Bio kimia

PERTEMUAN PERTAMA :
BIOKIMIA
• Aspek kimia dalam tubuh 1. Senyawa kimia dalam jasad hidup
2. Sintesis dan degradasi
• Aspek biokimia yang berpengaruh dalam reproduksi kesehatan ibu, janin, bayi dan anak 1. Enzim dan koenzim (pengertian, jenis, cara kerja, sifat kinetic, regulasi dan aktivitas enzim)
2. ……


HUBUNGAN DAN PERAN BIOKIMIA DENGAN KEDOKTERAN/KEBIDANAN

MASALAH POKOK KESEHATAN
1. Pemahaman terhadap kesehatan & cara mempertahankan kesehatan
2. Pemahaman terhadap penyakit & terapinya secara efektif

BIOKIMIA MEMBERI SUMBANGAN BERHARGA TERHADAP PENYELESAIAN MASALAH POKOK TERSEBUT. MENGAPA ?

ILMU BIOKIMIA
  Asam Nukleat
 Protein Lipid Karbohidrat
 
 
 Penyakit genetik
 Anemia sel sabit Arterosklerosis Diabetes M.
ILMU KEDOKTERAN


SEMUA PENYAKIT MEMPUNYAI DASAR BIOKIMIAWI

1. Penyebab fisik : trauma mekanik, suhu yang tinggi atau rendah, perubahan mendadak dalam tekanan atmosfer, radiasi, shock listrik
2. Penyebab kimia dan obat-obatan : senyawa toksik tertentu, preparat obat,dll
3. Penyebab biologis : virus, ricketsia, bakteri, fungsi, bentuk parasit yang lebih tinggi
4. Kekurangan oksigen : perubahan sirkuasi darah, penurunan kemampuan darah untuk mengangkut oksigen, keracunan pada enzim-enzim oksidatif dll
5. Penyebab genetic : congenital, molekuler
6. Reaksi imunologi : anafilaksis, penyakit autoimun
7. Gangguan keseimbangan gizi : defisiensi gizi, kelebihan gizi
8. Gangguan keseimbangan hormonal : defisiensi hormonal, reproduksi hormone berlebihan


PENGGUNAAN BIOKIMIA DALAM PEMERIKSAAN PENYAKIT

 PENGGUNAAN CONTOH
1. Mengungkap penyebab fundamental dan mekanisme terjadinya penyakit Demonstrasi yang memperlihatkan sifat cacat genetic pada penyakit kistik fibrosis
2. Menunjukkan pengobatan yang rasional serta efektif berdasar hasil no. 1 di atas Penggunaan diet rendah fenilalanin untuk mengobati fenilketonuria
3. Membantu dalam menegakkan dianosis penyakit yang spesifik Penggunaan enzim Kreatin Kinase MB (CKMB) plasma untuk membantu penyakit infark miokard
4. Sebagai pemeriksanaan screening untuk diagnosis dini penyakit-penyakit tertentu Penggunaan Tiroksin Darah (TSH) untuk diagnosis hipotiroidisme congenital neonatal
5. Memantau perjalanan penyakit tertentu Penggunaan enzim alanin aminotransferase (ALT) plasma utk memantau penyakit hepatitis
6. Menilai respon penyakit terhadap terapi Pemeriksaaan kadar antigen untuk pasien yang mendapat terapi karena kanker colon



TUBUH MANUSIA TERSUSUN DARI BEBERAPA UNSUR YANG MEMBENTUK MAKROMOLEKUL

UNSUR UTAMA TUBUH :

1. KARBON
2. HIDROGEN 3. OKSIGEN
4. NITROGEN

UNSUR PERSENTASE UNSUR PERSENTASE
KARBON 50 KALIUM 1
OKSIGEN 20 SULFUR 0.8
HIDROGEN 10 NATRIUM 0.4
NITROGEN 8.5 KHLOR 0.4
KALSIUM 4 MAGNESIUM 0.1
FOSFOR 2.5 BESI 0.01


