PENGANTAR BIOKIMIA · 2014. 1. 22. · Biokimia membatasi kajian pada: Struktur biomolekul dan...
Transcript of PENGANTAR BIOKIMIA · 2014. 1. 22. · Biokimia membatasi kajian pada: Struktur biomolekul dan...
![Page 1: PENGANTAR BIOKIMIA · 2014. 1. 22. · Biokimia membatasi kajian pada: Struktur biomolekul dan reaksi yang dijalaninya. Enzim dan mekanisme biokatalisis. Elusidasi jalur metabolisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062416/61183697ef4080516c362ac5/html5/thumbnails/1.jpg)
PENGANTAR BIOKIMIA
![Page 2: PENGANTAR BIOKIMIA · 2014. 1. 22. · Biokimia membatasi kajian pada: Struktur biomolekul dan reaksi yang dijalaninya. Enzim dan mekanisme biokatalisis. Elusidasi jalur metabolisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062416/61183697ef4080516c362ac5/html5/thumbnails/2.jpg)
Apa itu Biokimia ???
• Biokimia adalah ilmu yang mempelajari struktur, organisasi, dan fungsi materi hidup pada tingkat molekul.
• Biokimiawan mempertanyakan: – Bagaimana struktur kimia dari materi hidup?
– Bagaimana interaksi dari materi hidup sehingga dapat membentuk supramolekul, sel, jaringan multisel dan organisma?
– Bagaimana materi hidup dapat mengambil energi dari lingkungan?
– Bagaimana organisma dapat menyimpan dan meneruskan informasi yang diperlukan untuk pertumbuhan dan reproduksi?
– Perubahan kimia apa yang menyertai reproduksi, penuaan, kematian sel atau organisma?
– Bagaimana reaksi kimia dikendalikan di dalam sel?
![Page 3: PENGANTAR BIOKIMIA · 2014. 1. 22. · Biokimia membatasi kajian pada: Struktur biomolekul dan reaksi yang dijalaninya. Enzim dan mekanisme biokatalisis. Elusidasi jalur metabolisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062416/61183697ef4080516c362ac5/html5/thumbnails/3.jpg)
Sejarah
Biokimia
![Page 4: PENGANTAR BIOKIMIA · 2014. 1. 22. · Biokimia membatasi kajian pada: Struktur biomolekul dan reaksi yang dijalaninya. Enzim dan mekanisme biokatalisis. Elusidasi jalur metabolisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062416/61183697ef4080516c362ac5/html5/thumbnails/4.jpg)
Kontribusi Ilmu Biokimia Ilmu biologi telah mengalami perkembangan yang revolusioner, dan biokimia
adalah jantung dari perkembangan ini.
Ilustrasi: Gertrude Elion dan Goerge Hitchings dari USA memperoleh hadiah Nobel di tahun
1988 dibidang Kedokteran dan fisiologi kerena penemuan senyawa analog asam nukleat untuk obat leukemia.
James Black mendapat hadiah Nobel di tahun 1988 dibidang yang sama untuk penemuan obat yang dapat mengurangi resiko serangan jantung.
Penemuan di atas dapat dilakukan setelah adanya akumulasi pengetahuan biokimia tentang struktur dan fungsi protein, sintesis asam nukleat, vitamin dan koenzim, mekanisme kerja enzim, reseptor dan pengendalian metabolisme dan biokimia komparatif.
![Page 5: PENGANTAR BIOKIMIA · 2014. 1. 22. · Biokimia membatasi kajian pada: Struktur biomolekul dan reaksi yang dijalaninya. Enzim dan mekanisme biokatalisis. Elusidasi jalur metabolisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062416/61183697ef4080516c362ac5/html5/thumbnails/5.jpg)
Pengembangan Obat
![Page 6: PENGANTAR BIOKIMIA · 2014. 1. 22. · Biokimia membatasi kajian pada: Struktur biomolekul dan reaksi yang dijalaninya. Enzim dan mekanisme biokatalisis. Elusidasi jalur metabolisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062416/61183697ef4080516c362ac5/html5/thumbnails/6.jpg)
Cakupan Ilmu Biokimia
Struktur &
Fungsi Biomolekul
Metabolisme Informasi
Genetika
![Page 7: PENGANTAR BIOKIMIA · 2014. 1. 22. · Biokimia membatasi kajian pada: Struktur biomolekul dan reaksi yang dijalaninya. Enzim dan mekanisme biokatalisis. Elusidasi jalur metabolisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062416/61183697ef4080516c362ac5/html5/thumbnails/7.jpg)
Biokimia
Kimia organik
Kedokteran
Nutrisi
Mikrobiologi
Fisiologi
Biologi sel
Biofisik
Genetik
![Page 8: PENGANTAR BIOKIMIA · 2014. 1. 22. · Biokimia membatasi kajian pada: Struktur biomolekul dan reaksi yang dijalaninya. Enzim dan mekanisme biokatalisis. Elusidasi jalur metabolisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062416/61183697ef4080516c362ac5/html5/thumbnails/8.jpg)
Biokimia membatasi kajian pada:
Struktur biomolekul dan reaksi yang dijalaninya.
