Metabolisme Energi dan Zat Gizi Makro Pertemuan 3

Metabolisme Energi

Metabolisme dapat dibagi:
1) KATABOLISME: PEMECAHAN
MOLEKUL BESAR MENJADI MOLEKUL
KECIL-KECIL DAN TERBENTUK ENERGI
CONTOH:
A B + C + ENERGI
CHO GLUKOSE, FRUKTOSE

Cont...
2) ANABOLISME: PEMBENTUKAN MOLEKUL
BESAR
DAN

DARI BEBERAPA MOLEKUL KECIL

DIPERLUKAN ENERGI

CONTOH:
B


+ C + ENERGI  A

ASAM

AMINO + ASAM AMINO PROTEIN

Peran Oksigen dalam
Katabolisme Glukosa?

RESPIRASI SEL
Tiga tahap penuaian energi
 Glikolisis
 Daur Krebs
 Rangkaian transpor elektron


Respirasi sel dan Mitokondria
 Daur


Krebs dan rangkaian
transpor elektron terjadi di dalam
mitokondria

sel

Membran
luar
membran
dalam

mitokondrion

glikolisis

membran
dalam

membrane
luar


H+

+

H

H+

+

H

H+

Rangkaian
transpor
elektron

Daur

Krebs

+

H

H+

eO2

kompartemen
luar

H2O

kompartemen
dalam

H+
+


H

Peralihan antara Glikolisis dan Daur
Krebs


Asam piruvat hasil glikolisis menuju ke mitokondria.



Berikatan dengan koenzim A membentuk asetil koA, 1 molekul
NADH, dan CO2.



Daur Krebs terjadi di kompartemen dalam dari mitokondria.

glikolisis


mitokondrion

Asam piruvat

cytosol

NAD+

koenzim
A

NADH

Menuju ke
rangkaian
transpor elektron
koA

CO2


Kompartemen dalam

asetll koenzim A

Daur Krebs

SUMMARY OF THE KREBS CYCLE

6 NADH

GLYCOLYSIS

2 FADH2

CoA

Daur
Krebs

asetil koenzim A


Rangkaian
transpor
elektron

asam oksaloasetat 1.
NADH

asam sitrat
NAD+

NAD

+

2.

6.

CO2


asam -ketoglutarat

asam malat
FADH2

NADH

3.

FAD+

5.

ADP

NAD+

CO2
NADH


4.
turunan
asam -ketoglutarat

asam suksinat

ATP

CO2
2 ATP

Ringkasan Daur Krebs


Asetil koA didegradasi sempurna
menjadi CO2.

Hanya 1 ATP yang dihasilkan dari
setiap asetil koA yang memasuki Daur

Krebs (total 2 ATP tiap glukosa).
 Semua elektron dapat diikat dalam
bentuk 6 NADH (per glukosa) untuk
diproses lebih lanjut melalui
rangkaian transpor elektron.


Katabolisme, Transfer Elektron dan
Reaksi Oksidasi Reduksi
Elektron

dibebaskan dari oksidasi
nutrisi selama katabolisme.

Elektron

dipindahkan oleh
pembawa elektron melalui suatu
proses untuk menghasilkan ATP.

Oksidasi - Reduksi
Oksidasi:
Pengambilan/pemindahan
elektron dari suatu senyawa.
Reduksi:
Penambahan/pemberian
elektron kepada suatu senyawa.

OKSIDASI-REDUKSI DALAM SEL
 Dalam

sel hidup, beragam molekul terlibat
dalam proses transfer energi. Masing-masing
molekul memiliki kecenderungan untuk
mendapatkan atau kehilangan elektron.
 Di dalam sel, proses oksidasi dan reduksi
tidak terjadi secara terpisah.
 Proses oksidasi-reduksi yang terjadi
berpasangan disebut REAKSI REDOKS.

PEMBAWA ELEKTRON
 Molekul

yang memindahkan
elektron selama proses oksidasi
reduksi di dalam sel.
 NADH, FADH2 adalah molekul
pembawa elektron

NAD (Nikotinamida Dinukleotida)
Di dalam sel, NAD terdapat dalam 2
bentuk:
 Bentuk

membawa elektron atau atom
hidrogen ( NADH) dan tanpa atom
hidrogen (NAD+).
 NAD+ berperan sebagai senyawa
pengoksidasi, bila menerima atom
hidrogen dan elektron, menjadi NADH.

