BIOSINTETIS

METABOLIT PRIMER DAN SEKUNDER 

Oleh

AGUSTRI MANDA SARI : A1C117035

DOSEN PENGAMPU

Dr. Drs. SYAMSURIZAL, M.Si

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA

JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENGETAHUAN

UNIVERSITAS JAMBI

2019

Proses pembentukan suatu metabolit atau produk metabolisme dari molekul yang sederhana sehingga menjadi molekul yang lebih kompleks yang terjadi pada organisme hidup disebut dengan biosintesis.

Ada 2 jenis metabolisme pada makhluk hidup, yakni metabolisme primer dan sekunder. Yang mana pada tumbuhan seperti respirasi dan fotosintesis yang merupakan proses yang esensial bagi kehidupan tumbuhan merupakan metabolisme primer. Metabolisme primer membentuk metabolit primer. Sedangkan metabolisme sekunder merupakan proses yang tidak esensial bagi kehidupan organisme, terjadi pada saat sel dalam tahap diferensiasi menjadi sel yang lebih terspesialisasi (fase stasioner).

Metabolisme primer disebut dengan proses tumbuh karena hasil metabolismenya digunakan untuk keberlangsungan hidup tanaman untuk tumbuh. Contohnya seperti asam amino, asetil CoA, gula – gula, nuklelotida, asam sitrat, lipid, protein, dan karbohidrat. Sedangkan pada metabolisme sekunder itu contohnya senyawa yang diturunkan dari metabolit primer seperti protein, lipid, asam nukleat, dan karbohidrat. Secara sederhana dibagi atas 3 golongan besar, yaitu fenolik, senyawa bernitrogen, dan terpenoid yang mana senyawa ini hasil metabolisme nya tidak digunakan untuk pertumbuhan, akan tetapi untuk pertahanan diri.

BIOSINTESIS METABOLIT PRIMER

Biosintesis Karbohidrat

1.      Produksi Monosakarida Lewat Fotosintesis

Mengubah energi elektromagnetik menjadi kimiawi merupakan proses biologi yang dilakukan untuk memproduksi monosakarida, proses ini dilakukan pada tumbuhan berklorofil saat berfotosntesis. Dalam tumbuhan hijau, fotosintesis terdiri dari dua golongan reaksi. Satu golongan terdiri dari reaksi cahaya yang sesungguhnya mengubah energi elektromagnetik menjadi potensi kimiawi. Golongan lain terdiri dari reaksi enzimatik yang menggunakan energi dari reaksi cahaya untuk mengfiksasi karbon dioksida menjadi gula. Reaksi terakhir ini sering disebut reaksi gelap. Hasil dari kedua reaksi tersebut dapat disimpulkan menjadi reaksi sederhana sebagai berikut.

2H2O + CO2 + cahaya         (CH2O) + H2O + O2

2.      Biosintesis Sukrosa

Sukrosa merupakan produk tanaman yang terbentuk dari hasil proses fotosintesis, yang mana merupakan bahan faktor utama. Pembentukan sukrosa mungkin merupakan prekursor biasa untuk sintesis polisakarida. Meskipun jalur alternatif terdiri dari suatu reaksi antara glukosa 1-fosfat dan fruktosa yang bertanggungjawab untuk produksi sukrosa dalam mikroorganisme tertentu.

Biosintesis Lipid

1.   Biosintesis asam lemak berjalan dengan sederet reaksi melibatkan dua komplek enzim plus ATP, NADPH2, Mn++, dan karbon dioksida. Jalur biosintesis asam lemak tak jenuh (unsaturated fatty acids), rantai cabang, jumlah atom karbon gasal dalam asam lemak, dan lain-lain modifikasi belum ditegakkan secara rinci. Bagian molekul (moiety) gliserol yang digunakan dalam biosintesis lipid diturunkan utamanya dari isomer-L dari α-gliserofosfat (L- α-GP). Reaksi-reaksi yang terlibat dalam pembentukan tipe trigliserida dirangkum dalam Gambar 3-4. L-α-GP mungkin diturunkan baik dari gliserol bebas maupun antara glikolisis, dihidroasetonfosfat bereaksi berturut-turut dengan 2 molekul asetil-KoA membentuk pertama asam L-α-flisofosfatidat, kemudian asam L-α-fosfatidat. Senyawa yang akhir ini diubah menjadi α,ß-digliserida, yang akan baik kembali kedaur asam fosfatidat atau bereaksi dengan asil-KoA dan asam Iemak untuk membentuk trigliserida.

BIOSINTESIS METABOLIT SEKUNDER

Jalur yang biasanya dilalui dalam pembentukan metabolit sekunder ada tiga jalur, yaitu jalur asam asetat, jalur asam sikimat, dan jalur asarn mevalonat.

1.      JaIur asam asetat 

Poliketida meliputi golongan yang besar bahan alami yang digolongkan bersarna berdasarkan pada biosintesisnya. Keanekaragaman struktur dapat dijelaskan sebagai turunan rantai poli-ß-keto, terbentuk oleh koupling unit-unit asam asetat (C2) via reaksi kondensasi, misalnya

n CH3CO2H [CH3CO]n-

Termasuk poliketida adalah asam temak, poliasetilena, prostaglandin, antibiotika makrolida, dan senyawa aromatic seperti antrakinon dan tetrasiklina. Pembentukan rantai poli-ßketo dapat digambarkan sebagai sederet reaksi Claisen, keragaman melibatkan urutan ß-oksidasi dalam metabolism asam lemak. Jadi, 2 molekul asetil-KoA dapat ikut serta datam reaksi Claisen membentuk asetoasetil-KoA, kemudian reaksi dapat berlanjut sampai dihasilkan rantai poli-ß-keto yang cukup (Gambar 3—7). Akan tetapi studi tentang enzim yang terlibat dalam biosintesis asam Iemak belum terungkap secara rinci.

Namun demikian, dalam pembentukan asam lemak melibatkan enzim asam Iemak sintase seperti yang dibahas di atas. Mengenai reaksi-reaksi yang terjadi pada jalur asam asetat tercantum dalam Gambar 3—6.

2.      Jalur asam sikimat

 

Jalur asam sikimat merupakan jafur alternatif menuju senyawa aromatik, utamanya L-fenilalanin. L-tirosina. dan Ltriptofan. Jalur ini berlangsung dalam mikroorganisme dan tumbuhan, tetapi tidak berlangsung dalam hewan, sehingga asam amino aromatik merupakan asam amino esensial yang harus terdapat dalam diet manusia maupun hewan.

Antara pusat adalah asam sikimat, suatu asam yang ditemukan dalam tanaman Illicium sp. beberapa tahun sebelum perannya dalam metabolisme ditemukan. Asam ini juga terbentuk dalam mutan tertentu dari Escherichia coli. Adapun contoh reaksi yang terjadi dalam biosintesis asam polifenolat

3.      Jalur asam mevalonat 

Terpenoid merupakan bentuk senyawa dengan keragaman struktur yang besar dalam produk alami yang diturunkan dan unit isoprena (C5) yang bergandengan dalam model kepala ke ekor (head-to-tail), sedangkan unit isoprena diturunkan dari metabolisme asam asetat oleh jalur asam mevalonat

Pertanyaan

1. Berdasarkan jurnal di atas apa saja yang termasuk pembentuk metabolit sekunder
2. Senyawa metabolit sekunder tidak berperan penting dalam kehidupan, akan tetapi memiliki beberapa keuntungan.  Apa saja keuntungan dari senyawa metabolit sekunder?
3. Apa saja yang termasuk komponen yang memberikan efek induksi enzim pada biosintesis  metabolit sekunder?