubi
jalur metabolik tertentu, misalnya antibiotik penisilin dapat membunuh bakteri dengan menghambat pembentukan
polisakarida pada dinding sel bakteri. Dengan demikian bakteri akan mati karena tak dapat membentuk dinding sel.
11
a.
Bidang pertanian & kedokteran
Pada dasarnya penerapan biokimia banyak terdapat dalam bidang pertanian, Penggunaan pestisida di bidang pertanian
telah kita kenal lama. Pada umumnya pestisida bekerja dengan jalan menghambat enzim yang bekerja pada hama atau
organisme tertentu.ilmu biokimia mempunyai posisi yang kuat dalam bidang kesehataan dan pertanian yaitu :



dapat meningkatkan kualitas tumbuhan
memahami kesehatan dan memilihara kesehatan
memahami dan melakukan penanganan suatu penyakit secara efektif
b. Dalam masalah gizi
Dengan mempelajari biokimia kita mengetahui tentang reaksi-reaksi kimia penting yang teljadi dalam sel. Hal ini
berarti kita dapat memahami proses-proses yang terjadi dalam tubuh. Dengan demi¬kian diharapkan kita akan mampu
menghindari hal-hal dari luar yang akan mempengaruhi proses dalam sel-sel tubuh, misalnya kita akan dapat makanan
yang akan kita makan sehingga kita memperoleh manfaat dari makanan secara optimal. Contoh lain kita akan mampu
menghindari damp’ak dari suatu lingkungan yang tercemar oleh, limbah yang membahayakan kesehatan.
c.
Pemecahan masalah kekurangan gizi
biokimia mempunyai peranan dalam memecahkan masalah gizi, penyakit-penyakit akibat dari kurang gizi terutama
pada anak-anak, Adapun salah satu penyebab dari kekurangan gizi adalah Asupan Makanan, Infeksi Penyakit. seperti
halnya yang telah di jelaskan di atas dengan mengetahui reaksi-reaksi apa saja yang terjadi dlam tubuh kita, kita dapat
mengatasi kekurangan gizi dan kita akan dapat mengaJ;ur makanan yang akan kita makan sehingga kita memperoleh
manfaat dari makanan secara optimal. serta kita mampu menghindari dampak darisuatu lingkungan yang tercemar
oleh limbah yang membahayakan kesehatan
d. Berperan dalam parmologi obat
Biokimia juga dapat menjelaskan hal~hal dalam bidang farmakologi dan toksikologi brena dua bidang ini
berhubungan dengan pengaruh bahan kimia dari luar terhadap metabolisme.Obat-obatan biasanya mempenga¬rubi
jalur metabolik tertentu, misalnya antibiotik penisilin dapat membunuh bakteri dengan menghambat pembentukan
polisakarida pada dinding sel bakteri. Dengan demikian bakteri akan mati karena tak dapat membentuk dinding sel.
12
Manfaat mempetajari biokimia tersebut tentu dapat kita berikan kepada orang lain, masyarakat atau kepada anak didik
apabila kita bekerja sebagai guru. Bagi guru sangat diperlukan adanya suatu wawasan yang luas. Misalnya dalam
mengajarkan ilmu kimia, maka pengetahuan kita tentang biokimia akan sangat membantu dalam memberikan contohcontoh yang dapat menarik perhatian para anak didik. Wawasan yang luas tentang masalah lingkungan hidup tentu
akan meningkatkan gairah qalam proses belajar-mengajar dan hal ini akan membantu upaya kita dalarn menjaga
kelestarian lingkungan yang sehat.
Ilham, Anas. 2003. Manfaat dan Peranan Biokimia. Di akses pada tanggal 31 Agustus 2021 dari
https://soalkimia.com/manfaat-dan-peranan-biokimia/
2.4 Ruang Lingkup Biokimia
ruang lingkup biokimia meliputi kajian mengenai: struktur dan fungsi biomolekul di dalam sel, metabolisme dan
bioenergetika, dan aliran informasi genetik dari generasi ke generasi
Biokimia menggabungkan segala sesuatu antara sel dan molekul dan interaksi antara keduanya.
Secara esensial biokimia tetap merupakan studi struktur dan fungsi komponen-kopmponen seluler(seperti enzim) dan
organel sel) dan proses-proses yang terjadi pada makromolekul organic seperti :
-protein
-karbohidrat
-lipida
-asam nukleat
-biomolekul-biomolekul lainnya.
Ruang lingkup kajian Biokimia
1. Struktur kimia komponen-komponen sel makhluk hidup
2. Hubungan antara fungsi biologi dengan struktur kimia
3. Metabolisme, totalitas reaksi kimia yang terjadi pada makhluk hidup
13
4. Proses-proses dan substansi kimia yang berhubungan dengan informasi penurunan sifat biologi
2.5 Pengantar Metabolisme
Metabolisme berasal dari bahasa Yunani metabolismos yang berarti perubahan.Sebagaimana asal namanya,
metabolisme semua reaksi kimia yang terjadi dalam organisme termasuk pada tingkatan sel. Reaksi-reaksi yang
dikatalisis enzim ini memungkinkan organisme untuk tumbuh, bereproduksi, mempertahankan struktur, dan
merespons lingkungannya (kata metabolisme dapat diartikan sebagai semua reaksi kimia yang terjadi pada organisme
hidup yang termasuk di antaranya pencernaan dan perpindahan zat di dalam dan di antara sel yang berbeda.
Kelompok reaksi di atas yang terjadi pada tingkat sel dapat dikenal dengan nama metabolisme perantara atau
metabolisme intermediat).
