Disusun oleh

1
BIOENERGETIKA OKSIDASI BIOLOGI

Disusun oleh dr. WIDODO S.,MKes
2

Bioenergetik / Metabolisme energi
Adalah ilmu yang mempelajari energi
yang bersangkut paut dengan kehidu pan,
diantaranya Memperoleh energi.
Penangkapan energi.
Pemanfaatan energi.
Perubahan selama metabolisme.
3
HEWAN MANUSIA BUTUH
AKTIVITAS TUMBUHAN ENERGI
FISIOLOGIS
- Menyusun jari-

ngan.
- Tumbuh dan ber
kembang biak
- Transport aktiv
4
Hukum Termodinamika Energi
mempunyai sifat kekal. Manusia tidak
mampu menciptakan energi , tetapi
hanya mampu menang- kap dan merubah
jenis energi yang satu menjadi
jenis yang lain.
Foton ? enersi CO2 H2O ( an Organik
) kimia
C6H12O6 ( Organik )
Makhluk berkhloroplas
5
OKSIDASI BIOLOGI Seny. organik
Energi
Enersi Kimia
Kepentingan fisiologis
Makhluk tidak berkhloroplas
6
Transformasi energi dan kopel
Makhluk hidup ? Isotermis Penangkapan
dan perubahan energi tidak langsung,
tetapi bertahap dengan menggunakan
mediator, ? tidak mem- pengaruhi suhu
tubuh.
PROSES YANG MENGHASILKAN ENERGI
DIHUBUNGKAN / KOPEL DENGAN PROSES YANG
MEMBUTUHKAN ENERGI
7
Konsep enersi bebas Yang dimaksud
energi bebas adalah ? G Bagian
perubahan energi yang dapat
dimanfaatkan kepentingan
fisiologis makhluk hidup.
?G (-) ? Membebaskan energi ? Eksergonik. ?G ()
? Memerlukan energi ? Endergonik.
8
EKSERGONIK ? Kopel ? ENDERGONIK Glikolisi
s Sintesis ß
Oksidasi Transport
aktiv S.A.S/TCA cycle E
Konduksi syaraf Oksidasi biologi
Kontraksi otot Oksidasi respirasi Sumber
energi ? mediator ? Pemakai energi Katabolisme
Anabolisme Keluar enersi
Perlu enersi ?G negatif
?G positif

9
PERANAN SENYAWA FOSFAT BERENERSI TINGGI
ENERGI BEBAS DALAM TUBUH, UMUMNYA
SENYAWA FOSFAT BERENERSI
TINGGI. ? PENYIMPAN, PENGEMBAN ?EKSERGONIK
? ENDERGONIK ? AKTIVITAS
FISIOLOGI
CONTOH SENYAWA FOSFAT BERENERGI TINGGI
( FOSFAGEN ) ANTARA LAIN
- ATP ( ADENOSIN TRIFOSFAT ) -
GTP ( GUANOSIN TRIFOSFAT ) - CTP
( CITOSIN TRIFOSFAT ) - UTP (
URASIL TRIFOSFAT ) - TTP ( TIMIN
TRIFOSFAT ) - ITP ( IRIDIN
TRIFOSFAT ) - KREATIN FOSFAT

10
SIKLUS ATP
Oksidasi
fosforilasi Fosfo Enol Piruvat
1.3 Difosfo Gliserat Suksinil
KoA P
Kreatin P
Kreatin
ATP
P
ADP
Kepentingan
Fisiologis

11
Sintesa ATP 1. Tingkat Substrat
Contoh Suksinil KoA ?
Suksinat Fosfoenol piruvat ? Piruvat

2. Tingkat Oks respirasi / Oks fosforilasi
Contoh a Keto glutarat ?
Suksinil KoA Suksinat ? Fumarat 3.
Tingkat Foto fosforilasi Contoh
CO2 H2O ? C6H12O6 (
pada tumbuhan )

