Makalah biokimia II

TUGAS MAKALAH BIOKIMIA II

EKSTRAKSI PROTEIN, FOTOSINTESIS, VITAMIN, ENZIM DAN BIOSINTESA PROTEIN

DOSEN PENGAMPU :

Dr. Yatno

DISUSUN OLEH :

Nama              :           Maulana M Yusuf

NIM                :           F1C113052

PRODI           :           Kimia

KELAS          :           B

PROGRAM STUDI S-1 KIMIA

JURUSAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS JAMBI

2015

Kata Pengantar

           

Dengan memanjatkan puji syukur terhadap kehadirat Allah SWT yang senantiasa melimpahkan berkah dan hidayah kepada hamba-hamba-Nya. Shalawat seiring salam dilimpahkan kepada Nabi besar Muhammad SAW beserta seluruh keluarga dan sahabat-sahabatnya, yang telah berjasa menghantarkan umat manusia dari zaman kegelapan menuju zaman yang terang benderang penuh dengan ilmu pengetahuan seperti saat ini.

Makalah yang dibuat oleh penulis berjudul “EKSTRAKSI PROTEIN, FOTOSINTESIS, VITAMIN, ENZIM DAN BIOSINTESA PROTEIN”  dengan tujuan memenuhi tugas mata kuliah BIOKIMIA II, yang penulis kontrak matakuliahnya, di Jurusan MIPA, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Jambi.

Akhir kata semoga makalah ini bisa bermanfaat bagi pembaca pada umumnya dan penulis pada khususnya, penulis menyadari bahwa dalam pembuatan makalah ini masih jauh dari sempurna untuk itu penulis menerima saran dan kritik yang bersifat membangun demi perbaikan kearah kesempurnaan. Akhir kata penulis sampaikan terimakasih.

Jambi, 19 Maret 2015

Penulis

Daftar Isi

Kata Pengantar i

Daftar Isi ii

BAB I EKSTRAKSI PROTEIN.. 1

1.      Ekstraksi 1

2.      Sifat - sifat Protein. 2

3.      Macam – Macam Protein. 3

4.      Ekstraksi Protein. 4

5.      Isolasi Protein. 5

6.      Identifikasi Protein. 6

BAB II FOTOSINTESIS. 11

a.      Pengertian Fotosintesis. 11

b.      Fungsi Fotosintesis. 11

c.      Proses Fotosintesis. 12

4.      Tahap-tahap Reaksi Fotosintesis. 14

BAB III VITAMIN.. 16

1.      Pengertian Vitamin. 16

2.      Penggolongan Vitamin. 16

3.      Macam – macam Vitamin. 17

4.      Fungsi Vitamin. 19

BAB IV ENZIM... 20

1.      Pengertian Enzim.. 20

2.      Sifat-sifat Enzim.. 20

3.      Klasifikasi Enzim.. 21

4.      Penamaan Enzim.. 22

5.      Jenis-Jenis Enzim dan Fungsinya dalam Sistem Pencernaan. 24

6.      Faktor yang Mempengaruhi Enzim.. 24

BAB V BIOSINTESA PROTEIN.. 26

1.      DNA.. 26

2.      RNA.. 26

3.      Biosintesa Protein. 27

4.      Transkripsi 28

DAFTAR PUSTAKA.. 30

BAB I
EKSTRAKSI PROTEIN

Metode pemisahan merupakan suatu cara yang digunakan untuk memisahkan atau memurnikan suatu senyawa atau skelompok senyawa yang mempunyai susunan kimia yang berkaitan dari suatu bahan, baik dalam skala laboratorium maupun skala industri. Metode pemisahan bertujuan untuk mendapatkan zat murni atau beberapa zat murni dari suatu campuran, sering disebut sebagai pemurnian dan juga untuk mengetahui keberadaan suatu zat dalam suatu sampel (analisis laboratorium).

1.         Ekstraksi

Ekstraksi adalah suatu proses pemisahan dari bahan padat maupun cair dengan bantuan pelarut. Pelarut yang digunakan harus dapat mengekstrak substansi yang diinginkan tanpa melarutkan material lainnya. Ekstraksi padat cair atau leaching adalah transfer difusi komponen terlarut dari padatan inert kedalam pelarutnya. Proses ini merupakan proses yang bersifat fisik karena komponen terlarut kemudian dikembalikan lagi ke keadaan semula tanpa mengalami perubahan kimiawi. Ekstraksi dari bahan padat dapat dilakukan jika bahan yang diinginkan dapat larut dalam solven pengekstraksi. Ekstraksi berkelanjutan diperlukan apabila padatan hanya sedikit larut dalam pelarut. Ekstraksi sendiri merupakan suatu kegiatan yang bertujuan untuk memisahkan suatu komponen atau senyawa tertentu yang berada didalam campuran agar dapat terpisahkan dan dapat digunakan secara efisien sesuai fungsinya. Ekstraksi terdiri dari dasar metode berikut :

a.    Ekstraksi Fisika

Ekstraksi Fisika adalah pemisahan suatu senyawa campuran dengan memanfaatkan sifat fisika dari suatu zat atau komponen yang ingin diekstrak. Sifat fisika tersebut meliputi : Titik didih, Titik leleh, Kelarutan, Wujud zat, Warna, Kemagnetan dan Daya hantar listrik

b.   Ekstraksi Kimia

Ekstraksi kimia adalah pemisahan suatu senyawa campuran dengan memanfaatkan sifat kimia dari suatu senyawa  atau zat yang ingin diekstrak. Sifat kimia tersebut meliputi : Sifat benda yang tampak melalui reaksi kimia, mudah terbakar, mudah meledak.

c.    Ekstraksi biologi

Ekstraksi biologi adalah pemisahan suatu senyawa campuran dengan memanfaatkan makhluk hidup. Ekstraksi ini umumnya menggunakan mikroba, bakteri dan fungi (mikrobiologi).

d.   Ekstraksi kombinasi

Ekstraksi kombinasi adalah ekstraksi yang memanfaatkan penggabungan sifat-sifat diatas, Contoh : Ekstraksi Kimia-Fisika, Ekstraksi Biologi-Fisika.

2.      Sifat - sifat Protein

Protein terdiri dari susunan-susunan asam amino yang saling terikat oleh ikatan peptida. Hampir semua asam amino baku, kecuali satu mempunyai atom karbon asimetrik,  karbon, yang mengikat empat gugus substituen yang berbeda, yakni, gugus karboksil, gugus amino, gugus R, dan atom Hidrogen. Atom  karbon asimetrik karenanya, merupakan pusat khiral. Seperti yang telah diketahui, senyawa dengan pusat khiral terdapat dua bentuk isomer yang berbeda, yang bersifat identik dalam semua sifat kimia dan fisiknya, kecuali satu, yakni arah perputaran sinar terpolarisasi didalam polarimeter. Kesemua dari 20 asam amino yang diperoleh dari hidrolisa protein dengan kondisi yang cukup ringan, bersifat optik aktif; yakni senyawa-senyawa ini dapat memutar sinar bidang polarisasi meuju ke suatu arah atau kebalikannya. Karena susunan tetrahedral ikatan valensi disekitar atom  karbon pada asam amino, keempat gugus substituen yang berbeda ini dapat menempati dua susunan yang berbeda dalam ruang, yang merupakan bayanngan cermin yang tidak saling menutupi sesamanya. Kedua bentuk ini dinamakan isomer optik, enensiomer, atau stereoisomer.