Metabolisme adalah seluruh reaksi biokimia yang bertujuan untuk mempertahankan kehidupan yang terjadi di dalam
suatu organisme.Reaksi kimia terjadi akibat interaksi spesifik secara teratur antara molekul-molekul di dalam
lingkungan sel beserta dengan perubahannya metabolismos, perubahan) adalah seluruh reaksi biokimia yang
bertujuan untuk mempertahankan kehidupan yang terjadi di dalam suatu organisme.Reaksi kimia terjadi akibat
interaksi spesifik secara teratur antara molekul-molekul di dalam lingkungan sel beserta dengan perubahannya. Sel
akan berhenti bekerja jika metabolisme tidak berlangsung di dalam tubuh. Metabolisme juga berperan melakukan
detosifikasi. Jenis reaksi yang terjadi selama proses metabolisme terbagi menjadi katabolisme dan anabolisme. Proses
metabolisme memerlukan bantuan enzim sebagai aktivator. Tiga tujuan utama metabolisme yaitu mengonversi
makanan menjadi energi untuk menjalankan proses pada tingkat seluler, mengonversi makanan/bahan bakar menjadi
bahan baku penyusun protein, lipid, asam nukleat dan beberapa jenis karbohidrat, serta mengeliminasi limbah
metabolis.
Reaksi kimia pada proses metabolisme terbagi atas beberapa lintasan metabolis, di mana satu senyawa dapat berubah
melalui beberapa proses menjadi senyawa lain. Tiap proses difasilitasi dengan enzim yang bersifat spesifik.
Secara umum, metabolisme memiliki dua arah lintasan reaksi kimia organik:
14
 Katabolisme, yaitu reaksi untuk menghasilkan energi dengan cara mengurai senyawa organik, seperti
pemecahan glukosa menjadi piruvat oleh proses respirasi seluler.
 Anabolisme, yaitu reaksi yang memerlukan energi untuk menyusun (sintesis) senyawa organik seperti
protein, karbohidrat, lipid, dan asam nukleat dari molekul-molekul tertentu.
Metabolisme memiliki tiga tujuan, yaitu :
1. Konversi makanan menjadi energi untuk melakukan proses seluler;
15
2. Konversi makanan/bahan bakar menjadi bahan penyusun protein, lipid, asam nukleat dan beberapa
karbohidrat;
3. Pembuangan limbah nitrogen. Reaksi yang dikatalis oleh enzim ini memungkinkan organisme dapat
tumbuh dan berkembang biak, mempertahankan strukturnya, dan merespons lingkungannya, mempertahankan
strukturnya, dan merespons lingkungannya.
Metabolisme merupakan salah satu ciri makhluk hidup. Pada manusia, metabolisme akan mencerna makanan
untuk kemudian diolah menjadi energi. Selain bertujuan untuk membentuk energi, metabolisme memiliki fungsi
sebagai berikut
1.
2.
3.
4.
5.
Mengganti sel atau jaringan yang rusak
Respirasi jaringan pada tubuh
Pertumbuhan jaringan tubuh
Penyusun unit pembangun sel
Menghasilkan energi, dari perubahan zat-zat makanan yang ada pada tubuh
Berdasarkan tujuannya, metabolisme dibagi menjadi dua bentuk, yaitu anabolisme dan dan katabolisme.
1. Anabolisme terjadi ketika reaksi kimia menyusun senyawa sederhana menjadi senyawa kompleks.
Anabolisme membutuhkan energi untuk menyusun senyawa tersebut menjadi senyawa kompleks dan bersifat
eksergonik. Salah satu bentuk anabolisme adalah proses fotosintesis yang terjadi pada tumbuhan.
2. Katabolisme terjadi ketika reaksi kimia mengurai senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana.
Katabolisme akan menghasilkan energi ketika mengurai senyawa kompleks tersebut menjadi senyawa sederhana
dan bersifat endergonik. Salah satu bentuk katabolisme adalah proses respirasi pada makhluk hidup.
1. Anabolisme
Anabolisme adalah sekelompok proses reaksi metabolis yang menggunakan energi yang dihasilkan dari proses
katabolisme untuk menyintesis molekul kompleks. Pada umumnya, molekul kompleks terdiri dari struktur seluler
yang disusun secara bertahap dari prekursor yang kecil dan sederhana.Anabolisme melibatkan tiga tahap
dasar.Pertama, sintesis prekursor, seperti asam amino, monosakarida dan isoprenoid, dan nukleotida.Tahap kedua
ialah aktivasi bentuk reaktif menggunakan energi yang berasal dari ATP. Tahap ketiga ialah penyusunan prekursor
menjadi molekul yang lebih kompleks, seperti protein, polisakarida , lipid, dan asam nukleat.
Anabolism di dalam organisme dapat berbeda tergantung bahan baku konstruksi molekul yang terjadi di dalam sel
organisme tersebut. Autotrof seperti tanaman dapat menyusun molekul organik kompleks di dalam sel seperti
polisakarida
dan
protein
hanya
dari
molekul
sederhana
seperti
karbondioksida
dan
air.Sedangkan, Heterotrof membutuhkan senyawa yang lebih kompleks dibandingkan autotrof, seperti monosakarida
dan asam amino untuk menghasilkan molekul yang lebih kompleks. Organisme ini dapat diklasifikasikan lebih jauh
dengan berdasarkan sumber energi , yaitu fotoautotrof and fotoheterotrof yang mendapatkan energi dari cahaya,
sedangkan kemoautotrof dan kemoheterotrof mendapatkan energi dari reaksi oksidasi senyawa anorganik.