Enzim dan mekanisme biokatalisis.
Elusidasi jalur metabolisme dan pengendaliannya.
Prinsip dari proses-proses kehidupan yang dapat dipahami
melalui hukum-hukum kimia.
![Page 9: PENGANTAR BIOKIMIA · 2014. 1. 22. · Biokimia membatasi kajian pada: Struktur biomolekul dan reaksi yang dijalaninya. Enzim dan mekanisme biokatalisis. Elusidasi jalur metabolisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062416/61183697ef4080516c362ac5/html5/thumbnails/9.jpg)
Untuk memahami peran biokimia pada biologi, maka diperlukan pemahaman mengenai:
Unsur-unsur kimia penyusun biomolekul,
Struktur dan fungsi dari ratusan senyawa biomolekul,
Peran biomolekul dalam reaksi metabolisme termasuk stoikiometri dan mekanisme reaksinya.
![Page 10: PENGANTAR BIOKIMIA · 2014. 1. 22. · Biokimia membatasi kajian pada: Struktur biomolekul dan reaksi yang dijalaninya. Enzim dan mekanisme biokatalisis. Elusidasi jalur metabolisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062416/61183697ef4080516c362ac5/html5/thumbnails/10.jpg)
Biomolekul
adalah
senyawa
karbon
![Page 11: PENGANTAR BIOKIMIA · 2014. 1. 22. · Biokimia membatasi kajian pada: Struktur biomolekul dan reaksi yang dijalaninya. Enzim dan mekanisme biokatalisis. Elusidasi jalur metabolisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062416/61183697ef4080516c362ac5/html5/thumbnails/11.jpg)
![Page 12: PENGANTAR BIOKIMIA · 2014. 1. 22. · Biokimia membatasi kajian pada: Struktur biomolekul dan reaksi yang dijalaninya. Enzim dan mekanisme biokatalisis. Elusidasi jalur metabolisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062416/61183697ef4080516c362ac5/html5/thumbnails/12.jpg)
Memiliki bentuk
dan dimensi
yang spesifik dapat membentuk
molekul dengan
berbagai variasi
bentuk dan gugus
fungsi.
![Page 13: PENGANTAR BIOKIMIA · 2014. 1. 22. · Biokimia membatasi kajian pada: Struktur biomolekul dan reaksi yang dijalaninya. Enzim dan mekanisme biokatalisis. Elusidasi jalur metabolisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062416/61183697ef4080516c362ac5/html5/thumbnails/13.jpg)
Interaksi Biomolekul bersifat
stereospesifik
![Page 14: PENGANTAR BIOKIMIA · 2014. 1. 22. · Biokimia membatasi kajian pada: Struktur biomolekul dan reaksi yang dijalaninya. Enzim dan mekanisme biokatalisis. Elusidasi jalur metabolisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062416/61183697ef4080516c362ac5/html5/thumbnails/14.jpg)
Makromoleku
l terdiri dari
monomer
![Page 15: PENGANTAR BIOKIMIA · 2014. 1. 22. · Biokimia membatasi kajian pada: Struktur biomolekul dan reaksi yang dijalaninya. Enzim dan mekanisme biokatalisis. Elusidasi jalur metabolisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062416/61183697ef4080516c362ac5/html5/thumbnails/15.jpg)
Organisasi Molekul di Dalam Sel
![Page 16: PENGANTAR BIOKIMIA · 2014. 1. 22. · Biokimia membatasi kajian pada: Struktur biomolekul dan reaksi yang dijalaninya. Enzim dan mekanisme biokatalisis. Elusidasi jalur metabolisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062416/61183697ef4080516c362ac5/html5/thumbnails/16.jpg)
Beda antara Materi Hidup dengan Tak Hidup
Adanya proses
pembaruan
Dapat mengambil
energi dari
lingkungan
Dapat melakukan
replikasi
![Page 17: PENGANTAR BIOKIMIA · 2014. 1. 22. · Biokimia membatasi kajian pada: Struktur biomolekul dan reaksi yang dijalaninya. Enzim dan mekanisme biokatalisis. Elusidasi jalur metabolisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062416/61183697ef4080516c362ac5/html5/thumbnails/17.jpg)
Peranan Molekul air dalam proses
kehidupan
![Page 18: PENGANTAR BIOKIMIA · 2014. 1. 22. · Biokimia membatasi kajian pada: Struktur biomolekul dan reaksi yang dijalaninya. Enzim dan mekanisme biokatalisis. Elusidasi jalur metabolisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062416/61183697ef4080516c362ac5/html5/thumbnails/18.jpg)
Struktur Air
![Page 19: PENGANTAR BIOKIMIA · 2014. 1. 22. · Biokimia membatasi kajian pada: Struktur biomolekul dan reaksi yang dijalaninya. Enzim dan mekanisme biokatalisis. Elusidasi jalur metabolisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062416/61183697ef4080516c362ac5/html5/thumbnails/19.jpg)
