Metabolisme: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
Dedhert.Jr (bicara | kontrib) ) Tag: Suntingan visualeditor-wikitext |
Tidak ada ringkasan suntingan |
||
Baris 4:
'''Metabolisme''' ({{lang-el|μεταβολισμος}}, ''metabolismos'', 'perubahan') adalah seluruh [[Reaksi kimia|reaksi]] [[biokimia]] yang bertujuan untuk mempertahankan [[kehidupan]] pada suatu [[organisme]]. Proses ini memungkinkan organisme untuk tumbuh, bereproduksi, mempertahankan struktur, dan merespons lingkungannya. Metabolisme juga dapat diartikan sebagai semua reaksi kimia yang terjadi pada organisme hidup, di antaranya [[pencernaan]] dan perpindahan zat di dalam sel dan di antara sel yang berbeda. Di dalam sel, reaksi kimia terjadi secara berantai sehingga produk yang dihasilkan oleh suatu reaksi akan memasuki reaksi lain. Reaksi-reaksi yang saling terhubung ini disebut metabolisme perantara atau metabolisme intermediat dan setiap reaksinya [[Katalisis|dikatalisis]] oleh [[enzim]].
Secara umum, metabolisme memiliki dua arah lintasan reaksi [[kimia organik]], yaitu [[katabolisme]] (reaksi untuk menghasilkan energi dengan cara mengurai [[senyawa organik]]), seperti pemecahan [[glukosa]] menjadi [[asam piruvat]] oleh proses [[respirasi seluler]] (tanpa oksigen) dan [[anabolisme]] (reaksi yang memerlukan energi untuk menyusun [<nowiki/>[[Sintesis kimia|sintesis]]] senyawa organik seperti [[protein]], [[karbohidrat]], [[lipid]], dan [[asam nukleat]] dari molekul-molekul yang diperlukan).<ref name=":0">{{en}} {{cite web|title=Overview of Metabolism|url=http://chemistry.elmhurst.edu/vchembook/5900verviewmet.html|work=ElmHurst College|archive-url=|archive-date=|dead-url=no|accessdate=12 Juni 2023}}</ref> Tiga tujuan utama metabolisme yaitu mengonversi makanan menjadi [[energi]] untuk menjalankan proses pada tingkat seluler, mengonversi makanan menjadi bahan baku penyusun protein, lipid, asam nukleat, dan beberapa jenis karbohidrat, serta mengeliminasi [[zat sisa metabolisme]].
Reaksi kimia pada proses metabolisme terbagi atas beberapa [[Lintasan metabolisme|lintasan metabolik]] yang mengubah suatu senyawa menjadi senyawa yang berbeda melalui beberapa tahapan. Tiap tahapan dalam lintasan difasilitasi dengan [[enzim]] yang bersifat spesifik. Fungsi enzim sangat penting pada metabolisme karena membantu organisme menjalankan reaksi yang dinginkan karena reaksi ini membutuhkan energi dan tidak terjadi secara otomatis. Enzim memasangkan reaksi yang difasilitasinya dengan [[Proses spontan|reaksi spontan]] yang menghasilkan energi sehingga enzim berfungsi sebagai katalis yang mempercepat terjadinya reaksi sekaligus mengatur laju reaksi metabolik. Reaksi kimia dalam metabolisme muncul sebagai respons atas perubahan lingkungan sel atau sinyal dari sel lain. Pada setiap proses dalam metabolisme, reaksi kimia juga melibatkan sejumlah [[substrat]] yang bereaksi dengan enzim sebagai [[katalis]] pada jenjang-jenjang reaksi guna menghasilkan [[senyawa intermediat]], yang menjadi [[Substrat (kimia)|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]]. [[Laju metabolisme basal]] suatu organisme adalah ukuran jumlah energi yang dikonsumsi oleh semua reaksi kimia yang terjadi.