 Fiksasi karbon
16
Fotosintesis adalah reaksi sintesis karbohidrat dari cahaya dan karbondioksida. Pada tanaman,
sianobakteri dan alga, fotosintesis oksigenik menguraikan molekul air,dengan oksigen sebagai zat
sisa.Proses ini menggunakan ATP dan NADPH yang diproduksi oleh pusat reaksi fotosintetik untuk
mengonversi CO2 menjadi gliserat-3-fosfat yang akan dikonversi menjadi glukosa. Reaksi fiksasi karbon ini
akan dibantu oleh enzim Rubisco sebagai bagian siklus CalvinAda tiga tipe fotosintesis yang terjadi pada
tanaman, yaitu fiksasi karbon C3, C4 dan Fotosintesis CAM. Perbadaan ketiga tipe tanaman dapat
dibedakan dari lintasan masuknya karbondioksida ke dalam siklus Calvin.Tanaman C3 memiksasi
CO2 secara langsung , sedangkan C4 dan CAM memasukkan CO2 ke dalam senyawa lain terlebih dahulu
sebagai bentuk adaptasi terhadap sinar matahari yang menyengat atau kondisi kering atau kurang air.
Pada prokariota fotosintetik, mekanisme fiksasi karbon lebih beragam.Fiksasi dapat terjadi dengan
beberapa reaksi seperti, siklus Calvin, siklus Krebs terbalik atau karboksilasi asetilKoA Prokariota kemoautotrof juga memiksasi melalui siklus Calvin tetapi menggunakan energi dari
senyawa anorganik untuk menggerakkan reaksi.
 Karbohidrat and glikan
Pada proses anabolisme karbohidrat, asam organik sederhana dapat dikonversi menjadi monosakarida
seperti, glukosa dan dapat disusun menjadi polisakarida, seperti pati. Produksi glukosa dapat dilakukan
menggunakan bahan baku asam piruvat, asam laktat, gliserol, gliserat-3-fosfat dan asam amino dalam
reaksi yang disebut glukoneogenesis. Gluconeogenesis mengonversi asam piruvat menjadi glukosa-6-fosfat
melalui serangkaian senyawa intermediat yang ada juga di dalam reaksi glikolisis
Meskipun begitur, lintasan ini tidak sama dengan reaksi glikolisis yang berlangsung secara terbalik
karena beberapa langkah dalam reaksi ini dikatalisis oleh enzim non-glikolitik. Kondisi ini penting untuk
memungkinkan pembentukan dan penguraian glukosa berjalan dalam siklus yang berbeda dan mencegah
terjadinya kedua lintasan berjalan secara bersamaan di dalam sebuah siklus yang sia-sia. Dalam keadaan
berlimpah, glukosa dapat dikoversi menjadi glikogen melalui reaksi yang disebut dengan
nama glikogenesis sebagai bentuk penyimpanan energi selain lemak yang biasanya digunakan untuk
mempertahankan glukosa di dalam darah
Polisakarida dan glikan tersusun dengan penambahan secara bertahap suatu monosakarida oleh
reaksi glikosiltransferase dari gula pendonor aktif fosfat , seperti uridina difosfat glukosa (UDP-Glc)
terhadap suatu gugus hidroksil aseptor pada polisakarida yang diinginkan. Selama gugus hidroksil pada
cincin subtrat dapat menjadi aseptor, polisakarida yang diproduksi akan memiliki cabang struktur yang
lurus atau bercabang. Polisakarida yang terbentuk dapat memiliki fungsi pada bentuk aslinya atau dapat
dipindahkan ke lipid atau protein menggunakan enzim oligasakariltransferase
 Biosintesis lipid
Lipid dalam sel ditemukan dalam penyimpanan lemak, lipoprotein (kombinasi lipid dan protein),
sebagai membran sel dan organel.Komponen penyusun lipid yaitu gliserol, asam lemak, dan sejumlah
senyawa lain (misalnya serina, inositol, etanolamina).
 Gliserol.
Mamalia menggunakan gliserol dalam bentuk G-3-P yang dihasilkan dari reaksi fosforilasi gliserol
oleh gliserol kinase atau reduksi dihidroksiaseton fosfat menggunakan enzim G-3-P dehidrogenase.
Dihidroksiasaseton fosfat dapat diturunkan dari senyawa glukosa atau piruvat. Pada kondisi normal, trigliserida
atau Gliserol-3-fosfat dihasilkan dari proses glikolisis dengan prekursor glukosa. Akantetapi, ketika konsentrasi
glukosa menurun di dalam sitosol, gliserol dihasilkan dari proses reaksi gliseroneogenesis. Reaksi ini
menggunakan asam piruvat, asam laktat, alanina, dan anion dari siklus asam sitrat sebagai prekursor
pengganti. Fosfoenolpiruvat karboksikinase (PEPC-K) adalah enzim regulator utama yang berfungsi sebagai
katalisator reaksi dekarboksilasi oksaloasetat menjadi fosfoenolpiruvat .
