BIOKIMIA OLAHRAGA ..\Karbohidrat\K arbohidrat.ppt
..\Protein\pro tein.ppt
..\Glikoli sis\glyco lysis[1]1. swf ..\Glukoneogenesis\gl uconeogenesis[1].swf
..\TCA\tc a[1].swf
..\TCA\ Siklus kreb.p pt
..\Fosforilasi oksidasi\rANTAI RESPIRASI.ppt
..\Fosforilasi oksidasi\bio11[1].swf
..\Fosforilasi oksidasi\electron_transp ort[1].swf
..\Fosforilasi oksidasi\nrg0501_ 342a_a1[1].swf
..\Fosforilasi oksidasi\oxidative_ phosphorylation[1]. swf
..\ASamle mak\Asam lemak.ppt
BIOKIMIA OLAHRAGA
F O O D
ATP
Energy for the body
BIOKIMIA OLAHRAGA
Pendahuluan Biokimia merupakan salah satu ilmu yang mempelajari reaksi-reaksi kimia atau interaksi molekul dalam sel hidup Sel merupakan bagian terkecil dari makhluk hidup yang dapat melakukan aktivitas biologis Sel hidup dapat dikelompokkan menjadi dua kelompok besar yaitu sel prokaryot dan sel eucaryot
Prokariotik
Eukariotik
Perbedaan Sel Prokariotik dan Eukariotik
Prokariotik Inti tidak jelas hanya pada sitoplasma tampak adanya bagian yang berwarna terang yang mengandung bahan DNA (nukleoid) Contoh: berbagai jenis bakteri, virus, ganggang biru, ganggang hijau dll.
Eukariotik Mempunyai inti sel yang jelas dan membran inti, mempunyai organelorganel bermembran Termasuk ragi, sel tumbuhan, sel hewan, berbagai jenis bakteri, virus, ganggang biru, ganggang hijau dll.
Komponen Sel Sitoplasma Nukleus Membran sel (membran plasma)
Sitoplasma: Terdiri dari matriks yg di dalamnya terdapat organel ditambah endapan karbohidrat, lipid dan pigmen Sitoplasma merupakan benda setengah cair yg di dalamnya mengandung organel
Retikulum Endoplasma (RE) Fungsi (RE) RE ada bergranul dimana pada 1. Sintesis lipid, kholesterol, hormon dindingnya menempel ribosom yang steroid dinamakan Rough Endoplasmic 2. Detoksifikasi obat-obatan dalam sel hati Reticulumprotein dan tidak bergranul 3. Pembentukan glikogen dalam hati dan disebut smooth endoplasmic reticulum otot 4. Metabolisme mineral
Sisterna: berbentuk ruangan gepeng yg kadang-kadang tersusun berlapis-lapis dan saling berhubungan
• • • •
Mitos: Benang Chondrion: Butir Ф: 0,5 mµ panjang 7 mµ Jumlah mitokondria dalam sel bervariasi tergantung dari jenis sel. Mitokondria berperan dalam proses pembentukan energi sehingga mengandung banyak jenis enzim • Sumber energi yaitu karbohidrat, protein, lemak melalui proses oksidasi dimitokondria sehingga menghasilkan energi
Thank You
Metabolisme
a. Lurus
A
Jalur Metabolisme X B
b. lingkar
A
M
X
P
X
c. bercabang A
P Y
d. Tangga
e. Reversibel
A
P
A
V
B
W X
Y
X
Metabolisme Metabolisme Segala proses kimia yang terjadi pada makhluk hidup Breakdown/ Hydrolysis Proteins to Amino Acids, Starch to Glucose, Fats to Fatty acids
Katabolisme 1. 2. 3.
Penguraian molekul besar menjadi mol kecil Menghasilkan energi Reaksi oksidas
Anabolisme 1. 2. 3.
