Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme
description
Transcript of Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme
![Page 1: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/1.jpg)
NUTRISI, KULTUR, DAN METABOLISME MIKORORGANISME
![Page 2: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/2.jpg)
METABOLISME METABOLISME
![Page 3: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/3.jpg)
Salah satu ciri makhluk hidup adalah melakukan metabolisme
Metabolisme adalah :
Total dari semua reaksi kimia yang terjadi di dalam sel.
Metabolisme terbagi dua :
1. Anabolisme
2. Katabolisme
![Page 4: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/4.jpg)
Perbedaan reaksi
1. Katabolisme, yaitu adalah reaksi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa senyawa yang lebih sederhana dengan bantuan enzim (respirasi)
2. Anabolisme, yaitu lintasan metabolisme yang menyusun beberapa senyawa organik sederhana menjadi senyawa kimia atau molekul kompleks (Fotosintesis)
![Page 5: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/5.jpg)
Perbedaan reaksi
Reaksi Anabolik Menghasilkan polimer atau makromolekul Membutuhkan energi Energi diperoleh dari reaksi katabolik
Reaksi Katabolik Menghasilka monomer Menghasilkan atau melepas energi Energi disimpan di dalam ATP
![Page 6: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/6.jpg)
Nutrisi Mikroba
Nutrientso Mensupply monomer (atau prekursor) o Dibutuhkan untuk pertumbuhan sel
Makronutrien Elemen yang dibutuhkan oleh tubuh dalam jumlah besar
Mikronutrien : dibutuhkan dalam jumlah sedikit (trace elements) Elemen anorganik Dibutuhkan dalam jumlah sedikit Biasanya sebagai kofaktor enzim Misal : besi
![Page 7: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/7.jpg)
Macronutrients
Carbon 50% of dry weight of cell Structural organic molecules, energy source Needed for proteins, sugars, lipids to make up cell structures Chemoheterotrophs: get C from sugars, organic acids, lipids,
proteins, or other organic compoundsChemoautotrophs: get C from CO2
Nitrogen 12% of dry weight of cell In amino acids and proteins Needed for proteins, DNA, RNA Most bacteria get nitrogen from decomposing proteins Some use nitrates or ammonium A few bacteria use N2 in nitrogen fixing (nitrogen fixing
organisms)
![Page 8: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/8.jpg)
Other Macronutrients
Sulfur In amino acids, thiamine and biotin Sulfur for proteins (enzymes) and vitamins Most bacteria decompose proteins Some bacteria use sulfate ion (SO4
-2) or hydrogen sulfide (H2S)
Phosphorus Phosphorus for ATP, DNA, RNA, and membranes
Important for phospholipids, nucleic acids, and high energy phosphate bonds
Phosphate ion (PO4-3) is source of phosphorus
![Page 9: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/9.jpg)
Other Macronutrients
Potassium Used in enzymes
Magnesium Used to stabilize ribosomes, membranes, and nucleic acids Important for enzyme activity
Calcium Not required by all
Helps stabilize cell walls in microbes Heat stability of endospores
Sodium (Na)
Required by some microbes (e.g., marine microbes)
![Page 10: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/10.jpg)
A Microbial Periodic Table of the Elements
Figure 5.1
![Page 11: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/11.jpg)
Mikronutrien : Besi (Fe)
Memainkan peranan penting dalam respirasi seluler Komponen kunci dari sitokrom dan protein besi sulfur (Fe-S)
yang digunakan untuk transport elektron Ferrous (Fe2+) bersifat larut kondisi anorganik Ferric (Fe3+) tidak larut kondisi organik
Untuk mendapatkan besi dari berbagai mineral yang tidak larut, sel akan menghasilkan suatau agen yang disebut siderofor yang dapat mengikat besi dan mengangkutnya ke dalam sel. Disebut enterobaktin
![Page 12: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/12.jpg)
Faktor Pertumbuhan
Senyawa organik yang dibutuhkan dalam jumlah yang sangat sedikit
Merupakan senyawa kimia yang tidak dapat disintesis oleh mikroorganisme
Senyawa oganik yang dapat diperoleh dari lingkungan
Contoh : Vitamins, asam amino, purin dan pirimidin
![Page 13: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/13.jpg)
![Page 14: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/14.jpg)
Media Kultur
Media kultur adalah :
nutrien yang digunakan untuk pertumbuhan mikroba di laboratorium
Terbagi 2 golongan besar :– Defined media:
media yang komposisi kimianya diketahui– Complex media:
media yang komposisi kimianya tidak diketahui
Contoh : yeast, meat extracts, Tryptic Soy broth (TSB), TSA
![Page 15: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/15.jpg)
Defined medium – exact makeup is known
![Page 16: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/16.jpg)
Media Kultur
Media Selektif Media yang berisi senyawa-senyawa kimia yang secara
selektif menghambat prtumbuhan beberapa mikroba tetapi tidak mikroba yang lain.