17
 Asam lemak.
lintasan sintesis asam lemak memungkinkan sel untuk menghasilkan lipid yang diperlukan untuk
pertumbuhan sel dan proliferasi dari prekursor yang berasal dari lintasan metabolisme intrinsik lainnya. Aktivitas
lintasan sintesis asam lemak sangat terkait dengan pensinyalan mTOR, yang telah terbukti mendorong sintesis
asam lemak melalui regulasi banyak enzim utama yang bertanggung jawab untuk sintesis lipid de novo,
termasuk SREBP (protein pengikat elemen pengatur sterol), FASN (asam lemak sintase) dan ACC (asetil CoA
karboksilase), di mana keduanya diinduksi oleh SREBP.[57]Enzim pada proses biosintesis asam lemak dibagi
menjadi dua kelompok. Pada fungi dan hewan, seluruh reaksi asam lemak sintase dilakukan oleh satu jenis protein
tunggal multifungsi yang mengandung semua pusat reaksi di dalamnya yang disebut FAS I. Plastid tumbuhan,
bakteri dan parasit memiliki sistem terpisah di mana setiap komponen disandi oleh gen berbeda yang
menghasilkan suatu protein unik yang mengkatalisis satu langkah di dalam lintasan tersebut yang diberi nama
FAS II.
Sintesis asam lemak menggunakan produk yang berasal dari beberapa lintasan metabolisme lainnya, terutama
glikolisis, siklus TCA, dan lintasan pentosa fosfat. Untuk sintesis asam lemak rantai lurus, asam sitrat yang
berasal dari siklus TCA dapat diekspor dari mitokondria ke sitosol melalui pembawa sitrat, di mana ATP sitrat
liase mengubahnya menjadi asetil-koA, bersama dengan oksaloasetat. Asetil-KoA yang berasal dari proses ini
kemudian dapat dikarboksilasi oleh ACC untuk menghasilkan malonil-KoA. Selanjutnya, FASN bertindak dalam
cara yang tergantung pada NADPH untuk memperpanjang rantai asam lemak yang baru terbentuk sampai produk
seperti asam palmitat disintesis. Asam lemak dengan panjang rantai alternatif dapat disintesis menggunakan asam
palmitat sebagai substrat untuk pemanjangan, sementara reaksi desaturasi dapat dilakukan untuk menghasilkan
asam lemak tak jenuh.
Sintesis asam lemak rantai cabang berbeda dengan sintesis asam lemak lurus, yaitu membutuhkan asam
amino rantai cabang seperti valin dan leusin sebagai substrat untuk perpanjangan.Lebih lanjut, asam lemak dapat
dikondensasikan dengan gliserol produk dari glikolisis untuk menghasilkan banyak kemungkinan kombinasi
triasilgliserol dan fosfolipid, yang merupakan komponen kunci dari banyak struktur seluler.
 Fosfatidilkolin.
Pada sebagian besar sel, fosfatidilkolin disintesis melalui lintasan sitidin 5-difosfat (CDP)-kolin, di mana
kolin difosforilasi menjadi fosfokolin oleh kolin kinase kemudian dikonversi menjadi CDP-kolin oleh
CPT:fosfokolin sitidiltransferase. Selanjutnya, CDP-kolin dikombinasikan dengan diasilgliserol oleh dua enzim
yang terintegrasi ke retikulum endoplasma: CDP-kolin:1,2-diasilgliserol kolinfosfotransferase (CPT) dan CDPkolin: 1,2-diasilgliserol kolin/etanolamin fosfotransferase (CEPT). lintasan CDP-kolin terdapat di semua sel
mamalia berinti. Namun, di hati, hingga 30% fosfatidilkolin dihasilkan oleh konversi fosfatidletanolamin menjadi
fosfatidilkolin oleh fosfatidiletanolamin N-metiltransferase (PEMT).[94]
 Fosfatidiletanolamin.
Fosfatidiletanolamin dapat disintesis oleh dua lintasan utama: lintasan CDP-etanolamin di retikulum
endoplasma dan lintasan fosfatidilserin dekarboksilase (PSD) di mitokondria. lintasan CDP-etanolamin mirip
dengan sintesis fosfatidilkolin. Fosfoetanolamin diubah menjadi CDP-etanolamin oleh CTP:fosfoetanolamin
sitidiltransferase kemudian ditambahkan ke diasilgliserol oleh CEPT untuk membentuk fosfatidiletanolamin.
lintasan PSD terjadi secara eksklusif di mitokondria, di mana fosfatidilserin didekarboksilasi oleh PSD untuk
membentuk fosfatidiletanolamin. Sintesis fosfatidilserin, yang dikendalikan oleh dua sintase fosfatidilserin,
merupakan langkah pembatas laju untuk sintesis fosfatidiletanolamin pada lintasan PSD.
Organisme memiliki kemampuan berbeda untuk mensintesis 20 jenis asam amino.Sebagian besar bakteri dan
tumbuhan mampu semua jenis 20 asam amino.Namun, mamamalia hanya mampu mensintesis 11 asam amino
nonesensial, sedangkan 9 asam amino esensial lainnya didapatkan dari makanan.Beberapa parasit sederhana, seperti
bakteri Mycoplasma pneumoniae, tidak mempunyai kemampuan untuk mensintesis seluruh asam amino dan
mengambil asam amino langsung dari inangnya. Seluruh asam amino disintesis dari senyawa intermediat di dalam
proses reaksi glikolisis, siklus asam sitrat atau lintasan pentosa fosfar, Nitrogen disediakan oleh asam
glutamat dan glutamina. Sintesis asam amino non esensial bergantung pada pembentuk asam alfa-keto yang sesuai
yang akan ditransaminasi untuk membentuk asam amino.