NAD (Nikotinamida Dinukleotida)
NADH dapat memindahkan
elektron ke molekul lain, dan
kembali menjadi NAD.
 Proses pemindahan ini
dikendalikan/dilakukan oleh
enzim.


-

-

NAD

+

+

kosong

NAD

+

-

+
- H

NAD

terisi
+

H

NADH

+

H proton

kosong
NAD

teroksidasi
NAD

-

+
- - H

tereduksi

+

+

H

-

-

Rangkaian Transpor Elektron
NADH memindahkan elektron ke
suatu rangkaian molekul yang
terdapat di membran dalam
mitokondria.
■ Perpindahan elektron
mengakibatkan perpindahan ion
H+ melawan gradien konsenrasi.


Rangkaian Transpor Elektron




Energi yang terbentuk pada saat
masuknya kembali ion H+ ke dalam
mitokondria melalui ATP sintase,
digunakan untuk menggabungkan
fosfat dengan ADP untuk membentuk
ATP.
Dihasilkan ATP yang lebih banyak pada
tahap ini (32 ATP per glukosa).

Rangkaian Transpor Elektron


Di akhir rangkaian
O2 + 2 electrons + 2 H+ = H2O.



Penyebab kebutuhan oksigen.

mitokondria

GLYCOLYSIS

ELECTRON
TRANSPORT
CHAIN

KREBS
CYCLE
inner
membrane

32
ATP

inner compartment

H 2O

O2

outer compartment

Kompartemen bagian luar
H

inner
membrane

H

+

H+

H+

+

H+

H+

H+
H+

H+

H+
H+

H+ H+
H+

SINTESIS ATP
H+

H+

H+ H+

H+
H

+

H+

H+
H+
H+

H+

H+
H+ H+
H+
H+ H+

H+
H+

NADH

H+

NAD

ATP
synthesis

+

2 H+ + 1/2 O2

Kompartemen bagian dalam

ADP + P

H 2O

RANGKAIAN TRANSPOR ELEKTRON

ATP

food

PROTEIN

KARBOHIDRAT

amino acids

sugars

Molekul
lain yang
digunakan
pada
respirasi

GLIKOLISIS
glukosa
Asam piruvat

acetyl CoA

DAUR
KREB
NH3
(ammonia)
RANGKAIAN
TRANSPOR
ELEKTRON

LEMAK
glycerol fatty acids

Metabolisme dapat dibagi:
1) KATABOLISME: PEMECAHAN
MOLEKUL BESAR MENJADI MOLEKUL
KECIL-KECIL DAN TERBENTUK ENERGI
CONTOH:
A B + C + ENERGI
CHO GLUKOSE, FRUKTOSE

Cont...
2) ANABOLISME: PEMBENTUKAN MOLEKUL
BESAR
DAN

DARI BEBERAPA MOLEKUL KECIL

DIPERLUKAN ENERGI

CONTOH:
B

+ C + ENERGI  A

ASAM

AMINO + ASAM AMINO PROTEIN

Peran Oksigen dalam
Katabolisme Glukosa?

RESPIRASI SEL
Tiga tahap penuaian energi
 Glikolisis
 Daur Krebs
 Rangkaian transpor elektron


Respirasi sel dan Mitokondria
 Daur

Krebs dan rangkaian
transpor elektron terjadi di dalam
mitokondria

sel

Membran
luar
membran
dalam

mitokondrion

glikolisis

membran
dalam

membrane
luar

H+

+

H

H+

+

H

H+

Rangkaian
transpor
elektron

Daur
Krebs

+

H

H+

eO2

kompartemen
luar

H2O

kompartemen
dalam

H+
+

H

Peralihan antara Glikolisis dan Daur
Krebs


Asam piruvat hasil glikolisis menuju ke mitokondria.



Berikatan dengan koenzim A membentuk asetil koA, 1 molekul
NADH, dan CO2.



Daur Krebs terjadi di kompartemen dalam dari mitokondria.

glikolisis

mitokondrion

Asam piruvat

cytosol

NAD+

koenzim
A

NADH

Menuju ke
rangkaian
transpor elektron
koA

CO2

Kompartemen dalam

asetll koenzim A

Daur Krebs

SUMMARY OF THE KREBS CYCLE

6 NADH

GLYCOLYSIS

2 FADH2

CoA

Daur
Krebs

asetil koenzim A

Rangkaian
transpor
elektron

asam oksaloasetat 1.
NADH

asam sitrat
NAD+

NAD

+

2.

6.

CO2

asam -ketoglutarat

asam malat
FADH2

NADH

3.