     Sifat asam amino dalam larutan, maka ia akam terionisasi dan dapat bersifat sebagai asam atau basa. Sifat-sifat asam dan basa ini sangat penting didalam pengertian pengetahuan mengenai sifat protein. Hal ini sangat penting diterapkan dalam seni pemisahan, identifikasi, dan kuatifikasi asam amino yang berbeda, yaitu dalam hal menentukan komposisi dan urutan asam amino dari  molekul protein, yang didasarkan atas tingkah laku asam basa yang khas. Dan bila protein dilarutkan ke dalam larutan asam atau basa kuat, maka unit pembangun asam amino dibebaskan dari ikatan kovalen yang menghubungkan molekul-molekul ini menjadi rantai. Asam amino yang bebas yang terbentuk merupakan molekul yang relatif kecil, dan struktur masing-masing telah diketahui. Protein umumnya memiliki sifat terdenaturasi pada suhu tinggi, pH ekstrim, dan tekanan tinggi.

3.      Macam – Macam Protein

Protein adalah senyawa organik kompleks yang mempuyai bobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida.  Peptida dan protein merupakan polimer kondensasi asam amino dengan penghilangan unsur air dari gugus amino dan gugus karboksil. Jika bobot molekul senyawa lebih kecil dari 6.000, biasanya digolongkan sebagai polipeptida. Berdasarkan kelarutannya dalam air atau pelarut lain, protein digolongkan atas beberapa golongan yaitu :

a.     Albumin adalah Protein larut dalam air dan terkoagulasi oleh panas. Contohnya adalah ovalbamin (dalam telur), seralbumin (dalam serum), laktalbumin (dalam susu).

b.    Skleroprotein adalah Protein tidak larut dalam pelarut encer, baik larutan garam, asam, basa, dan alkohol. Contohnya kolagen (pada tulang rawan), miosin (pada otot), keratin (pada rambut).

c.    Globulin adalah Protein tidak larut dalam air, terkoagulasi oleh panas. Larut dalam larutan garam encer, dan dapat mengendap dalam larutan garam konsentrasi tinggi (salting out). Contohnya adalah miosinogen  (dalam otot),  ovoglobulin (dalam kuning  telur), legumin (dalam kacang-kacangan).

d.   Glutelin adalah Protein tidak larut dalam pelarut netral, tetapi larut dalam asam atau basa encer. Contonya adalah glutelin (dalam gandum), orizenin (dalam beras).

e.    Prolamin (gliadin) adalah Protein larut dalam alkohol 70-80% dan tidak larut dalam air maupun alkohol absolut. Contohnya adalah prolamin  (dalam gandum),  gliadin (dalam jagung), zein (dalam jagung).

f.     Protamin adalah Protein larut dalam air dan tidak terkoagulasi dalam panas.

g.    Histon adalah Protein larut dalam air dan tidak larut dalam amonia encer, dapat mengendap dalam pelarut protein lainnya, dan apabila terkoagulasi oleh panas dapat larut kembali dalam asam encer. Contohnya adalah globin (dalam hemoglobin).

4.      Ekstraksi Protein

Dalam proses ekstraksi protein, informasi mengenai sifat dari protein yang akan diekstrak sangat dibutuhkan. Misalnya apakah protein berada didalam sel ataupun diluar sel, pH spesifik protein.

Ekstraksi atau pemurnian protein dilakukan untuk mempelajari sifat dan fungsi protein. Pemisahan dilakukan berdasarkan ukuran, kelarutan, muatan dan afinitas ikatan. Pemurnian protein dapat dilakukan dengan cara :

A.    Cara Dialisis : Pemisahan berdasarkan ukuran molekul melalui selaput semipermiabel, dimana molekul-molekul dengan berat molekul lebih besar dari 15.000 akan tertahan dalam kantong dialysis. Sedangkan molekul yang berukuran lebih kecil dan juga ion-ion akan melewati pori-pori selaput semipermiable tersebut keluar dari kantong dialysis.

B.   Cara Kromatografi Filtrasi Sel : Pemisahan berdasarkan ukuran molekul. Prinsipnya, larutan dialirkan dari atas kolom yang berisi butir-butir gel yang terdiri dari karbohidrat berpolimer tinggi. Butir-butir tersebut dikenal sebagai sephadex. Molekul-molekul berukuran kecil dapat masuk ke dalam butir-butir sephadex. Sedangkan yang berukuran besar tidak. Karena itu terjadi pemisahan. Molekul-molekul kecil berada dalam larutan butir-butir sephadex diantara butir-butir sephadex. Karena molekul-molekul besar akan turun lebih cepat, maka molekul-molekul besar terelusi atau keluar terlebih dahulu.

C.     Cara Kromatografi Pertukaran Ion : Pemisahan berdasarkan muatannya. Bila sebuah protein mempunyai muatan positif pada pH 7, ia akan terikat pada kolom penukar ion yang berisi gugus yang bermuatan negative. Sedangkan protein yang bermuatan negative tidak. Protein bermuatan positif yang terikat dalam kolom dapat dielusi dengan penambahan garam NaCl atau garam lain pada larutan buffer yang digunakan untuk elusi. Ion Na⁺ akan berkompetensi dengan protein untuk berikatan dengan gugus pada kolom dan secara bertahap ion Na⁺ akan menggantikan kedudukan protein.

5.      Isolasi Protein

Isolasi protein adalah suatu proses atau kegiatan untuk memisahkan senyawa yang bercampur sehingga kita dapat menghasilkan senyawa tunggal yang murni. Misalkan isolasi protein pada ikan. Pada ikan protein berada didalam sel, atau dapat dikatakan protein tersebut merupakan protein intraseluler, isolasi protein pada ikan dapat dilakukan dengan cara :

1. Daging ikan yang segar dikeringkan pada temperature yang tidak terlalu tinggi, kemudian digerus hingga halus.
2. Daging ikan yang sudah digerus ditimbang sebanyak 15 gram, kemudian dimasukan kedalam labu Erlenmeyer 250 mL dan ditambahkan 60 mL aquadest dan 30 mL KOH 5%. Kemudian labu ditutup dan dikocok selama 45 menit.
3. Larutan disaring dengan kain, kedalam filtrat tersebut ditambahkan tetes demi tetes larutan HCl hingga pH larutan menjadi 4,3.

Setelah itu filtrate dipanaskan selama 10 menit. Kemudian disaring dengan corong Buchner. Setelah itu endapan dipindahkan kedalam gelas arloji yang telah ditimbang. Endapan kemudian dikeringkan didalam oven pada 100  untuk menghilangkan air. Setelah itu endapan ditimbang. Isolasi protein pada daging ikan merupakan analisis kuantitatif untuk mengetahui perbandingan jumlah protein dalam sampel. Pertama-tama sampel dikeringkan bertujuan agar kadar air dalam sampel berkurang karena air dalam sampel dapat mengencerkan preaksi yang digunakan sehingga preaksi tidak sesuai dengan yang seharusnya (terencerkan oleh air yang terdapat dalam sampel). Setelah dikeringkan sampel ditambahkan air, dan basa alkali. Bila suatu protein dihidrolisis dengan asam, alkali atau enzim akan dihasilkan campuran asam-asam amino. Kemudian didiamkan selama 45 menit berfungsi mengoptimalkan proses hidrolisis sehingga asam amino pecah dan terpisah dari sampel.