12
Oksidasi Biologi Oksidasi Respirasi
Oksidasi ? Pelepasan elektron Reduksi ?
Penangkapan elektron ? Redoks
Oksidasi biologi Oksidasi yang
terjadi didalam tubuh makhluk
hidup. Dengan tujuan membebaskan
energi yang nantinya dibutuhkan
untuk ke- pentingan fisiologis
makhluk hidup
13
OKSIDASI BIOLOGI 1. Suasana Aerob
- Disebut juga OksidasiRespirasi
- Didalam
mitokondria. - Enersi yang
dihasilkan banyak - Contoh
a keto glutarat ? Suksinil KoA 2.
Suasana Anaerob - Terjadi diluar
mitokondria - Enersi yang dihasilkan
sedikit - Contoh
Suksinil KoA ? Suksinat 1,3 Difosfo
gliserat 3 Posfogliserat
14
PRINSIP OKSIDASI BIOLOGI /RESPIRASI Senyawa ?
H e- e- O2 ? O- O- H ? H2O
Selama e- bergerak estafet pada rantai
res- pirasi menuju O2, akan terlepas energi
listrik /energi bebas yang pada tempat-tempat
ter- tentu energi potensialnya mampu
membang kitkan generator ATP dari rangkaian
oksidasi fosforilasi.
15
RANTAI RESPIRASI
Unsur rantai respirasi tersusun berda-
sarkan dari yang mempunyai
elektro potensial lebih
elektro negatip menuju yang
lebih elektro positip.



NAD ? FP ? CoQ ? Sit.b ? Sit.c1 ? Sit.c ? Sit.a ?
Sit.a3 ? O2
16
POTENSIAL REDOKS SISTEM OKSIDASI PADA
MAMALIA
SISTEM Eo Volt
H / H2 NAD /NADH LIPOAT OKS/RED ASETOASETAT / 3-HIDROKSI BUTIRAT PIRUVAT / LAKATAT OKSALO ASETAT / MALAT FUMARAT / SUKSINAT SITOKROM b Fe /Fe UBIQUINON OKS/RED SITOKROM c Fe /Fe SITOKROM a Fe /Fe OKSIGEN / AIR -0.42 -0.32 -0.29 -0.27 -0.19 -0.17 0.03 0.08 0.10 0.22 0.29 0.82
17
TEMPAT -TEMPAT YANG MENGHASILKAN ENERGI DALAM
RANGKAIAN OKSIDASI RESPIRASI

• ELEKTRON MENGALIR DARI AWAL SAMPAI KE OKSIGEN
  PADA RANGKAIAN OKSIDASI RESPIRASI, TIDAK SEMUA
  TEMPAT MAMPU MENGGERAKKAN GENERATOR ATP PADA
  OKS.FOSFORILASI .
• ADA 3 TEMPAT YANG MAMPU MENGGERAKKAN
• GENERATOR ATP YAITU
• 1. ANTARA 2 FLAVOPROTEIN
• 2. ANTARA SIT.b DAN SIT. c1
• 3. ANTARA SIT.a DAN SIT. a3

NAD ? FP ? CoQ ? Sit.b ? Sit.c1 ? Sit.c ? Sit.a ?
Sit.a3 ? O2
SITE 1 SITE 2
SITE 3
18
OKSIDASI FOSFORILASI
ATP Sintetase
ADP Pi
Glutamat Malat Isositrat
NAD FP KoQ
Sit.b
Sit.c1
Sit.c
Sit.a