Sintesa mol kimia dari mol kecil mjd besar Membutuhkan energi Reaksi reduksi
Daur ATP CO2
ATP
Oksidasi Molekul Penghasil Energi
O2
ADP + Pi
Energi Kimia (Biosintesa)
Energi Osmosa (Pengang kutan)
Energi Mekanik (Kontraksi otot)
Energi Listrik (Saraf)
Energi Sinar
BIOENERGETIKA DAN METABOLISME KARBOHIDART DAN LIPID BIOENERGETIKA ATAU TERMODINAMIKA BIOKIMIA ADALAH ILMU PENGETAHUAN TENTANG PERUBAHAN ENERGI YANG MENYERTAI REAKSI BIOKIMIA E n e r g i b e b a s
A D E
~E B
C
Pengalihan energi bebas dari reaksi eksergonik kepada reaksi endergonik
Pemindahan Energi Melalui senyawa berenergi tinggi kepada proses biologik yang memerlukan energi (endergonik) Proses Endergonik
Sintesis Kontraksi Muskular Reaksi Eksergonik
~E Eksitasi Saraf Transport aktif
Proses Pemindahan Gugus Fosfat dengan perantaraan enzim Umumnya senyawa fosfat di dalam sel dibagi 2 (berdasarkan harga negatif ∆Go 1.Senyawa fosfat berenergi tinggi 2.Senyawa fosfat berenergi rendah Di dalam sel otot juga terdapat cadangan energi kimia yaitu fosfokreatin. Senyawa ini terbentuk langsung dengan perantaraan enzim dari ATP bila konsentrasi ATP di dalam sel cukup besar (berlebih). Jadi meskipun ∆Go hidrolisis fosfokreatin lebih negatif dibanding ∆Go ATP (lihat tabel) reaksi dapat berlangsung ke kanan karena terdapatnya konsentrasi ATP yang berlebih. Reaksi akan berlangsung akan ke kiri bila proses metabolisme dalam sel memerlukan ATP.
Energy Metabolism Phosphocreatine is a ready accessible source for ATP. The body has limited stores of ATP and ADP, but if they are stored in too high of concentrations they can cause a disruption in ionic and osmotic balances causing muscle cells to become negatively charged which disrupts homeostasis. However, positively charged creatine and PCr allows greater amounts of ATP and ADP to be stored in the muscle. Type II muscle fibers can store 4 - 6 times the amount of PCr than ATP. When creatine is ingested it is absorbed into the bloodstream via the intestinal mucosa and transported to skeletal and cardiac muscle. Creatine then binds with phosphate to form PCr. Creatine and PCr storage allows regeneration of ATP for energy demands for the creatine kinase (CK) reaction.
Kreatin
A T P
A D P
Kreatin-Posfat
Processes of regeneration of ATP
Energi bebas baku hasil hidrolisis beberapa senyawa organofosfat yang memiliki peran penting biokimia Senyawa
1,3 bisfofogliserat
Fosfoenolpiruvat
Fosforilasi Oksidasi
Suksinil-KoA
∆Go
Kreatin~P
~P
Kj/mol
Kkal/mol
Fosfoenolpiruvat
-61,9
-14,8
Karbamoil fosfat
-51,4
-12,3
1,3-Bifosfogliserat
-49,3
-11,8
Kreatin fosfat
-43,1
-10,3
ATP→ADP +Pi ATP →ADP +Pi
-30,5
-7,3
ADP→AMP+Pi
-27,6
-6,6
Pirofosfat
-27,6
-6,6
Glukosa 1-fosfat
-20,9
-5,0
Fruktosa 6-fosfat
-15,9
-3,8
AMP
-14,2
-3,4
Glukosa 6-fosfat
-13,8
-3,3
Gliserol 3-fosfat
-9,2
-2,2
Kreatin
ATP Siklus ATP/ADP ADP
~P
Fosforilasi Gliserol 3-fosfat Glukosa 6-fosfat
Glukosa 1,6-bifosfat
Thank You
TINJAUAN TENTANG METABOLISME INTERMEDIAT Metabolisme Intermediat: Peristiwa yg dialami unsur-unsur makanan setelah dicerna dan diserap Lintasan metabolisme ada 3 kategori: 1) Lintasan Anabolik: lintasan yang digunakan pd sintesis senyawa pembentuk struktur dan mesin tubuh 2) Lintasan Katabolik: meliputi berbagai proses oksidasi yg melepaskan energi bebas biasanya dalam bentuk fosfat energi tinggi atau unsur ekivalen pereduksi seperti pada rantai respirasi dan fosforilasi oksidatif 3) Llintasan Amfibolik: memiliki lebih dari satu fungsi dan terdapat pada persimpangan metabolisme sehingga bekerja sebagai penghubung antara lintasan anabolik dengan lintasan katabolik mis: Siklus asam sitrat.
