ENERGI, KATALISIS DAN SINTESIS

Tim Dosen Pengampu Bio Sel & Mol Fakultas Biologi UGM 2008

MAHLUK HIDUP VS. BENDA MATI
MAHLUK HIDUP : menciptakan dan mempertahankan keteraturan (dimungkinkan dg adanya pelepasan energi panas dari sel)
Dalam setiap sel hidup banyak terjadi reaksi
Perlu sumber atom (makanan)
Perlu energi
Perlu enzim

BENDA MATI: menjadi tak teratur/melapuk jika dibiarkan
CONTOH KETERATURAN PADA MAHLUK HIDUP

DEFINISI & MACAM ENERGI
DEFINISI : KEMAMPUAN UNTUK MELAKUKAN KERJA

MACAM :
ENERGI KINETIK = energi gerak
ENERGI POTENSIAL = energi yang tersimpan
BENTUK ENERGI
PANAS
KIMIA
LISTRIK
MEKANIK
SUARA
CAHAYA
KATALIS = ENZIM
METABOLISME
KATABOLISME
ANABOLISME / SINTESIS
Hukum termodinamika
Merupakan serangkaian hukum universal yang mengatur perubahan bentuk energi
Hukum pertama termodinamika
Total energi di alam adalah konstan
Energi tak dapat diciptakan maupun dimusnahkan, tetapi satu bentuk energi dapat diubah ke bentuk yang lain (contoh proses fotosintesis yang merubah energi cahaya menjadi energi kimia)


Hukum kedua termodinamika
For all physical and chemical reactions, the entropy of the universe increases

Entropi : a measure of the disorder of a system

The greater the disorder the greater the entropy
Energi dan kehidupan
Hampir semua bentuk energi dapat diubah menjadi energi panas, maka perubahan energi dapat diukur sebagai perubahan panas
Satuan energi panas : kilo kalori

Kalori : panas yang diperlukan oleh 1 gram air untuk meningkatkan temperaturnya sebesar 1 0C
Reaksi-reaksi kimia
Energi dapat disimpan dalam ikatan-ikatan kimia
Menyusun ikatan kimia : menyimpan energi
Memecah ikatan kimia : melepaskan energi

Reaksi oksidasi-reduksi
Reaksi oksidasi dan reduksi terjadi secara simultan
REAKSI ANABOLIK DAN KATABOLIK
ANABOLIK : MEMERLUKAN ENERGI
KATABOLIK: MELEPASKAN ENERGI
ATP : *energi cadangan yang ada
pada organisme
*digunakan dalam rangkaian
reaksi anabolisme dan
katabolisme
Enzim
Semua reaksi kimia didalam organisme memerlukan katalis untuk meningkatkan kecepatan reaksi
Enzim : katalis yang berupa protein
* menurunkan energi aktivasi
* spesifik untuk masing-masing
reaksi



Enzim
Mengikat reaktan atau substrat
Melepaskan produk

Bagian aktif suatu enzim : merupakan letak/lokasi pada enzim yang berperan pada proses katalisis


Enzim dapat diklasifikasikan menurut reaksi-reaksi yang dikatalisnya
Oksidoreductase : oksidasi/reduksi (dehidrogenase)
Hydrolase : hidrolisis (protease)
Lyase : lisis (synthase)
Transferase : group transfer (kinase)
Isomerase : rearrangement (racemase)
Ligase : ligation requiring ATP (synthetase)
Untuk masing-masing substrat diperlukan enzim yang spesifik
Molekul-molekul tambahan
Molekul-molekul atau ion-ion selain protein dapat berasosiasi dengan enzim untuk membantu fungsi enzim
Kofaktor
atom : Zn , Fe, Cu
molekul organik : vit B6 ( disebut Koenzim )
Inhibitor enzim
Competitive inhibitor: bentuk mirip dengan substrat sehingga berkompetisi dengan substrat untuk mengikat bagian aktif enzim

Dapat diatasi dengan meningkatkan konsentrasi substrat


non-competitive inhibitor: terikat dengan enzim
pada bagian lain yang bukan bagian aktif sehingga merubah bentuk enzim, akibatnya active site tidak lagi cocok dengan substrat
03_17_Negative positiveDG.jpg
03_18_Reaction coupling.jpg
Konstanta equilibrium
Equilibrium tercapai saat rasio reaktan dan produk tetap konstan
K = [x]/[y]
∆ G = 0

* Mengatur proses asosiasi dan disosiasi makromolekul atau molekul-molekul lain yang lebih kecil di dalam sel

Contoh peningkatan kecepatan reaksi
Racun, pestisida dan obat-obatan adalah inhibitor enzim
Sianida : menghambat enzim yang terlibat dalam produksi ATP saat respirasi sel
Pestisida : menghambat kerja enzim acetylcholinesterase
Penisilin : menghambat enzim yang digunakan bakteri untuk menyusun dinding sel
Ibuprofen & aspirin : menghambat enzim yang berperan dalam induksi rasa sakit
Pengaruh lingkungan pada aktivitas enzim
Enzim memiliki pH dan temperatur optimal untuk setiap reaksi yang dikatalisis

Perubahan pH atau temperatur dapat mempengaruhi:
Struktur
fungsi

03_23_random walk.jpg
03_24_The cell cytoplasm.jpg