Sit.a3



O2

ATP
OKSIDASI FOSFORILASI
ATP Sintetase
ADP Pi
FP Piruvat a
keto glutarat
FP Glisero 3-P Suksinat
Asil-KoA
ATP
OKSIDASI FOSFORILASI
ATP Sintetase
ADP Pi
ATP
OKSIDASI FOSFORILASI
19
Enzim yang bekerja pada oksidasi biologi termasuk
dalam kelas oksido-reduktase yang terbagi dalam 5
subkelas diantaranya 1. Oksidase
enz.melepaskan hidrogen
Akseptornya oksigen
Produk akhir H2O Contoh
- Sitokrom oksidase -
Phenolase - Laccase
- Asam askorbat oksidase
- Urikase - Monoamin
Oksidase ( M.A.O )
AH2 ½O2 AH2
O2
A
H2O A H2O2
OKSIDASE
OKSIDASE
20
2. Aerobik dehidrogenase produk H2O2
Contoh - D-asam amino
dehidrogenase - L-asam amino
dehidrogenase - Xantin
dehidrogenase - Aldehid
dehidrogenase 3. Anaerobik dehidrogenase
3.1. Mentransfer hidrogen dari substrat
menuju reaksi redoks ( bukan rantai
respirasi. Contoh
- Gliseraldehid-3P dehidro
genase -
Laktat dehidrogenase
21
3.2. Menjadi komponen utama dari rantai
respirasi ( sebagai pengemban elektron)
Berdasarkan Koenzimnya dibagi menjadi
3.2.1. Dependent terhadap NAD/NADP
Contoh
Enzim-enzim pada jalur
glikolisis, SAS, HMP, sinte
sa asam lemak ekstramito
kondria. 3.2.2.
Dependent terhadap FMN/FAD
Contoh
Enzim-enzim pada jalur
SAS, ß oksidasi
22
3.2.3. Dependent terhadap sitokrom
Contoh
- Enzim pada rangkaian
oksidasi respirasi. 4.
Hidroperoksidase Contoh
- Peroksidase, Katalase 5.
Oksigenase Contoh - Dioksigenase/Oksigen
transferase /True
oksigenase. -
Monooksigenase/Hidroksilase
/Mixed function oksidase
23
Teori OKSIDASI FOSFORILASI Prinsip teori
kemoosmotik 1. Energi oksidasi respirasi ?
mendorong proton dari dalam ? keluar
membran kopel 2. Membran impermeable
terhadap proton ?proton menumpuk
diluar mitokondria ?ELEKTRO - KEMO
GRADIEN yaitu Diluar membran lebih
dan pH nya lebih rendah / asam
3. Elektro kemogradien ? enzim ATP
sintetase aktiv ? ATP disintesa
24
2H
OLIGOMISIN
F0
ATP sintetase
F1
OKSIDASI RESPIRASI
ADP Pi
ATP H2O
E
2H
e e
LUAR
2H
DALAM
MEMBRAN KOPLING
MITOKONDRIA
ELEKTRO-KEMO GRADIEN DILUAR MUATAN gt POSITIP
DAN
pH gt RENDAH/ASAM.
25
PENGENDALIAN OKSIDASI RESPIRASI Tergantung
pada 1. Perbandingan antara NADH/NAD
NADPH/NADP, FADH/FAD 2. Tersedianya
oksigen sebagai penerima elektron
terakhir. 3. Tersedianya ADP dan Pi atau
perbandingan antara ATP/ADP ( dan Pi )
26
INHIBITOR PADA OKSIDASI RESPIRASI DAN
OKS.FOSOFORILASI

• 1.INHIBITOR PADA RANGK. OKS.RESPIRASI
• A.BEKERJA ANTARA Fp DAN SIT.Q,YAITU
• _at_ Pierecidin A
• _at_ Gol.Barbiturat
• _at_ Rotenon ( racun ikan )
• _at_ Steroids dan Mercuri
• B.BEKERJA ANTARA SIT.b DAN SIT.c,YAITU
• _at_ Dimercaprol , Antimycin A

27
C. BEKERJA ANTARA SIT.a DAN SIT.a3,YAITU
H2S , Co dan CN-2. INHIBITOR
RANGK.OKSIDASI FOSFORILASI YAITU
Oligomycin, Dinitrophenol, Atractylo
side

• 3. INHIBITOR KOPEL ANTARA OKS.RESPIRA
• SI DGN OKSIDASI FOSFORILASI YAITU
• 2,4 dinitrophenol, m-chlorocarbonyl cyanide
• phenylhydrazon.

28
Malonat
Suksinat Fp

Karboksin
Pierisidin A Amobarbital
Rotenon
H2S
Steroid Dimerkaprol
CO
Merkuri Antimisin A
CN- Sub NAD Fp Q
Sit.b Sit.c1 Sit.c Sit.a.a3 O2
2,4 Dinitrofenol Hormon tiroksin
Oksidasi fosforilasi
Oksidasi fosforilasi
Oksidasi fosforilasi
Oligomisin, Dinitrofenol, Atraktilosid


29
KEPUSTAKAAN ROBERT K. MURRAY DARYL K.
GRANNER PETER A. MAYES VICTOR W. RODWELL
HARPERS BIOCHEMISTRY, 26th ED, INTERNATIONAL
EDITION 2003 STRYER LUBERT BIOCHEMISTRY
2ND ED., STANFORD UNIVER CITY NEW YORK.
OKHTISAR BIOKIMIA DASAR A Drs.dr.h. PANTJITA
HARDJA SASMITA CETAKAN KE 8, FKUI, JAKARTA
OKHTISAR BIOKIMIA DASAR B Drs.dr.h. PANTJITA
HARDJA SASMITA CETAKAN KE 8, FKUI, JAKARTA
DASAR DASAR BI0KIMIA ANNA POEDJIADI, PENERBIT
UNIVER SITAS INDONESIA
30
TERIMA KASIH
ATAS PERHATIAN ANDA

SELAMAT BELAJAR