Karena protein yang telah terhidroslisis strukturnya berubah maka ikatan rantai polipeptida pada protein mengalami kerusakan inilah yang dinamakan proses denaturasi. Denaturasi dapat diartikan suatu perubahan atau modifikasi terhadap stuktur sekunder,tersier dan kuartener tehadap molekul protein tanpa terjadinya pemecahan ikatan kovalen. Penambahan  basa alkali kemudian penambahan asam hingga pH berada pada pH 5 ini berfungsi untuk melarutkan ekstrak selain protein, dan juga berfungsi untuk pemekaran dan pengembangan molekul protein yang terdenaturasi akan membuka gugus reaktif yang ada pada rantai polipeptida selanjutnya akan terjadi pengikatan kembali pada gugus reaktif yang sama atau berdekatan, dan bila unit tersebut banyak protein tidak terdispersi lagi sebagai koloid maka protein tersebut mengalami koagulasi.

6.      Identifikasi Protein

Identifikasi protein merupakan proses untuk mengetahui apakah suatu senyawa yang diidentifikasi merupakan suatu senyawa protein. Umumnya identifikasi protein yang dilakukan adalah:

1. Uji Susunan Elementer Protein

Semua jenis protein mengandung unsur C, H, O, dan N dan sedikit S dan P, Maka untuk mengetahui unsur yang terkadung didalam protein dilakukan pengujian.

a.    Uji adanya unsur C, H dan O

·       Masukkan 1 mL albumin telur ke dalam cawan porselen lalu tutup dengan kaca obyek di atasnya

·       Amati permukaan kaca obyek tersebut, jika ada pengembunan menunjukkan adanya atom H dan O

·       Periksalah apakah tercium bau rambut terbakar, jika tercium berarti menunjukkan adanya atom 

·       Periksalah apakah ada arang, jika ada berarti menunjukkan adanya atom C

b.    Uji adanya unsur N

·       Masukkan 1 mL larutan albumin telur dan 1 mL NaOH 10% ke dalam tabung reaksi lalu panaskan

·       Perhatikan bau ammonia yang terjadi, jika tercium menunjukkan adanya unsur N

·       Lalu ujilah uapnya dengan kertas lakmus merah yang telah dibasahi akuades

c.     Uji adanya unsur S

·       Masukkan 1 mL albumin telur dan 1 mL NaOH 10% lalu panaskan

·       Tambahkan 4 tetes larutan Pb-asetat 5%

·       Bila larutan menghitam, berarti PbS terbentuk. Kemudian tambahkan 4 tetes HCl pekat

·       Jika tercium bau belerang yang khas, menunjukkan adanya unsur S

2.      Uji Kelarutan Protein

Protein bersifat amfoter, yaitu dapat bereaksi dengan asam dan basa. Kelarutan protein dalam air, asam dan basa berbeda-beda, ada yang mudah larut dan ada juga yang sukar larut. Namun, semua protein tidak larut dalam pelarut lemak seperti eter atau khloroform. Prosedur pengujian kelarutan protein sebagai berikut:

• Masukan ke dalam 5 tabung reaksi berturut-turut air suling, HCl 10%, NaOH 40%, alkohol 96% dan kloroform masing-masing sebanyak 1 mL
• Tambahkan ke dalam masing-masing tabung reaksi tersebut 2 mL albumin telur
• Kocoklah dengan kuat dan amati kelarutannya

3.      Uji Pengendapan Protein Dengan Garam

Protein dapat diendapkan dengan garam berkonsentrasi tinggi. Peristiwa pemisahan atau pengendapan protein oleh garam berkonsentrasi tinggi disebut salting out. Semakin tinggi konsentrasi dan jumlah muatan ion dari garam maka semakin mudah protein diendapkan. Prosedur pengujian pengendapan protein dengan garam sebagai berikut:

• Masukan 2 mL albumin telur ke dalam 5 tabung reaksi
• Masing-masing tabung reaksi bertutut-turut diisi larutan NaCl 1%, BaCl₂ 5%, CaCl₂ 5%, MgSO₄ 5% dan (NH₄)₂SO₄ jenuh setetes demi tetes sampai terbentuk endapan
• Tambahkan kembali larutan garamnya secara berlebihan
• Kocok dengan kuat, lalu amati perubahan yang terjadi

4.      Uji Pengendapan Protein Dengan Logam Dan Asam Organik

Sebagian besar protein dapat diendapkan dengan penambahan asam-asam organik (seperti asam pikrat, asam trikloroasetat dan asam sulfonat) yang membentuk garam proteinat yang tidak larut.

Protein juga dapat mengalami denaturasi irreversibel akibat penambahan logam-logam berat seperti Cu²⁺, Hg²⁺, atau Pb²⁺. Untuk mengetahui pengendapan dengan logam berat dan asam organik dapat dilakukan pengujian sebagai berikut:

• Masukan ke dalam 5 tabung reaksi masing-masing diisi dengan 2 mL larutan albumin telur
• Masing-masing tabung berturut-turut ditambahkan 10 tetes larutan asam trikloroasetat 10%, asam sulfosalisilat 5%, CuSO₄ 5%, HgCl₂ 5% dan Pb-asetat 5%
• Kocoklah setiap tabung dan amati perubahan yang terjadi

5.      Uji Biuret

Uji biuret dilakukan untuk mengetahui adanya ikatan peptida dari protein. Reaksi biuret positif terhadap dua buah ikatan peptida atau lebih tetapi negatif untuk asam amino bebas. Reaksi biuret juga positif terhadap senyawa yang mengandung gugus -CH₂NH₂, -CSNH₂, -C(NH)NH₂ dan -CONH₂. Uji biuret positif ditandai dengan terbentuknya senyawa kompleks yang berwarna ungu (violet) akibat dari reaksi ion Cu²⁺ (dari pereaksi biuret) dalam suasana basa dengan polipeptida atau ikatan-ikatan peptida penyusun protein. Prosedur Uji Biuret sebagai berikut:

• Masukan zat yang diuji sebanyak 2 mL lalu tambahkan 1 mL NaOH 10% dan 3 tetes CuSO₄ 0,2%
• Campurlah dengan baik dan amati perubahan warna yang terjadi

6.      Uji Ninhidrin

Uji Ninhidrin dilakukan untuk mengetahui adanya asam amino bebas dalam protein. Uji ninhidrin positif jika terbentuk senyawa kompleks berwarna biru tetapi prolin dan hidroksiprolin menghasilkan senyawa berwarna kuning. Prosedur Uji Ninhidrin sebagai berikut:

• Isilah tabung reaksi dengan 2 mL zat yang diuji
• Tambahkan 5 tetes pereaksi Ninhidrin, lalu panaskan di atas penangas air selama 5 menit
• Amati perubahan yang terjadi

7.      Uji Xantoproteat

Uji xantoprotein dilakukan untuk membuktikan adanya inti benzena dalam protein. Asam amino yang mempunyai cincin benzena yaitu asam amino tirosin, triptofan dan fenilalanin. Uji ini positif jika membentuk endapan putih ketika ditambahkan asam nitrat pekat dan berubah menjadi kuning sewaktu dipanaskan. Senyawa nitro yang terbentuk dalam suasana basa akan terionisasi dan warnanya berubah menjadi jingga. Prosedur Uji Xantoproteat:

v  Masukkan 2 mL zat yang diuji ke dalam tabung reaksi

v  Tambahkan 1 mL asam nitrat pekat, perhatikan endapan putih yang terjadi

v  Panaskan selama 1 menit dan amati terbentuknya warna kuning

v  Lalu dinginkan di bawah air kran dan tambahkan NaOH 10% setetes demi tetes melalui dinding tabung hingga terbentuk lapisan

v  Perhatikan perubahan warna yang terjadi

8.      Uji Penentuan Titik Isoelektrik

Titik isoelektrik (TI) adalah daerah pH tertentu dimana protein tidak mempunyai selisih muatan atau jumlah muatan positif dan negatifnya sama sehingga tidak bergerak bila diletakkan dalam medan listrik. Protein mempunyai titik isoelektrik berbeda-beda dan pada pH isoelektrik, daya kelarutan protein minimal sehingga menyebabkan protein mengendap. Prosedur penentuan titik isoelektrik sebagai berikut:

v  Lima tabung reaksi diisi masing-masing 1 mL larutan kasein

v  Pada setiap tabung ditambahkan 1 mL larutan buffer asetat masing-masing dari pH 3,8; 4,7; 5,0; 5,3 dan 5,9

v  Kocok campuran dengan baik dan catat derajat kekeruhannya setelah 0, 10, dan 30 menit. Amati endapan maksimal. Lalu panaskan semua tabung.

v  Amati hasilnya, pembentukan endapan kekeruhan paling cepat atau paling banyak merupakan titik isoelektrik kasein. 