Struktur Es
• Dalam keadaan membeku, molekul air membentuk maksimum 4 ikatan hidrogen, sehingga tercipta kisi kristal yang teratur.
• Dalam keadaan cair, jumlah ikatan hidrogen rata-rata adalah 3,4.
![Page 20: PENGANTAR BIOKIMIA · 2014. 1. 22. · Biokimia membatasi kajian pada: Struktur biomolekul dan reaksi yang dijalaninya. Enzim dan mekanisme biokatalisis. Elusidasi jalur metabolisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062416/61183697ef4080516c362ac5/html5/thumbnails/20.jpg)
Interaksi Molekul Air dengan Zat Terlarut
Pembentukan ikatan hidrogen Interaksi elektrostatik
Interaksi molekul air dengan zat terlarut mengganggu jaringan ikatan hidrogen antar molekul air, tetapi gangguan ini dikompensasi oleh pembentukan ikatan hidrogen baru dengan zat terlarut atau oleh pembentukan interaksi eletrostatik antara ion dan molekul air.
![Page 21: PENGANTAR BIOKIMIA · 2014. 1. 22. · Biokimia membatasi kajian pada: Struktur biomolekul dan reaksi yang dijalaninya. Enzim dan mekanisme biokatalisis. Elusidasi jalur metabolisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062416/61183697ef4080516c362ac5/html5/thumbnails/21.jpg)
Interaksi Air dengan Molekul Non Polar
• Gangguan molekul non-polar terhadap putusnya jaringan ikatan hidrogen tidak terkompensasi dengan pembentukan ikatan baru. Oleh karena itu entalpi pelarutan (Hsol > 0).
• Pelarutan molekul non-polar juga akan menurunkan entropi (S < 0). Molekul air disekita molekul non-polar akan memaksimalkan ikatan hidrogennya mirip dengan struktur air. Struktur air ini disebut “clathrate”.
![Page 22: PENGANTAR BIOKIMIA · 2014. 1. 22. · Biokimia membatasi kajian pada: Struktur biomolekul dan reaksi yang dijalaninya. Enzim dan mekanisme biokatalisis. Elusidasi jalur metabolisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062416/61183697ef4080516c362ac5/html5/thumbnails/22.jpg)
Interaksi Air dengan Molekul Amfifatik
![Page 23: PENGANTAR BIOKIMIA · 2014. 1. 22. · Biokimia membatasi kajian pada: Struktur biomolekul dan reaksi yang dijalaninya. Enzim dan mekanisme biokatalisis. Elusidasi jalur metabolisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062416/61183697ef4080516c362ac5/html5/thumbnails/23.jpg)
Pembentukan Misel
![Page 24: PENGANTAR BIOKIMIA · 2014. 1. 22. · Biokimia membatasi kajian pada: Struktur biomolekul dan reaksi yang dijalaninya. Enzim dan mekanisme biokatalisis. Elusidasi jalur metabolisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062416/61183697ef4080516c362ac5/html5/thumbnails/24.jpg)
Interaksi Lemah antara Biomolekul dalam Lingkungan Berair
![Page 25: PENGANTAR BIOKIMIA · 2014. 1. 22. · Biokimia membatasi kajian pada: Struktur biomolekul dan reaksi yang dijalaninya. Enzim dan mekanisme biokatalisis. Elusidasi jalur metabolisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062416/61183697ef4080516c362ac5/html5/thumbnails/25.jpg)
![Page 26: PENGANTAR BIOKIMIA · 2014. 1. 22. · Biokimia membatasi kajian pada: Struktur biomolekul dan reaksi yang dijalaninya. Enzim dan mekanisme biokatalisis. Elusidasi jalur metabolisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062416/61183697ef4080516c362ac5/html5/thumbnails/26.jpg)
Hipotonik Isotonik Hipertonik
![Page 27: PENGANTAR BIOKIMIA · 2014. 1. 22. · Biokimia membatasi kajian pada: Struktur biomolekul dan reaksi yang dijalaninya. Enzim dan mekanisme biokatalisis. Elusidasi jalur metabolisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062416/61183697ef4080516c362ac5/html5/thumbnails/27.jpg)
![Page 28: PENGANTAR BIOKIMIA · 2014. 1. 22. · Biokimia membatasi kajian pada: Struktur biomolekul dan reaksi yang dijalaninya. Enzim dan mekanisme biokatalisis. Elusidasi jalur metabolisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062416/61183697ef4080516c362ac5/html5/thumbnails/28.jpg)
Ampolit dan Poliampolit
• Banyak senyawa biomolekul mengandung gugus asam/basa lemah.