18
Asam amino disusun menjadi protein yang disatukan bersama menjadi sebuah rantai ikatan peptida.Tiap protein yang
berbeda memiliki sekuens yang unik dari residu asam amino yang merupakan struktur primernya .Asam amino dapat
disambungkan dalam sekuens yang beragam untuk membentuk banyak variasi protein. Protein disusun dari asam
amino yang diaktivasi oleh penempelan olem molekul Transfer RNA melalui ikatan ester.Prekursor aminoasiltRNA dihasilkan oleh sebuah reaksi yang menggunakan ATP yang dilakukan oleh enzim aminoasill-tRNA
sintetase Selanjutnya, Aminoasil-tRNA ini menjadi substrat untuk ribosom yang menyatukan asam amino menjadi
rantai protein memanjang menggunakan sekuens yang ada di dalam MRNA.
Sintesis nukleotida dan penghematan
Nukleotida disusun dari asam amino, karbondioksida dan asam format di lintasan yang membutuhkan energi
metabolis dalam jumlah besarKarena itu, sebagian besar organisme mempunyai sistem yang efisien untuk menghemat
nukleotida yang belum terbentuk.\Purina disintesis menjadi nukleosida ( basa yang melekat
kepada ribosa)] Adenina dan guanina disusun dari prekursor nukleosida inosina monofosfat yang disintesis
menggunakan atom dari asam amino glisina, glutamina dan asam aspartat serta asam format yang dipindahkan dari
koenzim tetrahidrofolat. Sedangkan, pirimidina disintesis dari basa orotat yang dibentuk dari glutamina dan asam
aspartat.
2. Katabolisme
Katabolisme adalah serangkaian reaksi pada proses metabolisme yang menguraikan molekul-molekul besar. Reaksireaksi yang dimaksud ialah mengurai dan mengoksidasi molekul makanan.Tujuan dari reaksi katabolik adalah untuk
menyediakan energi dan komponen yang dibutuhkan oleh reaksi anabolik untuk rangka menyusun molekul. Keadaan
alamiah suatu reaksi katabolis berbeda-beda tergantung organismenya.Organisme-organisme tersebut dapat
diklasifikasikan berdasarkan sumber energi dan karbon (pengelompokan sumber nutrisi primer) yang dapat dilihat
pada tabel dibawah.Molekul organik digunakan sebagai sumber energi oleh kelompok organotrof,
sedangkan litotrof menggunakan molekul anorganik sebagai substratnya. Fototrof menangkap sinar matahari
sebagai sumber energi kimiawi. Walaupun begitu, seluruh bentuk reaksi metabolisme yang berbeda bergantung pada
reaksi redoks yang melibatkan transfer elektron dari donor molekul yang telah tereduksi, seperti molekul organik,
air, amonia, hidrogen sulfida atau ion fero terhadap molekul aseptor, yaitu oksigen, nitrat, atau sulfat.
Klasifikasi organisme berdasarkan metabolismenya
fo
cahaya matahari
to-
Sumbe
r Energi
molekul
terbentuk
yang
belum
ke
motrof
org
Senyawa organik
ano-
Donor
electron
lito
Senyawa anorganik
-
19
het
Senyawa organik
ero-
Carbon
source
aut
Senyawa anorganik
o-
Pada umumnya, reaksi katabolis di hewan dapat dibedakan menjadi tiga tahap utama. Pertama, makromolekul seperti
protein, polisakarida dan lipid dicerna menjadi komponen yang lebih kecil di luar sel. Selanjutnya, molekul-molekul
kecil ini diambil oleh sel untuk dikonversi menjadi molekul yang lebih kecil lagi yang biasanya dalam bentuk asetil
koenzim A (Asetil-KoA) yang menghasilkan energi. Akhirnya, gugus asetil pada KoA dioksidasi oleh air dan
karbondioksida melalui proses siklus asam sitrat dan rantai transpor elektron yang menghasilkan energi yang telah
tersimpan dengan cara mereduksi nikotinamida adenina dinukleotida (NAD+) menjadi NADH.
sebuah penjelasan sederhana katabolisme protein, karbohidrat dan lemak
Makromolekul, seperti pati, selulosa atau protein tidak dapat langung masuk ke dalam sel sehingga harus diurai
menjadi ukuran lebih kecil untuk dapat digunakan dalam reaksi metabolisme di dalam sel. Beberapa kelompok enzim
berbeda berfungsi mencerna polimer-polimer tersebut. Enzim-enzim pencernaan tersebut ialah protease yang
mencerna protein menjadi asam amino , sekaligus kelompok enzim glikosida hidrolase yang mencerna polisakarida
menjadi gula yang lebih sederhana, yaitu monosakarida.
mikrob menghasilkan enzim pencernaan ke sekelilingnya, sedangkan hewan menghasilkan enzim dari sel spesifik di
dalam usus, termasuk di antaranya lambung dan pankreas serta kelenjar saliva. Asam amino dikeluarkan oleh enzim
ekstraseluler, lalu dipompa ke dalam sel oleh protein transpor aktif.
Katabolisme karbohidra
 Glikolisis
Glikolisis adalah proses metabolisme yang mengubah glukosa menjadi piruvat, menghasilkan dua mol ATP,
dua mol NADH, dan dua mol asam piruvat per mol glukosa. Glikolisis dimulai dengan pengambilan glukosa
ekstraseluler dan pengolahan glukosa intraseluler berikutnya dalam sitosol untuk akhirnya menghasilkan piruvat
bersama dengan berbagai produk lainnya yang akan dikonversi menjadi ATP sebagai sumber energi. Asam
piruvat merupakan senyawa intermediat pada beberapa lintasan metabolis. Mayoritasnya dipakai dalam
20
keadaan aerobik untuk dikonversi menjadi asetil-KoA dalam proses glikolisis yang selanjutkan dipakai
dalam siklus asam sitrat. Meskipun sebagian besar ATP dihasilkan dari siklus asam sitrat tetapi NADH
merupakan produk terpenting. NADH diproduksi melalui oksidasi asetil-Koa menggunakan bahan baku
NAD+Proses oksidasi ini mengeluarkan karbondioksida sebagai zat sisanya. Dalam kondisi anaerobik, piruvat
direduksi menjadi laktat oleh laktat dehidrogenase.Dengan adanya oksigen, mitokondria dapat sepenuhnya
mengoksidasi piruvat dan NADH dari glikolisis, menghasilkan hingga 36 mol ATP per mol glukosa
menggunakan fosforilasi oksidatif.