BAB II
FOTOSINTESIS

Fotosintesis berasal dari kata foto yang artinya cahaya dan sintesis yang artinya penyusunan. Fotosintesis umumnya terjadi pada tumbuhan hijau, Berikut uraian materi tentang fotosintesis:

a.    Pengertian Fotosintesis

Fotosintesis adalah salah satu cara tumbuhan untuk menghasilkan makanan dan energi. Fotosintesis merupakan pembuatan makanan oleh tumbuhan hijau melalui suatu proses biokimia pada klorofil dengan bantuan sinar matahari. Karena kemampuannya membuat makanan sendiri, tumbuhan hijau dikenal sebagai organisme autotrof. Fotosintesis berasal dari kata foto yang artinya cahaya dan sintesis yang artinya penyusunan. Dengan kata lain, fotosintesis merupakan proses penyusunan bahan organik (karbohidrat) dari H2O dan CO2 dengan bantuan energi cahaya. Karena selain menghasilkan energi, proses fotosintesis juga akan menghasilkan oksigen untuk kehidupan manusia dan makhluk hidup lainnya.

Daun merupakan komponen utama pada tumbuhan yang berperan dalam fotosintesis ini, pada daun terdapat klorofil (zat hijau daun), nah klorofil inilah yang akan menyerap energi matahari sehingga dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan energi (nutrisi). Fotosintesis dapat dilakukan oleh tumbuhan, alga, dan bakteri yang memiliki kloroplas. Hasil dari fotosintesis adalah molekul glukosa yang disimpan dalam bentuk pati, amilum, atau tepung. Secara garis besar, reaksi fotosintesis dapat dituliskan sebagai berikut:

6CO₂ + 6H₂O  ===>  C₆H₁₂O₆ +6O₂

b.   Fungsi Fotosintesis

Fungsi utama fotosintesis adalah untuk memproduksi glukosa sebagai sumber energi utama bagi tumbuhan, dengan adanya glukosa ini akan terbentuk sumber energi lemak dan protein. Air dan garam-garam mineral diserap oleh tumbuhan dari dalam tanah melalui rambut-rambut akar yang terdapat pada epidermis akar. Pada dasarnya, pengangkutan air dan mineral dari tanah ke dalam tumbuhan melibatkan tiga proses yaitu Proses osmosis, Proses difusi, Proses transpor aktif.

Proses Fotosintesis dapat membersihkan udara. Udara dibersihkan dengan diserapnya karbondioksida dan dihasilkannya oksigen. Sehingga sering didengar penanaman pohon untuk membersihkan lingkungan, karena ada proses fotosintesis inilah pohon bisa berguna untuk membersihkan udara. Kemampuan fotosintesis tumbuhan pada masa hidupnya akan membuat sisa sisa tumbuhan tersebut tertimbun di dalam tanah. Timbunan dari tumbuhan dalam waktu yang lama akan membuatnya menjadi batu bara yang merupakan bahan baku dan sumber energi pada kehidupan modern

c.    Proses Fotosintesis

Sebelum memulai penjelasan, silahkan diperhatikan bagan di bawah terlebih dahulu.

Berdasarkan bagan tersebut maka secara singkat proses fotosintesis dapat dijelaskan sebagai berikut, Dalam proses fotosintesis ada 4 bahan yang harus dimiliki, yaitu :

v  Karbondikoksida (CO2)

v  Air

v  Cahaya Matahari

v  Klorofil

Karbondikosida akan diambil oleh Stomata (mulut daun) pada daun tumbuhan dari udara bebas, kemudian air diambil melalui akar tumbuhan dan diangkut komponen pengangkut pada tumbuhan, kemudian Cahaya matahari akan diambil dalam bentuk energi oleh klorofil (zat hijau daun). Semua proses ini akan berlangsung membentuk suatu reaksi dan menghasilkan Oksigen serta Glukosa. Setelah terdapat glukosa pada tumbuhan, nutrisi ini akan diubah menjadi lemak, protein, dan nutrisi lainnya. Pada Proses fotosintesis terjadi reaksi yang sangat kompleks.

Air dan garam-garam mineral diserap oleh tumbuhan dari dalam tanah melalui rambut-rambut akar yang terdapat pada epidermis akar. Pada dasarnya, pengangkutan air dan mineral dari tanah ke dalam tumbuhan melibatkan tiga proses yaitu Proses osmosis, Proses difusi, Proses transpor aktif.

Tumbuhan mengambil karbon dioksida dari lingkungan atau udara sekitar melalui daun dengan cara difusi, osmosis, dan transpor aktif.

Udara yang mengandung karbon dioksida masuk ke dalam daun melalui stomata. Selanjutnya, karbon dioksida tersebut menyebar di antara sel-sel daun.

Karbon dioksida berreaksi dengan air dan dihasilkan zat makanan berupa karbohidrat atau glukosa dan oksigen.

Zat makanan hasil fotosintesis kemudian ditimbun sementara pada daun. Namun, banyak tumbuhan yang mempunyai organ penyimpanan misalnya umbi akar. Selanjutnya, zat makanan ini mengalami pengangkutan ke bagian-bagian tumbuhan lain melalui pembuluh tapis (floem).

Pembuluh  tapis berfungsi mengangkut hasil fotosintesis untuk dua arah, yaitu dari daun ke tempat penyimpanan makanan cadangan dan ke bagian-bagian yang aktif tumbuh.

Proses ini hanya dapat terjadi pada tumbuhan yang mempunyai klorofil, yaitu pigmen yang berfungsi sebagai penangkap energi cahaya matahari. Jadi, fotosintesis merupakan transformasi energi dari energi cahaya matahari dikonversi menjadi energi kimia yang terikat dalam molekul karbohidrat.

Pada beberapa aspek, proses fotosintesis dapat dikatakan sebagai kebalikan proses respirasi seluler. Fotosintesis membentuk glukosa dan menggunakan energi matahari, sedangkan respirasi memecah glukosa untuk menghasilkan energi.

Organela yang berperan dalam fotosintesis adalah kloroplas. Kloroplas mengandung pigmen klorofil yang bertanggung jawab terhadap warna hijau pada daun. Kloroplas mempunyai membran ganda (di luar dan dalam) yang mengelilingi matriks fluida yang disebut stroma.

Stroma mengandung enzim yang berfungsi sebagai penangkap dan reduktor gas CO₂. Sistem membran di dalam stroma membentuk kantung-kantung datar yang disebut sebagai tilakoid.  Pada beberapa tempat tilakoid bertumpuk membentuk grana. Sedangkan Klorofil dan pigmen lainnya terdapat pada membran tilakoid.

Pigmen yang terdapat pada kloroplas, yaitu klorofil a (memberikan warna hijau), klorofil b (memberikan warna hijau tua), dan karoten (berwarna kuning sampai jingga). Pigmen tersebut mengelompok dalam membran tilakoid membentuk perangkat pigmen yang penting dalam fotosintesis.