FAD+

5.

ADP

NAD+

CO2
NADH

4.
turunan
asam -ketoglutarat

asam suksinat

ATP

CO2
2 ATP

Ringkasan Daur Krebs


Asetil koA didegradasi sempurna
menjadi CO2.

Hanya 1 ATP yang dihasilkan dari
setiap asetil koA yang memasuki Daur
Krebs (total 2 ATP tiap glukosa).
 Semua elektron dapat diikat dalam
bentuk 6 NADH (per glukosa) untuk
diproses lebih lanjut melalui
rangkaian transpor elektron.


Katabolisme, Transfer Elektron dan
Reaksi Oksidasi Reduksi
Elektron

dibebaskan dari oksidasi
nutrisi selama katabolisme.

Elektron

dipindahkan oleh
pembawa elektron melalui suatu
proses untuk menghasilkan ATP.

Oksidasi - Reduksi
Oksidasi:
Pengambilan/pemindahan
elektron dari suatu senyawa.
Reduksi:
Penambahan/pemberian
elektron kepada suatu senyawa.

OKSIDASI-REDUKSI DALAM SEL
 Dalam

sel hidup, beragam molekul terlibat
dalam proses transfer energi. Masing-masing
molekul memiliki kecenderungan untuk
mendapatkan atau kehilangan elektron.
 Di dalam sel, proses oksidasi dan reduksi
tidak terjadi secara terpisah.
 Proses oksidasi-reduksi yang terjadi
berpasangan disebut REAKSI REDOKS.

PEMBAWA ELEKTRON
 Molekul

yang memindahkan
elektron selama proses oksidasi
reduksi di dalam sel.
 NADH, FADH2 adalah molekul
pembawa elektron

NAD (Nikotinamida Dinukleotida)
Di dalam sel, NAD terdapat dalam 2
bentuk:
 Bentuk

membawa elektron atau atom
hidrogen ( NADH) dan tanpa atom
hidrogen (NAD+).
 NAD+ berperan sebagai senyawa
pengoksidasi, bila menerima atom
hidrogen dan elektron, menjadi NADH.

NAD (Nikotinamida Dinukleotida)
NADH dapat memindahkan
elektron ke molekul lain, dan
kembali menjadi NAD.
 Proses pemindahan ini
dikendalikan/dilakukan oleh
enzim.


-

-

NAD

+

+

kosong

NAD

+

-

+
- H

NAD

terisi
+

H

NADH

+

H proton

kosong
NAD

teroksidasi
NAD

-

+
- - H

tereduksi

+

+

H

-

-

Rangkaian Transpor Elektron
NADH memindahkan elektron ke
suatu rangkaian molekul yang
terdapat di membran dalam
mitokondria.
■ Perpindahan elektron
mengakibatkan perpindahan ion
H+ melawan gradien konsenrasi.


Rangkaian Transpor Elektron




Energi yang terbentuk pada saat
masuknya kembali ion H+ ke dalam
mitokondria melalui ATP sintase,
digunakan untuk menggabungkan
fosfat dengan ADP untuk membentuk
ATP.
Dihasilkan ATP yang lebih banyak pada
tahap ini (32 ATP per glukosa).

Rangkaian Transpor Elektron


Di akhir rangkaian
O2 + 2 electrons + 2 H+ = H2O.



Penyebab kebutuhan oksigen.

mitokondria

GLYCOLYSIS

ELECTRON
TRANSPORT
CHAIN

KREBS
CYCLE
inner
membrane

32
ATP

inner compartment

H 2O

O2

outer compartment

Kompartemen bagian luar
H

inner
membrane

H

+

H+

H+

+

H+

H+

H+
H+

H+

H+
H+

H+ H+
H+

SINTESIS ATP
H+

H+

H+ H+

H+
H

+

H+

H+
H+
H+

H+

H+
H+ H+
H+
H+ H+

H+
H+

NADH

H+

NAD

ATP
synthesis

+

2 H+ + 1/2 O2

Kompartemen bagian dalam

ADP + P

H 2O

RANGKAIAN TRANSPOR ELEKTRON

ATP

food

PROTEIN

KARBOHIDRAT

amino acids

sugars

Molekul
lain yang
digunakan
pada
respirasi

GLIKOLISIS
glukosa
Asam piruvat

acetyl CoA

DAUR
KREB
NH3
(ammonia)
RANGKAIAN
TRANSPOR
ELEKTRON

LEMAK
glycerol fatty acids