Media Diferensial Media yang berisi senyawa kimia sebagai indikator,
biasanya dapat mendeteksi reaksi kimia yang terjadi selama pertumbuhan mikroba
![Page 17: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/17.jpg)
Media Pertumbuhan Prokariotik
Berisi nutrien yang diperlukan untuk pertumbuhan mikroba Sumber Energi Berisi makronutrien yang esensial Berisi mikronutrien yang esensial Faktor pertumbuhan
Sterilisasi Bebas dari mikroba Inokulasi secara aseptik
![Page 18: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/18.jpg)
Media Selektif
Menekan pertumbuhan mikroba yang tidak diinginkan Berisi komponen/kondisi
yang menekan pertumbuhan beberapa prokariot dan membiarkan mikroba yang diinginkan tumbuh
Menghambat pertumbuhan mikoba yang tidak dikehendaki
Digunakan untuk menyeleksi grup mikroba yang spesifik
Misal : media MacConkey menekan pertumbuhan bakteri Gram + dan merangsang pertumbuhan enteric bacteria
![Page 19: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/19.jpg)
Media Diferensial
Memudahkan untuk mengenal koloni dari mikroba yang berbeda Mengadung senyawa kimia
yang dapat mmbedakan secara spesifik jenis prokariotik
Pewarna yang ditambahkan pada media dapat membedakan satu orgnisme dengan organisme yang lain
Contoh : media agar darah digunakan untuk membedakan organisme hemolitik dengan organisme non hemolitik
![Page 20: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/20.jpg)
Pertumbuhan pada media MacConkey AgarSelektif = Gram positif terhambat, hanya gram negatif yang tumbuh
Differential – lactose fermenting
Escherichia coli (E.coli) = gram - Salmonella typhimirium = gram -
![Page 21: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/21.jpg)
KULTUR DI LABORATORIUM
Sel dapat tumbuh di media cair atau padatMikroba ada dimana-mana maka : – Sterilisasi media sangat penting – Teknik aseptik harus diperhatikan (Lihat
Gambar)
![Page 22: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/22.jpg)
Teknik Aseptik
![Page 23: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/23.jpg)
KULTUR DI LABORATORIUM
Teknik kultur murni : –Streak plate (lihat
gambar)–Pour plate –Spread plate
![Page 24: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/24.jpg)
Metode streak mikroba untuk membuat kultur murni
![Page 25: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/25.jpg)
Energetik
EnergetikEnergi = kemampuan untuk bekerja◦ Diukur dalam kilojoules (kJ)
Dalam reaksi kimia lain beberapa energi hilang sebagai panas
•Free energy (G): enargi yang dilepas yang digunakan untuk bekerja
•Perubahan dalam energi bebas selama reaksi ditulis dengan G0′
G0′: dibawah kondisi standard ;1 M, pH 7, 25oC, 1 atm
![Page 26: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/26.jpg)
KATALISIS DAN ENZIM
Katalisis adalah :
Adalah : merupakan proses yang terjadi akibat adanya peran dari katalis.
Katalis merupakan senyawa kimia yang dapat mempercepat reaksi tanpa perubahan bentuk/struktur dari katalis tersebut.