Baris 69 ⟶ 71:
===Koenzim===
{{main|Koenzim}}[[File:Acetyl-CoA-2D.svg|pra=https://en.wiki-indonesia.club/wiki/File:Acetyl-CoA-2D.svg|al=|jmpl|Struktur koenzim [[Asetil-KoA|asetil-Koa]]. Gugus asetil yang dapat ditransfer terikat dengan atom sulfur yang ada di ujung kiri. ]]Metabolisme melibatkan banyak reaksi kimia, tetapi sebagian besar reaksi tersebut dikategorikan ke dalam jenis reaksi sederhana yang melibatkan perpindahan [[gugus fungsional]] suatu atom serta ikatannya di dalam suatu molekul.<ref>{{Cite journal|last=Mitchell|first=Peter|date=Maret 1979|year=1979|title=Compartmentation and Communication in Living Systems. Ligand Conduction: a General Catalytic Principle in Chemical, Osmotic and Chemiosmotic Reaction Systems|url=https://febs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/j.1432-1033.1979.tb12934.x|journal=European Journal of Biochemistry|language=en|volume=95|issue=1|pages=1–20|doi=10.1111/j.1432-1033.1979.tb12934.x|issn=1432-1033|access-date=2020-06-09|archive-date=2020-10-30|archive-url=https://web.archive.org/web/20201030152546/https://febs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/j.1432-1033.1979.tb12934.x|dead-url=yes}}</ref> Kimia sederhana ini memungkinkan pengunaaan kelompok senyawa intermediat untuk membawa gugus senyawa [[kimia]] ini berpindah di antara reaksi-reaksi yang berbeda.<ref>{{Cite journal|last=Wimmer|first=Mary J.|last2=Rose|first2=Irwin A.|date=1 Juni 1978|year=1978|title=Mechanisms of Enzyme-Catalyzed Group Transfer Reactions|url=https://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev.bi.47.070178.005123|journal=Annual Review of Biochemistry|volume=47|issue=1|pages=1031–1078|doi=10.1146/annurev.bi.47.070178.005123|issn=0066-4154|access-date=2020-06-09|archive-date=2022-07-18|archive-url=https://web.archive.org/web/20220718152408/https://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev.bi.47.070178.005123|dead-url=yes}}</ref> Kelompok senyawa intermediat yang berfungsi untuk memindahkan gugus tersebut dikenal dengan nama koenzim. Tiap kelompok reaksi dikendalikan oleh suatu koenzim tertentu, yang menjadi [[Substrat (kimia)|substrat]] untuk kelompok enzim yang memproduksinya sekaligus enzim yang memakainya. Koenzim ini terus-menerus dibuat, dipakai, dan didaur ulang.<ref name="Dimroth2">{{cite journal|date=March 2006|title=Catalytic and mechanical cycles in F-ATP synthases: Fourth in the Cycles Review Series|journal=EMBO Rep|volume=7|issue=3|pages=276–82|doi=10.1038/sj.embor.7400646|pmc=1456893|pmid=16607397|vauthors=Dimroth P, von Ballmoos C, Meier T}}</ref>
[[Berkas:ATP-3D-vdW.png|jmpl|Ilustrasi tiga dimensi ATP]]
Salah satu koenzim utama yang ada di dalam tubuh ialah ATP ([[adenosina trifosfat]]) yang merupakan sumber energi universal di dalam sel. Jenis nukleotida ini digunakan untuk memindahkan energi kimiawi di antara reaksi-reaksi kimia yang berbeda. Hanya ada sedikit ATP di dalam tubuh, tetapi ATP terus-menerus diregenerasi sehingga tubuh manusia dapat menggunakan ATP dengan jumlah yang setara dengan berat badan tubuhnya.<ref name="Dimroth2"/><ref>{{Cite journal|last=Dimroth|first=Peter|last2=von Ballmoos|first2=Christoph|last3=Meier|first3=T|date=1 Maret 2006|year=|title=Catalytic and mechanical cycles in F-ATP synthases|url=https://www.embopress.org/doi/full/10.1038/sj.embor.7400646|journal=EMBO reports|volume=7|issue=3|pages=276–282|doi=10.1038/sj.embor.7400646|issn=1469-221X|pmc=PMC1456893|pmid=16607397|access-date=2020-06-09|archive-date=2020-06-09|archive-url=https://web.archive.org/web/20200609014756/https://www.embopress.org/doi/full/10.1038/sj.embor.7400646|dead-url=yes}}</ref> ATP bertindak sebagai jembatan penghubung katabolisme dan anabolisme. Katabolisme menguraikan molekul dan katabolisme menyatukannya kembali. Reaksi katabolisme menghasilkan ATP dan reaksi anabolis memakainya. ATP juga berfungsi sebagai pembawa gugus fosfat dalam reaksi [[Fosforilasi oksidatif|fosforilasi]].<ref>{{Cite journal|last=Bonora|first=Massimo|last2=Patergnani|first2=Simone|last3=Rimessi|first3=Alessandro|last4=De Marchi|first4=Elena|last5=Suski|first5=Jan M.|last6=Bononi|first6=Angela|last7=Giorgi|first7=Carlotta|last8=Marchi|first8=Saverio|last9=Missiroli|first9=Sonia|date=12 September 2012|year=|title=ATP synthesis and storage|url=http://link.springer.com/10.1007/s11302-012-9305-8|journal=Purinergic Signalling|language=en|volume=8|issue=3|pages=343–357|doi=10.1007/s11302-012-9305-8|issn=1573-9538|pmc=PMC3360099|pmid=22528680}}</ref>