4.      Tahap-tahap Reaksi Fotosintesis

Fotosintesis berlangsung dalam dua tahap reaksi, yaitu reaksi terang atau light-dependent reaction dan reaksi gelap atau light-independent reaction. Reaksi terang hanya berlangsung ketika ada cahaya, sedangkan reaksi gelap dapat terjadi tanpa memerlukan bantuan cahaya.

a.       Reaksi Terang

Pada Reaksi terang terjadi reaksi penangkapan atau penyerapan energi cahaya. Energi cahaya yang diserap oleh membran tilakoid akan menaikkan elektron berenergi rendah yang berasal dari H₂O.

Elektron-elektron bergerak dari klorofil a menuju sistem transpor elektron yang menghasilkan ATP (hasil dari ADP + P). Elektron-elektron berenergi ini juga ditangkap oleh NADP⁺. Setelah menerima elektron, NADP⁺ segera berubah menjadi NADPH. Molekul ATP dan NADPH menyimpan energi untuk sementara waktu dalam bentuk elektron berenergi yang kemudian berperan sebagai reduktor yang digunakan untuk mereduksi CO₂. Reaksi ini disebut sebagai fotolisis, dan dapat digambarkan dengan reaksi berikut.

b.      Reaksi Gelap

Sesuai dengan namanya reaksi gelap merupakan reaksi yang tidak bergantung pada cahaya. Inti dari proses reaksi gelap merupakan pengubahan Karbondioksida (CO2) menjadi glukosa. Reaksi gelap ini terjadi pada bagian stroma kloroplas. Reaksi gelap hanya akan terjadi sesudah terjadinya reaksi terang, dan proses reaksi gelap sangat kompleks, karena pengubahan Karbondioksida (CO2).

Reaksi gelap merupakan reaksi tahap kedua dari fotosintesis. Disebut sebagai reaksi gelap karena reaksi ini tidak memerlukan cahaya. Reaksi gelap ini terjadi di dalam stroma kloroplas. Reaksi gelap pertama kali ditemukan oleh ilmuwan bernama Malvin Calvin dan Andrew Benson. Oleh karena itu, reaksi gelap fotosintesis sering disebut sebagai siklus Calvin-Benson atau siklus Calvin. Siklus Calvin berlangsung dalam tiga tahap yag terdiri dari fase fiksasi, fase reduksi, dan fase regenerasi.

Pada fase fiksasi terjadi penambatan CO₂ oleh ribulose bifosfat atau Ribulose biphosphat = RuBP menjadi 3-fosfogliserat atau 3-phosphoglycerate = PGA. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim ribulose bifosfat karboksilase atau Rubisco.

BAB III
VITAMIN

Vitamin (bahasa Inggris: vital amine, vitamin) adalah sekelompok senyawa organik berbobot molekul kecil yang memiliki fungsi vital dalam metabolisme setiap organisme, yang tidak dapat dihasilkan oleh tubuh.

1.    Pengertian Vitamin

Vitamin adalah sekelompok senyawa organik yang memiliki BM (berat molekul kecil), dan memiliki fungsi vital dalam metabolisme setiap organisme. Nama Vitamin berasal dari gabungan kata bahasa Latin vita yang artinya "hidup" dan amina (amine) yang mengacu pada suatu gugus organik yang memiliki atom nitrogen (N), karena pada awalnya vitamin dianggap demikian. Kelak diketahui bahwa banyak vitamin yang sama sekali tidak memiliki atom N. Dipandang dari sisi enzimologi (ilmu tentang enzim), vitamin adalah kofaktor dalam reaksi kimia yang dikatalisasi oleh enzim. Pada dasarnya, senyawa vitamin ini digunakan tubuh untuk dapat bertumbuh dan berkembang secara normal.

2.    Penggolongan Vitamin

Terdapat 13 jenis vitamin yang dibutuhkan oleh tubuh untuk dapat bertumbuh dan berkembang dengan baik. Vitamin tersebut antara lain vitamin A, C, D, E, K, dan B (tiamin, riboflavin, niasin, asam pantotenat, biotin, vitamin B6, vitamin B12, dan folat). Walau memiliki peranan yang sangat penting, tubuh hanya dapat memproduksi vitamin D dan vitamin K dalam bentuk provitamin yang tidak aktif. Sumber berbagai vitamin ini dapat berasal dari makanan, seperti buah-buahan, sayuran, dan suplemen makanan. Vitamin berdasarkan kelarutannya didalam air terbagi menjadi dua, yaitu :

a.    Vitamin larut air (water soluble vitamin)

                 Vitamin B1, B2, B6, nikotinamida (nicotinamide), asam pantotenat (panthotenic acid), biotin, asam folat (folic acid), B12,  dan Vitamin C

b.    vitamin yang larut dalam lemak (fat soluble vitamin)

Vitamin yang larut dalam lemak adalah Vitamin A, D, E, dan K1.

3.    Macam – macam Vitamin

Vitamin umumnya banyak terdapat dalam buah-buahan. Berikut uraian macam-macam vitamin, sumbernya, serta dampak jika kekurangan vitamin:

a.       Vitamin A

Vitamin A merupakan vitamin yang dapat larut dalam lemak dan hanya sedikit larut dalam air. Sumber vitamin A : susu, ikan, sayuran berwarna hijau dan kuning, hati, buah-buahan warna merah dan kuning (cabe merah, wortel, pisang, pepaya, dan lain-lain). Penyakit kekurangan vitamin A : rabun senja, katarak, infeksi saluran pernapasan, menurunnya daya tahan tubuh, kulit yang tidak sehat, dan lain-lain.

b.      Vitamin B1

Vitamin B1 merupakan vitamin yang dapat larut dalam air dan hanya sedikit larut dalam lemak. Sumber vitamin B1 : gandum, daging, susu, kacang hijau, ragi, beras, telur, dan sebagainya. Penyakit kekurangan vitamin B1 : kulit kering, daya tahan tubuh berkurang.

c.       Vitamin B2

Vitamin B2 merupakan vitamin yang dapat larut dalam air dan hanya sedikit larut dalam lemak. Sumber vitamin B2 : sayur-sayuran segar, kacang kedelai, kuning telur, susu, dan banyak lagi lainnya. Penyakit kekurangan vitamin B2 :
turunnya daya tahan tubuh, kilit kering bersisik, mulut kering, bibir pecah-pecah, sariawan, dan sebagainya.

d.      Vitamin B6

Vitamin B6 merupakan vitamin yang dapat larut dalam air dan hanya sedikit larut dalam lemak. Sumber vitamin B6 : kacang-kacangan, jagung, beras, hati, ikan, beras tumbuk, ragi, daging, dan lain-lain. Penyakit kekurangan vitamin B6 :
pelagra alias kulit pecah-pecah, keram pada otot, insomnia atau sulit tidur, dan banyak lagi lainnya.

e.        Vitamin B12

  Vitamin B12 merupakan vitamin yang dapat larut dalam air dan hanya sedikit larut dalam lemak.  sumber yang mengandung vitamin B12 : telur, hati, daging, dan lainnya. Penyakit kekurangan vitamin B12 : kurang darah atau anemia, gampang capek/lelah/lesu/lemes/lemas, penyakit pada kulit, dan sebagainya

f.       Vitamin C

Vitamin C merupakan vitamin yang dapat larut dalam air dan hanya sedikit larut dalam lemak. Sumber vitamin C : jambu klutuk atau jambu batu, jeruk, tomat, nanas, sayur segar, dan lain sebagainya. Penyakit kekurangan vitamin C : mudah infeksi pada luka, gusi berdarah, rasa nyeri pada persendian, dan lain-lain

g.      Vitamin D

Vitamin D merupakan vitamin yang dapat larut dalam lemak dan hanya sedikit larut dalam air. Sumber vitamin D : minyak ikan, susu, telur, keju, dan lain-lain. Penyakit yang ditimbulkan akibat kekurangan vitamin D : gigi akan lebih mudah rusak, otok bisa mengalami kejang-kejang, pertumbuhan tulang tidak normal yang biasanya betis kaki akan membentuk huruf O atau X.