BIOMOLEKUL BESAR DAN KOMPLEKS DARI TUBUH MAKHLUK HIDUP YAITU : ADN, ARN, PROTEIN, POLISAKARIDA, DAN LEMAK

BIOMOLEKUL UNSUR PEMBANGUN FUNGSI POKOK
ADN Deoksinukleotida (ribose yang kehilangan –OH pada C ke 3) Bahan genetik
ARN Ribonuleotida Template untuk sintesis protein
PROTEIN Asam Amino Aktivitas enzimatik dan hormonal
POLISAKARIDA (GLIKOGEN) Glukosa Sumber energi yang langsung atau tersimpan sementara (jangka pendek)
LIPID ASAM lemak Penyusun membrane sel dan cadangan makanan (jangka panjang)

URUTAN KEKOMPLEKSAN BIOMOLEKUL
Molekul sederhana
Molekul bahan pembangun
MAKRO MOLEKUL
Organel dan agregat Supramolekul
SEL
CO , H2O, NH3, Dll Asam amino, gula sederhana,
Nukleotida,
Asam lemak PROTEIN,
Polisakarida,
Asam inti,
lipida Komponen sel: membrane inti, RE, lisosom dll


BIOMOLEKUL DISINTESIS DAN DIDEGRADASI MELALUI AKTIVITAS BIOKIMIAWI TUBUH

SINTESIS DAN DEGRADASI UNSUR/SENYAWAAN TERJADI DALAM SEL

  DALAM SEL
PROSES
 KATABOLISME
ANABOLISME
REAKSI
REDUKSI
OKSIDASI
PERTUKARAN DAN PENGANGKUTAN ZAT

KELUAR ORGANEL/ SEL / TUBUH
MASUK ORGANEL/ SEL / TUBUH







ENZIM

FOCUS BAHASAN :
Pengertian, jenis, cara kerja, sifat kinetic, regulasi dan aktivitas enzim

A. PENGERTIAN :
Asal kata ENZIM = En-zyme yang berarti ragi (yeast) = KERJA/SATUAN KERJA (ERGON)….. mulai dikenal Tahun 1877
Enzim adalah PROTEIN yang khusus disintesis sel untuk BIOKATALISATOR reaksi-reaksi dalam sel/tubuh makhluk hidup
ENZIM disintesis dalam sel, tetapi komponen penyusunannya diperoleh dari luar (makanan/minuman….. bervitamin)
ENZIM yang dikeluarkan dari dalam sel disebut EKSO-ENZIM.
ENZIM yang tetap tersimpan dalam sel disebut ENDO-ENZIM.
ENZIM dalam melaksanakan fungsinya sering butuh KO-FAKTOR.
KO-FAKTOR berikatan dengan enzim.
IKATAN ko-faktor dengan enzim yang bersifat TIDAK TETAP disebut GUGUS PROSTETIK.
IKATAN ko-faktor dengan enzim yang bersifat TETAP disebut KO-ENZIM.
ENZIM tersusun atas dua komponen yaitu BAGIAN YANG TERMOLABIL disebut APO-ENZIM dan BAGIAN YANG AKTIF disebut PROSTETIK/KO-ENZIM








B. JENIS ENZIM :

Klasifikasi (tatanama) jenis enzim didasarkan pada NAMA SUBSTRAT YANG DIKATALISIS (contoh: sakarase, proteinase, dll) atau NAMA JASAD HIDUP PENGHASIL ENZIM (contoh: papain, fisin, dll), atau JENIS REAKSI PADA PROSES KATALISISNYA.