Baris 196 ⟶ 198:
Polisakarida dan [[glikan]] tersusun dengan penambahan secara bertahap suatu monosakarida oleh reaksi [[glikosiltransferase]] dari gula pendonor aktif fosfat, seperti [[uridina difosfat glukosa]] (UDP-Glc) terhadap suatu gugus [[hidroksil]] aseptor pada polisakarida yang diinginkan. Selama gugus hidroksil pada cincin subtrat dapat menjadi aseptor, polisakarida yang diproduksi akan memiliki cabang struktur yang lurus atau bercabang.<ref>{{Cite book|url=http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK453043/|title=Essentials of Glycobiology|last=Freeze|first=Hudson H.|last2=Hart|first2=Gerald W.|last3=Schnaar|first3=Ronald L.|date=2015|publisher=Cold Spring Harbor Laboratory Press|isbn=|editor-last=Varki|editor-first=Ajit|edition=3|location=Cold Spring Harbor (NY)|pages=|pmid=28876856|editor-last2=Cummings|editor-first2=Richard D.|editor-last3=Esko|editor-first3=Jeffrey D.|editor-last4=Stanley|editor-first4=Pamela|editor-last5=Hart|editor-first5=Gerald W.|editor-last6=Aebi|editor-first6=Markus|editor-last7=Darvill|editor-first7=Alan G.|editor-last8=Kinoshita|editor-first8=Taroh|editor-last9=Packer|editor-first9=Nicolle H.|url-status=live|access-date=2020-07-08|archive-date=2022-02-24|archive-url=https://web.archive.org/web/20220224114901/https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK453043/|dead-url=no}}</ref> Polisakarida yang terbentuk dapat memiliki fungsi pada bentuk aslinya atau dapat dipindahkan ke lipid atau protein menggunakan enzim [[oligasakariltransferase]]<ref>{{Cite journal|last=Opdenakker|first=Ghislain|last2=Rudd|first2=Pauline M.|last3=Ponting|first3=Christopher P.|last4=Dwek|first4=Raymond A.|date=1993-11|title=Concepts and principles of glycobiology|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1096/fasebj.7.14.8224606|journal=The FASEB Journal|language=en|volume=7|issue=14|pages=1330–1337|doi=10.1096/fasebj.7.14.8224606|issn=0892-6638}}</ref><ref>{{Cite journal|last=McConville|first=Malcolm J.|last2=Menon|first2=Anant K.|date=2000-01|title=Recent developments in the cell biology and biochemistry of glycosylphosphatidylinositol lipids (Review)|url=http://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/096876800294443|journal=Molecular Membrane Biology|language=en|volume=17|issue=1|pages=1–16|doi=10.1080/096876800294443|issn=0968-7688}}</ref>
=== Asam lemak, gliserol dan isoprenoid ===
{{further|Gliseroneogenesis|Sintesis asam lemak|Glikogenesis|Glikosilasi|Metabolisme lipid}}Lipid dalam sel ditemukan dalam penyimpanan lemak, lipoprotein (kombinasi lipid dan protein), sebagai membran sel dan organel. Komponen penyusun lipid yaitu gliserol, asam lemak, dan sejumlah senyawa lain (misalnya [[serina]], [[inositol]], [[etanolamina]]).
Baris 211 ⟶ 213:
'''Fosfatidiletanolamin'''. Fosfatidiletanolamin dapat disintesis oleh dua lintasan utama: lintasan CDP-etanolamin di retikulum endoplasma dan lintasan fosfatidilserin dekarboksilase (PSD) di mitokondria. lintasan CDP-etanolamin mirip dengan sintesis fosfatidilkolin. Fosfoetanolamin diubah menjadi CDP-etanolamin oleh CTP:fosfoetanolamin sitidiltransferase kemudian ditambahkan ke diasilgliserol oleh CEPT untuk membentuk fosfatidiletanolamin. lintasan PSD terjadi secara eksklusif di mitokondria, di mana fosfatidilserin didekarboksilasi oleh PSD untuk membentuk fosfatidiletanolamin. Sintesis fosfatidilserin, yang dikendalikan oleh dua sintase fosfatidilserin, merupakan langkah pembatas laju untuk sintesis fosfatidiletanolamin pada lintasan PSD.<ref name=":1" />
[[File:Sterol_synthesis.svg|pra=https://en.wiki-indonesia.club/wiki/File:Sterol_synthesis.svg|ka|jmpl|259x259px|Gambaran sederharna tentang [[Steroid|sintesis sterol]] dengan senyawa intermediat [[isopentenil pirofosfat]] (IPP),dan [[Dimetilalil Pirofosfat|dimetilalil pirofosfat (DMAPP)]], [[geranil pirofosfat]] (GPP) dan [[skualena]]. Beberapa intermediat dihilangkan agar lebih trelihat jelas.]]