h.      Vitamin E

Vitamin E merupakan vitamin yang dapat larut dalam lemak dan hanya sedikit larut dalam air. Sumber vitamin E : ikan, ayam, kuning telur, kecambah, ragi, minyak tumbuh-tumbuhan, havermut, dsb. Penyakit yang ditimbulkan akibat kekurangan vitamin E : bisa mandul baik pria maupun wanita, gangguan syaraf dan otot, dll

i.        Vitamin K

Vitamin K merupakan vitamin yang dapat larut dalam lemak dan hanya sedikit larut dalam air. Sumber vitamin K : susu, kuning telur, sayuran segar, dkk. Penyakit yang ditimbulkan akibat kekurangan vitamin K : darah sulit membeku bila terluka/berdarah/luka/pendarahan, pendarahan di dalam tubuh, dan sebagainya.

4.    Fungsi Vitamin

Pada umumnya vitamin bekerja dengan cara menggalakan reaksi kimia tertentu dalam proses metabolisme. Jika terjadi kekurangan vitamin, maka proses metabolismetidak akan berlangsung dan tubuh akan menjadi sakit. Fungsi vitamin pada umumnya terkait dengan fungsi dari enzim, terutama vitamin dari kelompok vitamin B. Vitamin memiliki fungsi utama dalam reaksi metabolisme. Dalam hal ini vitamin merupakan koenzim atau kofaktor dari suatu enzim, sehingga dapat mengaktivasi suatu enzim agar dapat bekerja.

Diketahui bahwa enzim merupakan katalisator organik yang menjalankan dan mengatur reaksi-reaksi biokimia di dalam tubuh. Vitamin dibutuhkan  dalam tubuh dalam takaran atau jumlah tertentu. Tiap vitamin memiliki takaran yang berbeda. Terlalu banyak mengkonsumsi vitamin akan menimbulkan gejala-gejala yang merugikan tubuh, dan kondisi demikian disebut hypervitaminosis. Sebaliknya jika konsumsi vitamin tidak mencukupi kebutuhan minimalnya, maka akan terjadi gejala-gejala yang merugikan kesehatan tubuh. Kadar vitamin yang rendah dalam darah namun masih belum menunjukkan gejala klinis yang jelas disebut kondisi hypovitaminosis. Namun jika kekurangan vitamin ini sudah menunjukkan gejala-gejala secara klinik, maka dikatagorika sebagai kondisi avitaminosis.

Kofaktor adalah substansi non protein yang berperan dalam reaksi enzimatis. Beberapa vitamin berfungsi langsung dalam metabolisme penghasilan energi, contoh : Vitamin B1 penting sebagai koenzim pyruvate and a-ketoglutarate dehydrogenase à sehingga jika defisiensi : kapasitas sel dlm menghasilkan energi mjd sangat berkurang. Juga diperlukan untuk reaksi fermentasi glukosa menjadi etanol, di dalam yeast.

BAB IV
ENZIM

Enzim adalah biomolekul berupa protein yang berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia organik.

1.    Pengertian Enzim

Enzim adalah protein yang berperan sebagai katalis dalam metabolisme makhluk hidup. Enzim berperan untuk mempercepat reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup, tetapi enzim itu sendiri tidak ikut bereaksi.
Enzim berperan secara lebih spesifik dalam hal menentukan reaksi mana yang akan dipacu dibandingkan dengan katalisator anorganik sehingga ribuan reaksi dapat berlangsung dengan tidak menghasilkan produk sampingan yang beracun.
Enzim terdiri dari apoenzim dan gugus prostetik. Apoenzim adalah bagian enzim yang tersusun atas protein. Gugus prostetik adalah bagian enzim yang tidak tersusun atas protein. Gugus prostetik dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu koenzim (tersusun dari bahan organik) dan kofaktor (tersusun dari bahan anorganik). Molekul awal yang disebut substrat akan dipercepat perubahannya menjadi molekul lain yang disebut produk. Jenis produk yang akan dihasilkan bergantung pada suatu kondisi/zat, yang disebut promoter. Semua proses biologis sel memerlukan enzim agar dapat berlangsung dengan cukup cepat dalam suatu arah lintasan metabolisme yang ditentukan oleh hormon sebagai promoter. Enzim bekerja dengan cara bereaksi dengan molekul substrat untuk menghasilkan senyawa intermediat melalui suatu reaksi kimia organik yang membutuhkan energi aktivasi lebih rendah, sehingga percepatan reaksi kimia terjadi karena reaksi kimia dengan energi aktivasi lebih tinggi membutuhkan waktu lebih lama.

2.    Sifat-sifat Enzim

Enzim adalah katalis reaksi-reaksi sistem biologi. Sebagian besar enzim adalah protein. Seperti halnya protein lain, enzim memiliki BM antara 12,000 – 1 juta. Karakteristik dari enzim adalah catalitic power dan spesifisitas. Sifat enzim:

a.    Biokatalisator, mempercepat jalannya reaksi tanpa ikut bereaksi.

b.    Thermolabil; mudah rusak, bila dipanasi lebih dari suhu 60º C, karena enzim tersusun dari protein yang mempunyai sifat thermolabil.

c.    Merupakan senyawa protein sehingga sifat protein tetap melekat pada enzim. Contoh : Denaturasi

d.   Dibutuhkan dalam jumlah sedikit, sebagai biokatalisator, reaksinya sangat cepat dan dapat digunakan berulang-ulang.

e.    Bekerjanya ada yang di dalam sel (endoenzim) dan di luar sel (ektoenzim), contoh ektoenzim: amilase,maltase. Umumnya enzim bekerja mengkatalisis reaksi satu arah, meskipun ada juga yang mengkatalisis reaksi dua arah, contoh : lipase, meng-katalisis pembentukan dan penguraian lemak.

Sebagian besar enzim merupakan protein, sehingga layaknya protein enzim memiliki BM (Berat Molekul) yang besar.

3.    Klasifikasi Enzim

Menurut IUBMB (International Union of Biochemistry and Molecular Biology), enzim-enzim dikelompokkan menjadi 6 golongan atau kelas, sebagaimana yang disajikan dalam tabel 4-3. Masing-masing kelas ini dikelompok-kelompokkan lagi menjadi beberapa subkelas. Misalnya, enzim kelas (1) yaitu kelas Oksidoreduktase, dibagi menjadi beberapa subkelas, antara lain subkelas (1) yaitu enzim oksidoreduktase yang bekerja pada gugus CH-OH donor dan subkelas (2) yaitu enzim yang bekerja pada gugus aldehida atau gugus okso senyawa donor, dan lain-lain. Demikian pula enzim kelas (2), (3), (4) dan selanjutnya, masing-masing juga dibagi-bagi lagi menjadi beberapa subkelas. 