Klasifikasi yang STANDART adalah berdasar JENIS REAKSINYA.
ADA 6 JENIS ENZIM:

1. OKSIDOREDUKTASE Untuk reaksi-reaksi oksidasi dan reduksi: Dehidrogenase, Oksidase
2. TRANSFERASE Untuk pemindahan gugus fungsional: Transaminase, Kinase
3. HIDROLASE Untuk reaksi hidrolisis :
Esterase, Peptidase, Fosfatase
4. LIASE Untuk penambahan ikatan rangkap:
Fumarase
5. ISOMERASE Untuk reaksi isomerasi (pembuatan senyawaan padanan): Alanin rasemase
6. LIGASE Untuk penempelan ikatan/senyawaan:
Alanin sintetase


TABEL JENIS DAN FUNGSI ENZIM

NO JENIS ENZIM FUNGSI / PERAN
1. OKSIDOREDUKTASE
(Reaksi reduksi–oksidasi)

→→→→→ a. Bekerja pada
∣
— CH — OH
 
a. Bekerja pada ∣
— C = O
 
c. Bekerja pada ∣
— CH = CH —
 
d. Bekerja pada ∣
— CH — NH2
 
e. Bekerja pada ∣
— CH — NH —
f. Bekerja pada NADH, NADPH
 

2. TRANSFERASE
(Pemindahan gugus fungsional) a. Gugus satu –karbon
b. Gugus aldehida atau keton
c. Gugus asil
d. Gugus glikosil
e. Gugus fosfat
f. Gugus yang mengandung Sulfur (S)
3. HIDROLASE
(Reaksi Hidrolisis) a. Ester
b. Ikatan glikosida
c. Ikatan peptide
d. Ikatan C-N lain
e. Anhidrida asam
4. LIASE
(Penambahan ikatan rangkat atau kebalikan reaksi tersebut) a.
∣
— C = C —
 
b. ∣
— C = O
 
c. ∣
— C = N —

5. ISOMERASE Reaksi isomerasi
6. LIGASE
(Pembentukan ikatan dengan pembelahan ATP) a. Pembentukan ikatan C-O
b. Pembentukan ikatan C-S
c. Pembentukan ikatan C-N
d. Pembentukan ikatan C-C



KO-ENZIM
Ko-enzim identik dengan VITAMIN. Sebagai Ko-faktor ada unsur yang dapat diperoleh/disusun dari dalam tubuh, tetapi tak sedikit yang tidak dapat disusun tubuh hewan/manusia sehingga perlu memasukkan dari luar berupa vitamin.

NO KO-ENZIM VITAMIN FUNGSI
1. Nikotinamida Adenin Dinukleotida (NAD) Asam Nikotinat (NIASIN) Redoks
2. Nikotinamida Adenin Dinukleotida Phosphat (NADP) Asam Nikotinat (NIASIN) Redoks
3. Flavin Adenin Dinukleotida (FAD) Riboflavin Redoks
4. Flavin Mononukleotida (FMN) Riboflavin Redoks
5. Tiamin Pirofosfat (TPP) Tiamin Oksidatif dekarboksilasi
6. Piridoksal fosfat Piridoksin (vit.B6) Transaminasi dan rasemase
7. Koenzim A Asam Pantotenat Transfer gugus asil
8. Biotin biotin Transfer CO2
9. Koenzim B12 Kobalamin (vit.B12) Transfer gugus fungsional

C. CARA KERJA ENZIM :
Enzim dalam bekerja dipengaruhi oleh :
SUHU, KEASAMAN (pH), KONSENTRASI ENZIM, KONSENTRASI SUBSTRAT

D. SIFAT KINETIK ENZIM :
1. Enzim berfungsi sebagai katalisator
2. Enzim itu suatu protein
3. Enzim itu spesifik (khusus)
4. Enzim suatu koloid
5. Enzim dapat bekerja bolak-balik
6. Enzim jumlahnya tidak perlu banyak (cukup)
7. Enzim tidak tahan panas
8. Enzim bekerja baik pada pH tertentu