'''Isoprenoid dan sterol.''' [[Terpena]] adalah kelompok lipid ,seperti [[karotenoid]] yang membentuk kelompok terbesar [[produk alami]] dari tumbuhan.<ref>{{Cite journal|last=Dubey|first=Vinod Shanker|last2=Bhalla|first2=Ritu|last3=Luthra|first3=Rajesh|date=2003-09|title=An overview of the non-mevalonate pathway for terpenoid biosynthesis in plants|url=http://www.ias.ac.in/jbiosci/sep2003/637.pdf|journal=Journal of Biosciences|language=en|volume=28|issue=5|pages=637–646|doi=10.1007/BF02703339|issn=0250-5991|access-date=2020-07-11|archive-date=2007-04-15|archive-url=https://web.archive.org/web/20070415213325/http://www.ias.ac.in/jbiosci/sep2003/637.pdf|dead-url=unfit}}</ref> Senyawa ini disusun atas susunan dan modifikasi unit [[isoprena]] yang diberikan oleh prekursor reaktif [[isopentenil pirofosfat]] dan [[Dimetilalil Pirofosfat|dimetilalil pirofosfat]] <ref name=":8">{{Cite journal|last=Kuzuyama|first=Tomohisa|last2=Seto|first2=Haruo|date=2003-03-25|title=Diversity of the biosynthesis of the isoprene units|url=http://xlink.rsc.org/?DOI=b109860h|journal=Natural Product Reports|volume=20|issue=2|pages=171–183|doi=10.1039/b109860h}}</ref> Prekursor ini dapat disusun dengan dua cara. Pada hewan dan [[arkea]], [[jalur mevalonat|lintasan mevalonat]] menghasilkan senyawa ini dari asetil KoA,<ref>{{Cite journal|last=Grochowski|first=Laura L.|last2=Xu|first2=Huimin|last3=White|first3=Robert H.|date=2006-05-01|title=Methanocaldococcus jannaschii Uses a Modified Mevalonate Pathway for Biosynthesis of Isopentenyl Diphosphate|url=https://jb.asm.org/content/188/9/3192|journal=Journal of Bacteriology|language=en|volume=188|issue=9|pages=3192–3198|doi=10.1128/JB.188.9.3192-3198.2006|issn=0021-9193|pmc=PMC1447442|pmid=16621811|access-date=2020-07-11|archive-date=2020-07-12|archive-url=https://web.archive.org/web/20200712034755/https://jb.asm.org/content/188/9/3192|dead-url=yes}}</ref> sedangkan pada tumbuhan dan bakteri, piruvat dan (G-3-P) digunakan sebagai substrat pada lintasan [[Non-mevalonate pathway|non-mevalonat]] .<ref name=":8" /><ref>{{Cite journal|last=Lichtenthaler|first=Hartmut K.|date=1999-06-01|title=The 1-deoxy-d-xylulose-5-phosphate pathway of isoprenoid biosynthesis in plants|url=https://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev.arplant.50.1.47|journal=Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology|volume=50|issue=1|pages=47–65|doi=10.1146/annurev.arplant.50.1.47|issn=1040-2519|access-date=2020-07-11|archive-date=2021-07-15|archive-url=https://web.archive.org/web/20210715050319/https://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev.arplant.50.1.47|dead-url=yes}}</ref> Salah satu reaksi penting yang mengunakan donor isoprena aktif ini adalah [[Biosintesis steroid|biosintesis sterol]]. Reaksi ini menyatukan unit isoprena untuk menyusun [[skualena]], lalu dilipat dan membentuk kelompok cincin yang menyusun [[lanosterol]]<ref name=":9">{{Cite journal|last=Schroepfer|first=G J|date=1981-06-01|title=Sterol Biosynthesis|url=https://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev.bi.50.070181.003101|journal=Annual Review of Biochemistry|volume=50|issue=1|pages=585–621|doi=10.1146/annurev.bi.50.070181.003101|issn=0066-4154|access-date=2020-07-11|archive-date=2020-07-11|archive-url=https://web.archive.org/web/20200711174831/https://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev.bi.50.070181.003101|dead-url=yes}}</ref> Lanosterol bisa dikonversi menjadi sterol lainnya, seperti [[kolesterol]] dan [[ergosterol]] <ref name=":9" /><ref>{{Cite journal|last=Lees|first=N. D.|last2=Skaggs|first2=B.|last3=Kirsch|first3=D. R.|last4=Bard|first4=M.|date=1995-03|title=Cloning of the late genes in the ergosterol biosynthetic pathway ofSaccharomyces cerevisiae—A review|url=http://doi.wiley.com/10.1007/BF02537824|journal=Lipids|language=en|volume=30|issue=3|pages=221–226|doi=10.1007/BF02537824|issn=0024-4201}}</ref>▼