Kemudian, masing-masing subkelas juga masih dibagi-bagi lagi menjadi beberapa sub-subkelas. Misal, enzim subkelas  (1) dari kelas  (1) yaitu enzim oksidoreduktase yang bekerja pada gugus CH-OH donor, dibagi lagi menjadi beberapa sub-subkelas, antara lain sub-subkelas (1) yaitu yang bekerja dengan NAD or NADP sebagai akseptor dan sub-subkelas (2) yaitu yang bekerja dengan sitokrom sebagai akseptor. Masing-masing sub-subkelas ini beranggotakan beberapa enzim yang memenuhi kriteria dalam pengelompokannya.

No.	Kelompok/Kelas	Sifat Biokimia
1.	Oksidoreduktase	Mengkatalisis reaksi reduksi-oksidasi terhadap berbagai gugus
2.	Transferase	Mengkatalisis berbagai reaksi transfer gugus fungsional dari molekul donor ke molekul akseptornya. Salah satu subkelompok enzim transferase adalah enzim-enzim kinase yang mengendalikan metabolisme dengan jalan mentransfer gugus fosfat dari ATP ke molekul lain.
3.	Hidrolase	Mengkatalisis reaksi penambahan molekul air pada suatu ikatan, yang kemudian dilanjutkan dengan reaksi penguraian (hidrolisis)
4.	Liase	Mengkatalisis reaksi penambahan molekul air, ammonia atau karbon dioksida pada suatu ikatan rangkap, atau melepaskan air, ammonia, atau karbon dioksida dan membentuk ikatan rangkap.
5.	Isomerase	Mengkatalisis berbagai reaksi isomerisasi, antara lain isomerisasi L menjadi D, reaksi mutasi (perpindahan posisi suatu gugus), dan lain-lain.
6.	Ligase	Mengkatalisis reaksi dimana dua gugus kimia disatukan atau diikatkan (ligasi) dengan menggunakan energi yang berasal dari ATP.

Tabel 4.3 Pengelompokan enzim menurut IUBMB

4.    Penamaan Enzim

Penamaan enzim menurut IUBMB dilakukan dengan memberikan awalan EC, berasal dari singkatan Enzyme Commitee, lalu diikuti oleh 4 angka yang berturut-turut menunjukkan kelas, subkelas, sub-subkelas, dan nomor individual pengenal masing-masing enzim.

Syarat Penamaan: Harus jelas, Memberikan informasi yang cukup, Sederhana, Berakhiran “ase”. Contoh Klasifikasi enzim, penomoran E.C dan reaksinya dapat dijelaskan digambar berikut:

Penamaan Enzim :

•      Penamaan formal : fosfotransferase ATP : Glukosa

•      Enzim ini mengkatalisis reaksi pemindahan gugus fosfat dari ATP ke glukosa.

•      EC number : 2.7.1.2

•      2 → nama kelas (transferase)

•      7 → subkelas (fosfotransferase)

•      1 → sub-sub kelas (fosfotransferase dengan gugus hidroksil sebagai penerima)

•      2 → D-glukosa sebagai penerima gugus fosfat

Enzim ini umumnya dikenal dengan Heksokinase dengan penomoran E.C. 2.7.1.2.

Pada penamaan enzim haruslah memberikan informasi yang jelas, serta penomoran berguna mempermudah dalam pembacaan karakter enzim.

5.    Jenis-Jenis Enzim dan Fungsinya dalam Sistem Pencernaan

Didalam sistem pencernaan manusia enzim sangat dibutuhkan, Karena beberapa reaksi kimia terjadi sangat lambat tanpa enzim, berikut penjabaran jenis- jenis enzim pada sistem pencernaan dan fungsinya:

1.      Mulut(Kelenjar Ludah/ Saliva) : Enzim Ptialin (Amilase) berfungsi Memecah pati menjadi Maltosa.

2.      Lambung (Kelenjar Lambung, Vertikulus) : Enzim Renin berfungsi mengubah kaseinogen menjadi kasein. Enzim Pepsin berfungsi mengubah protein menjadi proteosa, pepton dan polipeptida.

3.      Pankreas (Saluran Pankreas) : Enzim Karbohidrase Pankreas berfungsi untuk mencerna amilum menjadi maltosa atau disakarida lainnya. Enzim Lipase Pankreas berfungsi mengubah emulsi lemak menjadi asam lemak dan gliserol. Enzim Tripsin berfungsi untuk mengubah protein menjadi polipeptida.

4.      Usus (Kelenjar Usus) : Enzim Enterokinase (enzim khusus) berfungsi untuk mengubahTripsinogen menjadi Tripsin yang digunakan dalam saluran pangkreas. Enzim Maltase berfungsi untuk mengubah Maltosa menjadi Glukosa. Enzim Laktase berfungsi untuk mengubah Laktosa menjadi Glukosa dan Galaktosa. Enzim Sukrase berfungsi untuk mengubah Sukrosa menjadi Glukosa dan Fruktosa. Enzim Paptidase berfungsi untuk mengubah polipeptida menjadi asam amino. Enzim Lipase berfungsi untuk mengubah Lemak menjadi asam lemak dan Gliserol.

6.  Faktor yang Mempengaruhi Enzim

Kerja enzim sangat dipengaruhi oleh faktor-faktor sebagai berikut :

v  Suhu (temperatur)

Enzim tersusun oleh protein, sehingga sangat peka terhadap suhu. Peningkatan suhu menyebabkan energi kinetik pada molekul substrat dan enzim meningkat, sehingga kecepatan reaksi juga meningkat. Namun suhu yang terlalu tinggi dapat menyebabkan rusaknya enzim yang disebut denaturasi, sedangkan suhu yang terlalu rendah dapat menghambat kerja enzim. Pada umumnya enzim akan bekerja baik pada suhu optimum, yaitu antara 30⁰ - 40⁰C.

v  Derajat keasaman (pH)

Perubahan pH dapat mempengaruhi perubahan asam amino kunci pada sisi aktif enzim, sehingga menghalangi sisi aktif bergabung dengan substratnya. Setiap enzim dapat bekerja baik pada pH optimum, masing-masing enzim memiliki pH optimum yang berbeda. Sebagai contoh : enzim amilase bekerja baik pada pH 7,5 (agak basa), sedangkan pepsin bekerja baik pada pH 2 (asam kuat/sangat asam).

v  Aktivator dan Inhibitor

Aktivator merupakan molekul yang mempermudah ikatan antara enzim dengan substratnya, misalnya ion klorida yang bekerja pada enzim amilase. Inhibitor merupakan suatu molekul yang menghambat ikatan enzim dengan substratnya. Inhibitor akan berikatan dengan enzim membentuk kompleks enzim-inhibitor.

a.    Inhibitor kompetitif  :

Molekul penghambat yang strukturnya mirip substrat, sehingga molekul tersebut berkompetisi dengan substrat untuk bergabung pada sisi aktif enzim.

b.    Inhibitor Unkompetitif:

Molekul penghambat yang bekerja ketika sudah tebentuk kompleks enzim substrat, dengan cara melekatkan diri pada bagian bukan sisi aktif.

c.    Inhibitor nonkompetitif :

Molekul penghambat yang bekerja dengan cara melekatkan diri pada bagian bukan sisi aktif enzim. Inhibitor ini menyebabkan sisi aktif berubah sehingga tidak dapat berikatan dengan substrat. Inhibitor nonkompetitif tidak dapat dipengaruhi oleh konsentrasi substrat.

v  Konsentrasi Enzim

Kecepatan reaksi dipengaruhi oleh konsentrasi enzim, makin besar konsentrasi enzim makin tinggi pula kecepatan reaksi, dengan kata lain konsentrasi enzim berbanding lurus dengan kecepatan reaksi.

v Konsentrasi Substrat

Peningkatan konsentransi substrat dapat meningkatkan kecepatan reaksi bila jumlah enzim tetap. Namun pada saat sisi aktif semua enzim berikatan dengan substrat, penambahan substrat tidak dapat meningkatkan kecepatan reaksi enzim selanjutnya

BAB V
BIOSINTESA PROTEIN

Pengertian biosintesis protein adalah rangkaian langkah yang dilakukan untuk membentuk protein yang dimulai dari basa-basa DNA yang ada kemudian ke RNA lalu ke bentuk protein itu sendiri.