 Lintasan pentosa fosfat
Lintasan pentosa fosfat atau lintasan fosfoglukonat adalah lintasan alternatif penguraian glukosa yang terjadi
di sitosol dan menyediakan beberapa tujuan utama yang mendukung proliferasi dan kelangsungan hidup sel.
Pertama, dan yang paling terkenal, lintasan pentosa fosfat memungkinkan pengalihan senyawa antara dari lintasan
glikolitik menuju produksi prekursor nukleotida dan asam amino yang diperlukan untuk pertumbuhan dan
proliferasi sel. lintasan ini melibatkan cabang nonoksidatif dari lintasan pentosa fosfat. Fungsi kunci kedua dari
lintasan pentosa fosfat yaitu menghasilkan reduksi ekuivalen NADPH, yang memiliki peran penting dalam
pemeliharaan lingkungan redoks seluler yang menguntungkan dan juga diperlukan untuk sintesis asam
lemak.lintasan ini melibatkan cabang oksidatif dari cabang pentosa fosfat.
 Glikogenolisis
Glikogen adalah bentuk penyimpanan polimer dari senyawa glukosa. Glikogenolisis yaitu proses pemecahan
glikogen yang terjadi di sel otot dan sel hati dalam merespons hormon epinefrin dan glukagon. Dalam suatu
kondisi kelaparan, tubuh membutuhkan glukosa dalam jumlah yang tinggi yang juga terjadi dalam keadaan
bahaya. Kondisi ini menyebabkan sel alfa pankreas akan merilis glukagon, sementara itu kelenjar adrenal akan
merilis epinefrin. Di dalam hati, glukagon dan epinefrin berikatan pada GPCR yang berbeda, namun keduanya
berinteraksi dan mengaktifkan subunit protein Gs alfa yang sama. Karena itu, kedua hormon menghasilkan
respons metabolisme yang sama, yaitu aktivasi adenilat siklase dan peningkatan level cAMP.Glikogenolisis
melibatkan proses pembuangan residu glukosa dari satu ujung polimer dengan reaksi fosforolisis, yang dikatalisis
oleh glikogen fosforilase (GP) untuk menghasilkan glukosa-1-fosfat. Glukosa-1-fosfat selanjutnya dikonversi
menjadi glukosa-6-fosfat. Proses ini terjadi baik di sel otot maupun sel hati. Pada sel otot, glukosa-6-fosfat masuk
ke dalam siklus glikolisis dan dimetabolisme mejadi ATP yang digunakan untuk kontraksi otot.Sedangkan di sel
hati, glukosa-6-fosfat diubah menjadi glukosa. Kondisi ini disebabkan oleh enzim bernama fosfatase yang ada di
sel hati .Enzim ini mampu menghidrolisis glukosa-6-fosfat menjadi glukosa sehingga di hati, penyimpanan
glikogen diuraikan menjadi glukosa, lalu dengan cepat dikeluarkan ke darah, lalu disebar ke jaringan lain, seperti
otot dan otak, untuk memberi makan sel-sel tersebut.
PKA aktif mendorong konversi glikogen menjadi glukosa-1-fosfat melalui dua cara yaitu menghambat
sintesis glikogen dan menstimulasi degradasi glikogen. Untuk cara pertama, PKA memfosforilasi enzim penting
dalam sintesis glikogen yaitu glikogen sintase (GS), di mana jika enzim ini difosforilasi (dikasih fosfat) membuat
dia tidak aktif. Untuk cara kedua, PKA memfosforilasi enzim perantara penting, yaitu glikogen fosforilase
kinase (GPK). Bedanya dengan enzim GS, fosforilasi justru membuat GPK aktif.GPK yang aktif ini kemudian
memfosforilasi enzim berikutnya yaitu glikogen fosforilase (GP) pada residu serin14 yang selanjutnya
mendegradasi glikogen menjadi glukosa-1-fosfat.
Katabolisme lipid
 Oksidasi asam lemak
lintasan oksidasi asam lemak memungkinkan konversi asam lemak yang ada di mitokondria menjadi banyak
produk yang selanjutnya dapat digunakan sel untuk menghasilkan energi, termasuk asetil-KoA, NADH
dan FADH2. Langkah awal oksidasi asam lemak adalah 'aktivasi' asam lemak dalam sitosol melalui reaksi yang
diperantarai enzim dengan ATP untuk akhirnya menghasilkan asam lemak asil-KoA. Mekanisme oksidasi asam
lemak selanjutnya tergantung pada panjang ekor alifatik dalam asam lemak
Asam lemak rantai pendek, yang didefinisikan memiliki kurang dari enam karbon di ekor alifatik bisa
berdifusi masuk ke mitokondria secara pasif.Pertama-tama, asam lemak rantai panjang dan sedang harus dalam
21
kondisi terkonjugasi ke karnitina melalui karnitina palmitoil transferase I (CPT1). Setelah ini, asam lemak rantai
panjang terkonjugasi karnitina kemudian dipindahkan ke mitokondria di mana ia diubah kembali menjadi asam
lemak asil-KoA melalui penghilangan karnitina oleh karnitina palmitoil transferase II (CPT2). Pada tahap ini, βoksidasi asam lemak asil-CoA dimulai, menghasilkan sejumlah besar asetil-KoA, NADH dan FADH2 yang
selanjutnya digunakan dalam siklus TCA dan rantai transpor elektron untuk menghasilkan ATP.