Gambar Digestion
METABOLISME KARBOHIDRAT 1. Glukosa dimetabolisme menjadi asam piruvat dan laktat melalui lintasan Glikolisis 2. Glukosa merupakan substrat yg unik krn Glikolisis dpt terjadi pada keadaan tanpa oksigen (Anaerob) yang menghasilkan asam laktat 3. Jaringan yg dapat menggunakan oksigen (aerob) mampu memetabolisme Piruvat menjadi asetil KoA yg dpt memasuki siklus asam sitrat untuk menjalani proses oksidasi sempurna menjadi CO2 dan H2O dgn pelepasan energi bebas dalam bentuk ATP pd proses fosfolisasi oksidatif.Siklus kreb.ppt
Glukosa jg ambil bagian proses: 1. Konversi menjadi glikogen dalam hati dan otot 2. Lintasan pentosa fosfat 3. Triosa fosfat menghasilkan Gliserol senyawa asil gliserol (lemak) 4. Piruvat dan intermediat pd siklus asam sitrat menyediakan kerangka karbon bagi sintesis asam-asam amino dan asetil KoA merupakan unsur pembentuk asam-asam lemak rantai panjang serta kolesterol, prekusor semua steroid yg disintesa di dalam tubuh
METABOLISME LIPID Asam lemak berasal dari: 1. Lipid di dalam makanan 2. Sintesis De novo dari asetil KoA Dalam jaringan asam lemak mengalami: 1. Oksidasi menjadi asetil KoA (βOksidasi) 2. Diesterifikasi menjadi asilgliserol yg menyusun cadangan utama kalori tubuh dalam bentuk sebagai Triasilgliserol (lemak)
Asetil KoA yg terbentuk lewat βOksidasi mengalami berbagai peristiwa: 1. Teroksidasi sempurna menjadi CO2 dan H2O lewat siklus asam sitratSiklus kreb.ppt 2. Sumber atom Karbon di dalam kolesterol dan senyawa steroid lain 3. Di dalam hati Koenzim A membentuk badan-badan keton yg terdiri dari aseton, asetoasetat serta 3-hidroksibutirat (bahan bakar alternatif dan sumber energi penting pd keadaan tertentu mis: kelaparan)
METABOLISME ASAM AMINO Asam Amino diperlukan untuk sintesa Protein ASam Amino: • Esensial: Asam amino yang diperoleh hanya dari makanan sehari-hari karena tidak dapat disintesa di dalam tubuh • ASam amino non esensial: Selain dari makanan dapat juga disintesa di dalam tubuh melalui proses transaminasi Setelah proses deaminasi, nitrogen asam amino yang berlebih akan dikeluarkan sebagi ureum dan kerangka karbon yang tersisa setelah proses transaminasi akan: 1. Mengalami oksidasi menjadi CO2 lewat siklus asam sitrat 2. Membentuk glukosa (glukoneogenesis) melalui siklus asam sitrat 3. Membentuk badan keton Asam Amino dan glukosa memiliki jalur absorbsi bersama melalui Vena vorta pepatika dimana diarahkan ke hati. Pada hati glukosa yang berlebih mengalami: 1. Glikogenesis (diubah menjadi glikogen) 2. Lipogenesis (diubah menjadi lemak)
Diantara waktu makan atau beraktifitas (berolahraga)hati akan mengubah glikogeb menjadi glukosa (glikogenolisis) atau bekerja bersama-sama dengan ginjal mengkonversi metabolit non karbohidrat seperti laktat, gliserol dan asam amino menjadi glukosa (glukoneogenesis). Upaya untuk mempertahankan glukosa dalam konsentrasi yang memadai di dalam darah sangat penting bagi beberapa jaringan tertentu tempat glukosa merupakan bahan bakar yang wajib tersedia misalnya otak dan eritrosit. Hati juga bertugas: 1. Mensintesis berbagai protein plasma penting mis albumin 2. Melakukan deaminasi asamasam amino yang jumlahnya melampaui kebutuhan dengan membentuk ureum
Otot rangka: Menggunakan glukosa sebagai bahan bakar dan proses ini menghasilkan asam laktat dan CO2 Menyimpan glikogen sebagai bahan bakar untuk digunakan pada saat kontraksi Mensintesis protein otot dari asam asam amino plasma
LIPID Sumber Lipid: 1. Makanan 2. Sintesis (lipogenesis) dari karbohidrat terutama pada jaringan adiposa dan hati Lipid akan membentuk mono asil gliserol dan asam lemak setelah dicerna. Senyawa ini digabung kembali di dalam sel usus dikombinasikan dengan protein dan diangkut dalam sirkulasi darah sebagai lipoprotein yang disebut kilomikron. Kilomikron dimetabolisme pada jaringan ekstrahepatik yg mempunyai enzim Lipoprotein lipase. Enzim ini akan menghidrolisis triasilgliserol menjasi asam lemak. Triasil gliserol merupakan cadangan bahan bakar tubuh penting. Sesuadah mengalami hidrolisis (Lipolisis) asam-asam lemak akan masuk ke darah sebagai ALB. ALB akan diambil oleh jaringan tubuh (kecuali otak dan eritrosit) dan selanjutnya mengalami esterifikasi menjadi asil gliserol atau dioksidasi sebagai bahan bakar utama menjadi CO2.