1.    DNA

DNA merupakan polinukleotida yang disusun oleh empat mononukleotida utama yaitu dAMP, dGMP, dTMP, dCMP. Terdiri atas dua untai yang membentuk heliks ganda dengan orientasi putar kanan. Kedua untai polinukleotida berputar pada sumbu yang sama dan bergabung satu sama lainnya dalam ikatan hidrogen antar basa-basanya. Satu putaran heliks dari molekul dupleks berjarak kurang lebih 3,4 nm dan ditempati kira-kira 10 pasang basa nitrogen. Gugus hidroksida pada atom C3 dan C5 melakukan ikatan internukleotida.

DNA merupakan gudang informasi yang memberitahukan kepada sel tentang protein yang dibutuhkan oleh sel untuk tetap hidup yang sudah terkode pada DNA yang terdapat pada inti sel. Terdapat 4 jenis nukleotida yang mampu mengkode 20 asam amino dengan kombinasi kodon (3 nukleotida) yang ada. Untuk dapat lebih tahu tentang bagaimana protein dibuat, DNA hanya menyimpan informasi yang akan dibuat, ini tidak berhubungan dengan bagaimana informasi tersebut digunakan. Sehingga langkah pertama dari biosintesis protein adalah transkripsi dari struktur DNA menjadi bentuk yang berguna. Langkah selanjutnya merupakan translasi yang akan mengubah bentuk hasil transkripsi ke susunan asam amino.

2.    RNA

Asam ribonukleat (bahasa Inggris:ribonucleic acid, RNA) adalah satu dari tiga makromolekul utama (bersama dengan DNA dan protein) yang berperan penting dalam segala bentuk kehidupan. Asam ribonukleat berperan sebagai pembawa bahan genetik dan memainkan peran utama dalam ekspresi genetik. Dalam genetika molekular, RNA menjadi perantara antara informasi yang dibawa DNA dan ekspresi fenotipik yang diwujudkan dalam bentuk protein.

Struktur dasar RNA mirip dengan DNA. RNA merupakan polimer yang tersusun dari sejumlah nukleotida. Perbedaan RNA dengan DNA terletak pada satu gugus hidroksil cincin gula pentosa, sehingga dinamakan ribosa, sedangkan gugus pentosa pada DNA disebut deoksiribosa. Basa nitrogen pada RNA sama dengan DNA, kecuali basa timina pada DNA diganti dengan urasil pada RNA. Jadi tetap ada empat pilihan: adenina, guanina, sitosina, atau urasil untuk suatu nukleotida. Selain itu, bentuk konformasi RNA tidak berupa pilin ganda sebagaimana DNA, tetapi bervariasi sesuai dengan tipe dan fungsinya. Sebagai bahan genetik, RNA berwujud sepasang pita (Inggris double-stranded RNA, dsRNA). Genetika molekular klasik mengajarkan, pada eukariota terdapat tiga tipe RNA yang terlibat dalam proses sintesis protein:

1. RNA-kurir (bahasa Inggris: messenger-RNA, mRNA), yang disintesis dengan RNA polimerase I.
2. RNA-ribosom (bahasa Inggris: ribosomal-RNA, rRNA), yang disintesis dengan RNA polimerase II
3. RNA-transfer (bahasa Inggris: transfer-RNA, tRNA), yang disintesis dengan RNA polimerase III

3.    Biosintesa Protein

Sintesis protein atau bisa disebut juga biosintesis protein adalah proses pembentukan partikel protein dalam bahasan biologi molekuler yang didalamnya melibatkan sistesis RNA yang dipengaruhi oleh DNA. Dalam proses sintesis protein, molekul DNA adalah sumber pengkodean asam nukleat untuk menjadi asam amino yang menyusun protein tetapi tidak terlibat secara langsung dalam prosesnya. Molekul DNA pada suatu sel ditranskripsi menjadi molekul RNA. Molekul RNA inilah yang ditranslasi menjadi asam amino sebagai penyusun protein. Dengan demikian molekul RNA lah yang terlibat secara langsung dalam proses sintesis protein. Hubungan antara molekul DNA, RNA, dan asam amino dalam proses pembentukan protein dikenal dengan istilah "Dogma sentral biologi” yang dijabarkan dengan rangkaian proses DNA membuat DNA dan RNA, RNA membuat protein, yang dinyatakan dalam persamaan DNA >> RNA >> Protein. Seperti kebanyakan dogma, terdapat pengecualian pada proses pembentukan protein berdasarkan bukti-bukti yang ditemukan setelahnya, sehingga dogma ini akhirnya disebut sebagai aturan.

4.    Transkripsi

Sebelum informasi di kodekan, beberapa bagian dari DNA harus dibuka puntirannya (Double Heliks). Sebuah pita dari RNA kemudian disintesis  dari bagian templat dari DNA.

Contohnya :

DNA
3 T-A-C-A-A-G-C-A-G-T-T-G-G-T-C-G….5

Seperti contoh diatas, bagian dari DNA yang dimulai dari ujung-3 akan ditranskripsikan. Hal yang harus diketahui dan diperhatikan adalah RNA mengganti nukleotida T (timin) dengan Urasil (T) dan pasangan basa terbentuk dengan posisi berlawanan sehingga hasilnya akan selalu berbeda (terbalik).

Maka hasilnya seperti ini :

5- A-U-G-U-U-C-G-U-C-A-A-C-C-A-G-C-3  (mRNA)

Translasi RNA mesengger kemudian berikatan dengan ribosom. Pada organel ini RNA messenger akan ditranslasikan menjadi asam amino. Rangkaian asam amino kemudian digabungkan dengan RNA transfer (tRNA). Pada sitoplasma terdapat sedikitnya 60 jenis RNA transfer, yang sedikit berbeda pada strukturnya pada tiap sel. Pada salah satu ujung RNA transfer dapat berikatan dengan 3 nukleotida yang dikode berdasarkan RNA messenger pada ribosom yang nantinya akan disambung menjadi rantai asam amino (polipeptida).

 

DAFTAR PUSTAKA

Campbel and Reece. 2002. Biologi Edisi Kelima. Jakarta: Erlangga.

Girindra, A. 1986. Biokimia 1. Gramedia. Jakarta.

Houston, M.E. 1995. Biochemistry Primer For Exercise Science. Human Kinetics. Champaign.USA.

John E. Smith. 1981. Biotechnology. London: Edward Arnold Publisher.

Kay, E.R.M. 1966. Biochemistry : An Introduction to Dynamic Biology. Collier-Macmillan.Canada.

Lehninger, A..L., et al. 1997. Principles of Biochemistry. 2^nd .Worth Publisher.    New York.

Primrose. 1987. Modern Biotechnology. London: Blackwell Scientific Publications.

Poedjiadi, A., F.M. T. Supriyanti. 2006. Dasar-Dasar Biokimia. UI-Press. Jakarta.

Stryer, L. 2000. Biokimia. Vol 2. Edisi 4. Penerbit Buku Kedokteran EGC. Jakarta.

Winarno, F,G. 1989. Kimia Pangan dan Gizi. Gramedia. Jakarta.

Wirahadikusumah, M. 1981. Biokimia : Proteine, Enzima & Asam Nukleat. ITB. Bandung.