CPT1 A bertindak sebagai langkah regulator utama dalam reaksi oksidasi asam lemak, karena membatasi laju
yang dihambat oleh zat intermediat sintesis lipid malonil-KoA, sehingga mencegah reaksi oksidasi lipid ketika sel
secara aktif mensintesis lipid.Secara keseluruhan, oksidasi asam lemak dapat memungkinkan produksi ATP dalam
jumlah yang luar biasa.Reaksi oksidasi β lengkap dari molekul palmitat tunggal (asam lemak utama dalam sel
mamalia) yang memiliki potensi untuk menghasilkan lebih dari 100 molekul ATP.
 Pemecahan kolesterol
Pada orang dewasa, banyak jaringan mampu menyintesis kolesterol.Produk hewani merupakan sumber
kolesterol, sedangkan tumbuhan tidak memiliki kolesterol.Namun, membran pada sel tumbuhan
mengandung fitosterol, yang secara struktural mirip dengan kolesterol dan berguna dalam pengobatan
diet hiperkolesterolemia karena mereka berkompetisi saat penyerapan kolesterol.Hati dan usus merupakan situs
kuantitatif yang paling penting untuk metabolisme kolesterol pada manusia, meskipun sejumlah kecil kolesterol
juga hilang melalui siklus pergantian kulit.
 Katabolisme asam amino
Metabolisme asam amino memiliki beberapa peran penting dalam beberapa aspek biologis pada sel.
Bermacam-macam jenis asam amino berperan dalam lintasan metabolis yang beragam yang menggunakannya
sebagai substrat. Asam amino digunakan dalam proses sintesis protein dan biomolekul lainnya atau dioksidasi
menjadi urea dan karbondioksida sebagai sumber energi. Glutamina dapat berperan aktif dalam proliferasi sel
sebagai sumber alternatif pada siklus asam sitrat yang berfungsi untuk mendukung produksi ATP atau
sumber sitrat pada reaksi sintesis asam lemak.Asam amino lainnya, seperti arginina dan triptofan dimetabolisasi
melalu lintasan yang berbeda untuk mendukung proliferasi sel dan pertumbuhan anabolis.lintasan oksidasi gugus
asam amino dimulai dengan melepaskan gugus amina oleh enzim transaminase. Gugus amina masuk ke
dalam siklus urea yang meninggalkan rangka karbon yang telah dideaminasi dalam bentuk asam keto.Beberapa
asam keto menjadi intermediat di dalam siklus asam sitrat, seperti deaminasi glutamat menjadi bentuk alfaketoglutarat. Asam amino glukogenik dapat dikonversi menjadi glukosa dalam proses glukoneogenesis
Proses metabolisme pada makhluk hidup terdiri atas tiga bagian.
1. Metabolisme Karbohidrat
22
Metabolisme karbohidrat mencakup penguraian (katabolisme), sintesis (anabolisme), dan perubahan bentuk
karbohidrat dalam tubuh organisme. Bentuk karbohidrat, yaitu glukosa akan diurai menjadi senyawa gula sederhana
yaitu monosakarida. Saat makanan dicerna dalam tubuh, karbohidrat akan melalui proses hidrolisis, yaitu proses
penguraian menggunakan bantuan air. Pencernaan karbohidrat tersebut terjadi dengan cara mengurai senyawa
kompleks polisakarida menjadi senyawa sederhana monosakarida.
Ketika makanan dikunyah di dalam mulut, makanan akan bercampur dengan air liur yang mengandung enzim ptialin
yang akan menghidrolisis pati menjadi sebuah maltosa dan gugus-gugus glukosa kecil yang terbentuk dari tiga sampai
sembilan gugus glukosa. Setelah makanan tersebut ditelan dan masuk ke dalam lambung, makanan tersebut akan
bercampur dengan zat yang akan diseksresi lambung. Kemudian, makanan tersebut akan masuk ke dalam duodendum
dan bercampur dengan getah pankreas. Hasil akhir dari metabolisme karbohidrat adalah senyawa-senyawa gula dalam
bentuk fruktosa, glukosa, monosakarida, dan manosa. Senyawa-senyawa ini kemudian akan diabsorsi melalui dinding
usus dan akan terbawa oleh hati oleh darah.
2. Metabolisme Lemak
23
Metabolisme lemak adalah proses di mana asam lemak akan dicerna kemudian dipecahkan untuk menghasilkan
energi atau disimpan di dalam tubuh sebagai cadangan energi. Proses metabolisme lemak terjadi di dalam usus dan
dibantu oleh enzim lipase yang terkandung di dalam usus.
Ketika makanan masuk ke dalam usus, usus akan mengalami kontraksi yang merangsang keluarnya hormon
koleistokinin. Hormon tersebut merangsang kantong empedu berkontraksi dan menghasilkan cairan empedu.Cairan
empedu mengandung garam yang berfungsi untuk mengemulsi lemak menjadi butiran lemak dengan ukuran yang
lebih kecil.