Kinetika reaksi enzim berbeda dengan katalisator buatan manusia.
FUNGSI KHUSUS ENZIM adalah :
1. Menurunkan energi aktivasi: suatu zat A oleh fungsi enzim akan berubah menjadi zat B jika zat A mendapatkan energi yang cukup sehingga berada dalam keadaan aktif yang akhirnya dapat berubah menjadi zat B
2. Mempercepat reaksi pada suhu dan tekanan yang optimal TANPA mengubah besarnya tetapan keseimbangannya: kecepatan reaksi enzim diukur dari jumlah substrat yang dapat diubah dalam waktu tertentu. Penghitungan kecepatan reaksi enzim digunakan tetapan MICHAELIS-MENTEN. Kecepatan reaksi enzim dipengaruhi oleh (1) pH, (2) suhu, (3) konsentrasi enzim maupun substrat, dan (4) adanya inhibitor/PENGHAMBAT. INHIBITOR ada 2 macam yaitu : inhibitor kompetitif dan inhibitor nonkompetitif. Contoh inhibitor adalah Racun Cyanida dan Sulfida
3. Mengendalikan reaksi : tanpa enzim tidak ada reaksi biokimia lebih lanjut

E. REGULASI & AKTIVITAS ENZIM :
Enzim bekerja dengan regulasi tertentu. Regulasi enzim dilakukan dengan dua cara : (1) Mekanisme umpan balik, (2) Pengendalian genetic melalui SINTESIS PROTEIN dalam sel.
SELENGKAPNYA BACA LITERATUR : David S. Page. Prinsip-Prinsip Biokimia. Edisi Kedua. Hal. 133-140

NEGATIVE-POSITIVE MECHANISM










SINTESIS PROTEIN : CENTRAL DOGMA
PERTEMUAN KEDUA

• Aspek biokimia yang berpengaruh dalam reproduksi kesehatan ibu, janin, bayi dan anak 2. Oksidasi biologi & senyawa berenergi tinggi : proses oksidasi, peran enzim/ko-enzim & logam dlm.oksidasi biologi, transfer electron dlm. Sel, hubungan rantai respirasi dengan senyawa fosfot ber-energi tinggi, oksidasi H dlm mitokondria, struktur & fungsi mitokondria, proses transfer electron di mikrosom, proses REDOKS dlm sel darah merah
3. Siklus Kreb sebagai rangkaian oksidasi lengkap bahan makanan: sumber ostetik Ko.A, fungsi emfibolik sklus Kreb, pembentukan energi dlm siklus Kreb.


OKSIDASI BIOLOGI dan
SENYAWA BERENERGI TINGGI



MANFAAT PELAJARAN INI BAGI ANDA :
Memahami bahwa pada kasus keracunan polutan dan obat serta zat karsinogenik sering digunakan terapi dengan pemberian oksigen pada penderita. Zat-zat tersebut dimetabolisme oleh enzim OKSIGENASE dalam system sitokrom P-450 di mitokondria, yang merupakan salah satu enzim oksidoreduktase









PROSES OKSIDASI BIOLOGI:
Reaksi Oksidasi biologi selalu diikuti reaksi reduksi.
Oksidasi TIDAK selalu menggunakan Oksigen, misal Dehidrogenasi.
1. Pengertian : Oksidasi adalah proses pengeluaran electron …… lawannya reduksi yaitu proses penerimaan electron. Contoh : ion feri dioksidasi menjadi ion fero, reaksinya sebagai berikut :
 
 

Fe2+ Fe3+

ion fero ion feri

2. Reaksi REDOKS (REDUKSI & OKSIDASI) memerlukan enzim OKSIDOREDUKTASE
3. Oksidasi biologi pada makhluk hidup tingkat tinggi MUTLAK memerlukan adanya OKSIGEN. Pada makhluk tertentu (bakteri anaerob) mampu melakukan oksidasi biologi tanpa Oksigen bebas. (INGAT KONSEP ORGANISME AEROBIK dan makhluk hidup ANAEROBIK)
4. Kemampuan suatu senyawaan melakukan pertukaran electron (memberi atau menerima electron) disebut sebagai POTENSIAL REDOKS (dinyatakan dalam satuan volt)
5. Enzim/Ko-enzim dan Logam yang berperan dalam oksidasi biologi ialah :

ENZIM / KO-ENZIM LOGAM
1. OKSIDASE
2. DEHIDROGENASE
3. HIDROPEROKSIDASE
4. OKSIGENASE Mg, Fe

6.