▲susunan dan modifikasi unit [[isoprena]] yang diberikan oleh prekursor reaktif [[isopentenil pirofosfat]] dan [[Dimetilalil Pirofosfat|dimetilalil pirofosfat]] <ref name=":8">{{Cite journal|last=Kuzuyama|first=Tomohisa|last2=Seto|first2=Haruo|date=2003-03-25|title=Diversity of the biosynthesis of the isoprene units|url=http://xlink.rsc.org/?DOI=b109860h|journal=Natural Product Reports|volume=20|issue=2|pages=171–183|doi=10.1039/b109860h}}</ref> Prekursor ini dapat disusun dengan dua cara. Pada hewan dan [[arkea]], [[jalur mevalonat|lintasan mevalonat]] menghasilkan senyawa ini dari asetil KoA,<ref>{{Cite journal|last=Grochowski|first=Laura L.|last2=Xu|first2=Huimin|last3=White|first3=Robert H.|date=2006-05-01|title=Methanocaldococcus jannaschii Uses a Modified Mevalonate Pathway for Biosynthesis of Isopentenyl Diphosphate|url=https://jb.asm.org/content/188/9/3192|journal=Journal of Bacteriology|language=en|volume=188|issue=9|pages=3192–3198|doi=10.1128/JB.188.9.3192-3198.2006|issn=0021-9193|pmc=PMC1447442|pmid=16621811|access-date=2020-07-11|archive-date=2020-07-12|archive-url=https://web.archive.org/web/20200712034755/https://jb.asm.org/content/188/9/3192|dead-url=yes}}</ref> sedangkan pada tumbuhan dan bakteri, piruvat dan (G-3-P) digunakan sebagai substrat pada lintasan [[Non-mevalonate pathway|non-mevalonat]] .<ref name=":8" /><ref>{{Cite journal|last=Lichtenthaler|first=Hartmut K.|date=1999-06-01|title=The 1-deoxy-d-xylulose-5-phosphate pathway of isoprenoid biosynthesis in plants|url=https://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev.arplant.50.1.47|journal=Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology|volume=50|issue=1|pages=47–65|doi=10.1146/annurev.arplant.50.1.47|issn=1040-2519|access-date=2020-07-11|archive-date=2021-07-15|archive-url=https://web.archive.org/web/20210715050319/https://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev.arplant.50.1.47|dead-url=yes}}</ref> Salah satu reaksi penting yang mengunakan donor isoprena aktif ini adalah [[Biosintesis steroid|biosintesis sterol]]. Reaksi ini menyatukan unit isoprena untuk menyusun [[skualena]], lalu dilipat dan membentuk kelompok cincin yang menyusun [[lanosterol]]<ref name=":9">{{Cite journal|last=Schroepfer|first=G J|date=1981-06-01|title=Sterol Biosynthesis|url=https://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev.bi.50.070181.003101|journal=Annual Review of Biochemistry|volume=50|issue=1|pages=585–621|doi=10.1146/annurev.bi.50.070181.003101|issn=0066-4154|access-date=2020-07-11|archive-date=2020-07-11|archive-url=https://web.archive.org/web/20200711174831/https://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev.bi.50.070181.003101|dead-url=yes}}</ref> Lanosterol bisa dikonversi menjadi sterol lainnya, seperti [[kolesterol]] dan [[ergosterol]] <ref name=":9" /><ref>{{Cite journal|last=Lees|first=N. D.|last2=Skaggs|first2=B.|last3=Kirsch|first3=D. R.|last4=Bard|first4=M.|date=1995-03|title=Cloning of the late genes in the ergosterol biosynthetic pathway ofSaccharomyces cerevisiae—A review|url=http://doi.wiley.com/10.1007/BF02537824|journal=Lipids|language=en|volume=30|issue=3|pages=221–226|doi=10.1007/BF02537824|issn=0024-4201}}</ref>
=== Protein ===
| |||