• Ampholit: suatu molekul yang memiliki kedua gugus asam dan basa. Contoh asam amino.
• Protein adalah poliampholit.
• Muatan ampholit bergantung pada pH.
– pH rendah ampholit bermuatan positif
– pH tinggi ampholit bermuatan negatif
– pH pada keadaan ampholit isoelektrik diberi simbol pI
![Page 29: PENGANTAR BIOKIMIA · 2014. 1. 22. · Biokimia membatasi kajian pada: Struktur biomolekul dan reaksi yang dijalaninya. Enzim dan mekanisme biokatalisis. Elusidasi jalur metabolisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062416/61183697ef4080516c362ac5/html5/thumbnails/29.jpg)
Pengaruh PH Terhadap Konsentrasi Ampolit
![Page 30: PENGANTAR BIOKIMIA · 2014. 1. 22. · Biokimia membatasi kajian pada: Struktur biomolekul dan reaksi yang dijalaninya. Enzim dan mekanisme biokatalisis. Elusidasi jalur metabolisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062416/61183697ef4080516c362ac5/html5/thumbnails/30.jpg)
Interaksi Makroion dalam Larutan
• Polielektrolit seperti DNA atau poliampolit seperti protein dapat digolongkan ke dalam makroion.
• Jarak dimana dua makroion dapat saling berinteraksi diberikan oleh persamaan Debye Huckel
• K = tetapan yang bergantung pada tetapan dielektrik medium dan I = kekuatan ion.
I = ½MiZi2
• Dimana Mi = konsentrasi ion dan Zi = muatan ion
1/2
KrI
![Page 31: PENGANTAR BIOKIMIA · 2014. 1. 22. · Biokimia membatasi kajian pada: Struktur biomolekul dan reaksi yang dijalaninya. Enzim dan mekanisme biokatalisis. Elusidasi jalur metabolisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062416/61183697ef4080516c362ac5/html5/thumbnails/31.jpg)
Salting In
• Pada kekuatan ion rendah, atmosfer counterion memiliki kerapatan yang rendah, sehingga interaksi elektrostatik antar makroion masih kuat asosiasi makroion (agregasi) kelarutan rendah.
• Semakin tinggi kekuatan ion kerapatan atmosfer counter ion bertambah interaksi elektrostatik antar makroion teredam oleh atmosfer counterion agregasi dapat dicegah kelarutan meningkat. (Salting in)
![Page 32: PENGANTAR BIOKIMIA · 2014. 1. 22. · Biokimia membatasi kajian pada: Struktur biomolekul dan reaksi yang dijalaninya. Enzim dan mekanisme biokatalisis. Elusidasi jalur metabolisme](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062416/61183697ef4080516c362ac5/html5/thumbnails/32.jpg)
Salting Out
• Pada konsentrasi garam yang sangat tinggi, air yang digunakan untuk mensolvasi protein diambil untuk menghidrasi counterion. Hal ini menyebabkan pengendapan protein. Kondisi ini disebut salting out.
• Salting in dan salting out banyak dimanfaatkan dalam pemurnian protein. Contoh: pemisahan protein dengan fraksinasi amonium sulfat.