Ukuran butiran lemak yang lebih kecil akan memudahkan proses hidrolisis lemak oleh lipas yang diproduksi
pankreas. Proses metabolisme sebagian besar terjadi dalam usus namun jga dapat terjadi pada hati, sel-sel otot, dan
sel-sel lemak untuk dipakai sebagai energi atau disimpan sebagai energi cadangan.
3. Metabolisme Protein
24
Metabolisme protein merupakan proses kimia dan fisik yang mencakup pada perubahan (anabolisme) protein menjadi
asam amino dan penguraian (katabolisme) asam amino pada protein. Asam amino yang telah tersebar melewati darah
dan masuk dalam jaringan tubuh, akan disintesis kembali menjadi protein. Protein ini berfungsi untuk
mempertahankan fungsi sel-sel yang masih normal. Pada metabolisme, asam amino akan melakukan pelepasan gugus
amino, kemudian perubahan kerangka karbon dalam molekul asam amino. Proses pelepasan gugus amino terjadi pada
deaminasi dan transmisi oksidatif. Deaminasi oksidatif menggunakan dehidrogenese dalam katalis, sedangkan jika
transmisi yaitu proses katabolisme asam amino yang melibatkan gugus amino pada satu asam amino terhadap asam
amino yang lain. Asam amino tidak dapat disimpan pada tubuh manusia. Jika jumlah asam amino berlebihan atau
terjadi kurangnya sumber energy lain, tubuh manusia akan menggunakan asam amino dalam sumber energy. Tidak
seperti lemak dan karbohidrat, asam amino membutuhkan pelepasan gugus amino yang bertempat di deaminasi
nitrogen α-amino didalam asam – asam amino. Protein adalah produk yang dihasilkan oleh ekspresi informasi genetic
merupakan polimer asam amino yang terikat pada satu sama lain dalam ikatan dalam sel hidup
Awin, Alfia. 2020. Metabolisme. Diakses pada tanggal 31 Agustus 2021 dari
https://pahamify.com/blog/artikel/biologi-metabolisme/
25
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Biokimia atau kimia biologis, adalah ilmu yang mempelajari proses-proses kimia yang ada di dalam tubuh dan yang
berhubungan dengan organisme hidup Sebagai subdisiplin dari biologi dan kimia, biokimia dapat dibagi menjadi tiga
bidang: biologi struktural, enzim, dan metabolisme. \
Tujuan utama mempelajari biokimia adalah untuk mendapatkan pemahaman yang komprehensif pada tataran
molekuler, tentang berbagai proses kimia yang berlangsung di dalam tubuh makhluk hidup. Dengan demikian dapat
pula dipahami apabila biokimia juga memiliki ketumpang-tindihan yang cukup besar dengan fisiologi, sebab fisiologi
mempelajari berbagai proses dalam tubuh makhluk hidup, yang pada tataran molekuler tentu saja merupakan cakupan
biokimia.Manfaat biokimia, Pada dasarya penerapan biokimia banyak terdapat dalam bidang pertanian dan
kedokteran. Sebagai conton biokimia mempunyai peranan dalam memecahkan masalah gizi, penyakit-penyakit akibat
dari kurang gizi temtama pada anak-anak. Biokimia juga dapat menjelaskan hal~hal dalam bidang farmakologi dan
toksikologi brena dua bidang ini berhubungan dengan pengaruh bahan kimia dari luar terhadap metabolisme
Ruang lingkup kajian Biokimia
5.
6.
7.
8.
Struktur kimia komponen-komponen sel makhluk hidup
Hubungan antara fungsi biologi dengan struktur kimia
Metabolisme, totalitas reaksi kimia yang terjadi pada makhluk hidup
Proses-proses dan substansi kimia yang berhubungan dengan informasi penurunan sifat biologi
Metabolisme adalah seluruh reaksi biokimia yang bertujuan untuk mempertahankan kehidupan yang terjadi di dalam
suatu organisme.
Secara umum, metabolisme memiliki dua arah lintasan reaksi kimia organik:
 Katabolisme, yaitu reaksi untuk menghasilkan energi dengan cara mengurai senyawa organik, seperti
pemecahan glukosa menjadi piruvat oleh proses respirasi seluler.
 Anabolisme, yaitu reaksi yang memerlukan energi untuk menyusun (sintesis) senyawa organik seperti
protein, karbohidrat, lipid, dan asam nukleat dari molekul-molekul tertentu
Metabolisme memiliki tiga tujuan, yaitu :
4. Konversi makanan menjadi energi untuk melakukan proses seluler;
5. Konversi makanan/bahan bakar menjadi bahan penyusun protein, lipid, asam nukleat dan beberapa
karbohidrat;
6. Pembuangan limbah nitrogen. Reaksi yang dikatalis oleh enzim ini memungkinkan organisme dapat
tumbuh dan berkembang biak, mempertahankan strukturnya, dan merespons lingkungannya, mempertahankan
strukturnya, dan merespons lingkungannya.
26
DAFTAR PUSTAKA
Anonym, Wikipedia. 2021. Biokimia. Diakses pada tanggal 31 Agustus 2021 dari https://id.wikipedia.org/wiki/Biokimia
Awin, Alfia. 2020. Metabolisme. Diakses pada tanggal 31 Agustus 2021 dari https://pahamify.com/blog/artikel/biologimetabolisme/
Ilham, Anas. 2003. Manfaat dan Peranan Biokimia. Di akses pada tanggal 31 Agustus 2021 dari
https://soalkimia.com/manfaat-dan-peranan-biokimia/
27