![Page 27: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/27.jpg)
KATALISIS DAN ENZIM
Enzim Adalah : Enzim adalah protein yang dihasilkan mahluk hidup,
melakukan katalis reaksi kimia dengan aktifitas energi yang rendah
Enzym umumnya protein globular dengan karakteristik bentuk tiga dimensi
Enzim sangat efisien, dapat mengoprasikan suatu reaksi pada temperatur rendah, dan berbagai subjek untuk mengontrol bermacam reaksi seluler
Enzim merupakan katalis hayat/biokatalisator
![Page 28: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/28.jpg)
Enzim
Dapat meningkatkan laju reaksi kimia 10 -10²° kali dengan laju spontan
Katalisis enzim (lihat gambar) :
E+S E-S E+P
Katalisis tergantung pada :
• Ikatan substrat
• Posisi relatif substrat mengkatalis asam amino aktif
![Page 29: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/29.jpg)
Siklus katalisis enzim
![Page 30: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/30.jpg)
Enzim
Banyak enzim yang berisi molekul non protein kecil yang berpartisipasi di dalam katalisis tetapi bukan substrat
Koenzim membantu enzim membawa molekul dan melepaskannya ke dalam enzim yang lain. Biasanya vitaminTerikat dengan enzim dengan ikatan yang tidak kuat
![Page 31: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/31.jpg)
Reaksi oksidasi reduksi
Energi adalah conserved di dalam sel dari reaksi oksidasi reduksi (redox) Contoh : ATP
Redox terlibat dalam transfer elektrom dari pendonor elektron (electron donor ) ke penelrima elektron (electron acceptor) Oksidasi
Kehilangan electron (dan proton H+) ELECTRON DONOR
Reduksi Mendapat elektron (dan proton H+) ELECTRON
ACCEPTOR
![Page 32: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/32.jpg)
Contoh : Reaksi Oksidasi Reduksi
Figure 5.9
![Page 33: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/33.jpg)
Respirasi aerob –vs- Fermentasi
Aerobik Glikolisis, Siklus Krebs (siklus asam sitrat) dan rantai
transport elektron Terdiri dari banyak ATP NAD+ diregenerasi
Anaerobik (fermentasi) Menghasilkan 2 ATP Glikolisis Asam laktat atau fermentasi etanol NAD+ diregenerasi
![Page 34: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/34.jpg)
Glikolisis
Glikolisis Langkah pertama di dalam respirasi seluler dan fermentasi Pathway utama pada proses fermentasi dan merupakan
metode metabolisme anaerob Proses anoxic
Hasil glikolisis Melepaskan sedikit energi (ATP) Menghasilkan produk fermentasi
![Page 35: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/35.jpg)
Glikolisis – Stage I: Persiapan reaksi
Tidak ada reaksi oksidasi/ reduksi 2 molecules of ATP are invested
Figure 5.15
![Page 36: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/36.jpg)
Glycolysis – Stage II:Making ATP and Pyruvate
Oxidation-reduction reactions occur; NADH produced4 molecules of ATP are produced; 2 net ATP producedRemember that 2 molecules of G3P are produced so
everything is multiplied by 2Substrate level phosphorylation occursPyruvate is produced
Figure 5.15
![Page 37: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/37.jpg)
Glycolysis – Stage III:Making Fermentation Products
Oxidation-reductions occur by fermentation Yeast ethanol + CO2 Different for different organisms Net energy yield for complete fermentation: 2 ATP NAD+ is regenerated If oxygen is present, pyruvate will be converted into acetyl CoA and enter the
Krebs cycle
Figure 5.15
![Page 38: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/38.jpg)
Produk akhir dari fermentasi tergantung dari organisme
![Page 39: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/39.jpg)
Feedback Inhibition
Reversible◦ If the inhibitor is removed, then the pathway can continue
Active site◦ Where the substrate binds the enzyme
Allosteric site◦ Where inhibitor binds the enzyme◦ Changes the shape of the active site◦ When inhibitor (end product) binds to allosteric
site*enzyme changes shape substrate doesn’t bind
![Page 40: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/40.jpg)
Allostery
Figure 5.30
![Page 41: Materi 4 Nutrisi Kultur Metabolisme Mikroorganisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081417/55cf8f20550346703b992eaa/html5/thumbnails/41.jpg)
Terima kasih