Katabolisme dan Anabolisme Makromolekul

Metabolisme merupakan keseluruhan reaksi yang terjadi di dalam sel, meliputi proses penguraian & sintesis molekul kimia yang menghasilkan & membutuhkan panas (energi) serta dikatalisis oleh enzim Metabolisme meliputi:

1) jalur sintesis (anabolisme/endorgenik) Þ menggabungkan molekul-molekul kecil menjadi makromolekul yang lebih kompleks; memerlukan energi yang disuplai dari hidrolisis ATP.

2) jalur degradatif (katabolisme/eksorgenik) Þ memecah molekul kompleks menjadi molekul yang lebih sederhana; melepaskan energi yang dibutuhkan untuk mensintesis ATP.

Kedua arah lintasan metabolisme diperlukan setiap organisme untuk dapat bertahan hidup. Arah lintasan metabolisme ditentukan oleh suatu senyawa yang disebut sebagai hormon, dan dipercepat (dikatalisis) oleh enzim. Pada senyawa organik, penentu arah reaksi kimia disebut promoter dan penentu percepatan reaksi kimia disebut katalis.

Pada setiap arah metabolisme, reaksi kimiawi melibatkan sejumlah substrat yang bereaksi dengan dikatalisis enzim pada jenjang-jenjang reaksi guna menghasilkan senyawa intermediat, yang merupakan substrat pada jenjang reaksi berikutnya. Keseluruhan pereaksi kimia yang terlibat pada suatu jenjang reaksi disebut metabolom. Semua ini dipelajari pada suatu cabang ilmu biologi yang disebut metabolomika.

1. Katabolisme

Katabolisme adalah reaksi pemecahan / pembongkaran senyawa kimia kompleks yang mengandung energi tinggi menjadi senyawa sederhana yang mengandung energi lebih rendah. Tujuan utama katabolisme adalah untuk membebaskan energi yang terkandung di dalam senyawa sumber. Bila pembongkaran suatu zat dalam lingkungan cukup oksigen (aerob) disebut proses respirad, bila dalam lingkungan tanpa oksigen (anaerob) disebut fermentasi.

Contoh Respirasi :

C6H12O6 + O2 ——————> 6CO2 + 6H2O + 688KKal.
(glukosa)

Contoh Fermentasi :

C6H12O6 ——————> 2C2H5OH + 2CO2 + Energi.
(glukosa) (etanol)

Respirasi

Respirasi yaitu suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen. Dari respirasi akan dihasilkan energi kimia ATP untak kegiatan kehidupan, seperti sintesis (anabolisme), gerak, pertumbuhan.
 

Contoh:
Respirasi pada Glukosa, reaksi sederhananya:
C6H12O6 + 6 O2 —————————> 6 H2O + 6 CO2 + Energi
(gluLosa)

Reaksi pembongkaran glukosa sampai menjadi H20 + CO2 + Energi, melalui tiga tahap:

1. Glikolisis.

Peristiwa perubahan :

Glukosa => Glulosa - 6 - fosfat => Fruktosa 1,6 difosfat Þ 3 fosfogliseral dehid (PGAL) / Triosa fosfat Þ Asam piravat.
Jadi hasil dari glikolisis :

a) 2 molekul asam piravat
b) 2 molekul NADH yang berfungsi sebagai sumber elektron berenergi tinggi.
c) 2 molekul ATP untuk setiap molekul glukosa.

2. Daur Krebs.

Daur Krebs (daur trikarboksilat) atau daur asam sitrat merupakan pembongkaran asam piravat secara aerob menjadi CO2 dan H2O serta energi kimia.

3. Transpor elektron respirasi.

Dari daur Krebs akan keluar elektron dan ion H+ yang dibawa sebagai NADH2 (NADH + H+ + 1 elektron) dan FADH2, sehingga di dalam mitokondria (dengan adanya siklus Krebs yang dilanjutkan dengan oksidasi melalui sistem pengangkutan elektron) akan terbentuk air, sebagai hasil sampingan respirasi selain CO2.

Produk sampingan respirasi tersebut pada akhirnya dibuang ke luar tubuh melalui stomata pada tumbuhan dan melalui paru-paru pada peristiwa pernafasan hewan tingkat tinggi.

Ketiga proses respirasi yang penting tersebut dapat diringkas sebagai berikut:

PROSES AKSEPTOR ATP

1. Glikolisis:

Glukosa ——> 2 asam piruvat 2 NADH 2 ATP.

2. Siklus Krebs:

2 asetil piruvat ——> 2 asetil KoA + 2 C02 2 NADH 2 ATP 2 asetil KoA ——> 4 CO2 6 NADH 2 PADH2

3. Rantai trsnspor elektron respirator:

10 NADH + 502 ——> 10 NAD+ + 10 H20 30 ATP 2 FADH2 + O2 ——> 2 PAD + 2 H20 4 ATP
Total 38 ATP

Kesimpulan :
Pembongkaran 1 mol glukosa (C6H1206) + O2 ——> 6 H20 + 6 CO2 menghasilkan energi sebanyak 38 ATP.

2. Anabolisme

Anabolisme adalah suatu peristiwa perubahan senyawa sederhana menjadi senyawa kompleks, nama lain dari anabolisme adalah peristiwa sintesis atau penyusunan. Anabolisme memerlukan energi, misalnya : energi cahaya untuk fotosintesis, energi kimia untuk kemosintesis.

Makromolekul: komponen struktural & fungsional utama sel, tdd:

a) Asam nukleat
b) Protein
c) Karbohidrat/ polisakarida
d) Lemak/ lipid

Fungsi Makronutrien

a) Sumber energi

Energi yang dilepaskan dari ikatan kimia nutrien ialah ATP, fosfokreatin, dan zat molekul berenergi tinggi. Energi ini digunakan untuk transport dan kerja mekanik.

b) SintesisMakromolekul digunakan untuk mensintesis bahan dasar yang diperlukan untuk pertumbuhan dan pertahanan sel dan jaringan.

c) SimpananJika makanan yang kita makan melebihi kebutuhan tubuh untuk energi dan sintesis, kelebihan nutien tersebut akan disimpan sebagai glikogen dan lemak. Simpanan ini menyediakan energi saat puasa.

Demikianlah Materi Katabolisme dan Anabolisme Makromolekul.