Terdapat 2 lintasan penting tambahan di hati: Triasilgliserol yang berlebih baik hasil lipogenesis maupun dari asam lemak bebas disekresikan ke dalam darah sebagai VLDL dan mengalami nasib yang sama dengan kilomikron Oksidasi parsial asam lemak bebas menghasilkan badan keton (Ketogenesis) Peran Pokok Mitokondria: Titik pusat persimpangan metabolisme karbohidrat lemak serta asam amino Tempat enzim siklus asam sitrat, enzim rantai respirasi dan ATP sintase, enzim beta oksidasi lemak dan enzim produksi badan keton Tempat berkumpulnya kefrangka karbon asam amino setelah tranaminasi dan titik penyerahan kerangka ini untuk sintesis asam amino non esensial Sitosol tempat: Glikolisis Lintasan pentosa fosfat Sintesa asam lemak
bio09[ 1].swf
bio10[1].sw f
allosteri c[1].sw f
Enzyme activity[1].swf
anienzyme[ 1].gif
bioche m.path [1].sw f
chemical interactio n[1].swf
chemical interaction[1].swf
proxorien[1].swf
transition state[1].swf
Pengertian dan sifat Umum
Biokatalisator yang dibentuk dari makromolekul protein dengan BM bervariasi Merobah substsrat menjadi produk Mengalami perubahan fisik selama rekasi berlangsung, kembali ke kedudukan awal setelah rekasi selesai (tidak terlibat dengan produk reaksi) Kerja enzim sangat spesifik baik terhadap reaksi yang dikatalis maupun terhadap substratnya (memiliki spesifitas tinggi) Dapat mempercepat reaksi paling sedikit 103. Efisiensi katalitik tinggi: 103-108 substrat/detik Memiliki kofaktor (ion)/koenzim
Tata nama enzim Berdasarkan tipe dan mekanisme reaksi Nama enzim dikenal dikenal dengan menambahkan ase pada substrat yg dihidrolisis • Lipase : menghidrolisis lemak • Amilase : menghidrolisis amilum • Protease : menghidrolisis protein Gugus enzim mengkatalsis reaksi yg sama diberi nama sesuai dengan jenis reaksi yang dikatalsis • Dehidrogenase :mengkatalisis reaaksi dehidrogenasi • Transferase :mengkatalisis reaksi pemindahan i d h gugus
Faktor-faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim
Keasaman atau pH
pH optimal setiap enzim berbeda (umumnya 4-8) Jika enzim diberi pH ekstrim tinggi atau rendah maka akan terdenaturasi Suhu: Kenaikan suhu sampai suhu optimum enzim akan menyebabkan aktifitas katalis optimal. Jika dipanaskan (melebihi suhu optimum) enzim akan terdenaturasi Konsentrasi enzim: Makin tinggi konsentrasi enzim maka reaksi akan semakin cepat Konsentrasi substrat: konsentrasi substrat yg meningkat kecepatan reaksi akan meningkat hingga mencapai keadaan enzim dikatakan jenuh terhadap substrat Pengaruh inhibitor Hambatan reversibel Hambatan bersaing Adanya molekul yg mirip dengan substrat yg dapat membentuk kompleks dgn enzim (EI). Komplek ini sama dengan kompleks ES Hambatan tidak bersaing Tidak dipengaruhi oleh besarnya substart Inhibitor dapat bergabung dengan enzim pd suatu bagian diluar bagian aktif enzim
Hambatan tidak reversibel Terjadi perubahan bentuk enzim
Koenzim Sejumlah besar enzim membutuhkan komponen lain untuk dapat berfungsi sebagai katalsis. Komponen itu disebut kofaktor. Kofaktor dibagi atas 3 kelompok: 1. Gugus prostetik: kelompok kofaktor yg terikat pada enzim yg tidak mudah lepas dari enzimnya. Contoh FAD yg terikat pd enzim Suksinat dehidrogenase 2. Koenzim yaitu molekul organik kecil yg mudah terdisosiasi dan dapat dipisahkan dari enzimnya dengan cara dialisis. Contoh NAD,NADP,ATP 3. Aktivator. Umumnya ion-ion logam yg dapat terikat atau mudah terlepas dari enzim Contoh K+ Mn2+ Mg2+ Cu2+ Zn2+
ENZIM • Enzim merupakan biokatalisator yang dapat mempercepat reaksi 108 sampai 1011 lebih cepat dibanding tampa katalisator. • Kerja enzim bersifat spesifik
• Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim 1. Konsentrasi enzim 2. Konsentrasi substrat 3. Suhu 4. pH 5. Pengaruh inhibitor
