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 ORGANISME 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, Cu, Mo
|
PERAN ENZIM/KO-ENZIM DALAM OKSIDASI BIOLOGIS
1. ENZIM
OKSIDASE :
Oksidase
merupakan enzim yang berperan mengkatalisis Hidrogen yang ada dalam substrat
dengan hasil berupa H2O dan H2O2.
Enzim ini
berfungsi sebagai AKSEPTOR ion Hidrogen.
Enzim ini
banyak terdapat dalam mioglobin, hemoglobin, dan sitokrom lain.
Enzim ini
merupakan zat terakhir dari rangkaian proses respirasi yang berperan
memindahkan electron yang dihasilkan dari proses oksidasi sebelumnya yaitu oleh
enzim dehidrogenase.
Bentuk-bentuk
lain yang perannya sama dengan enzim oksidase yaitu Flavoprotein Mononukleotida
(FMN) dan Flavin Adenin Dinukleotida
(FAD) yang berasal dari VITAMIN riboflavin.
FMN banyak
terdapat dalam ginjal, usus halus, dan hati.
FAD banyak
terdapat dalam hati
ENZIM OKSIDASE memanfaatkan OKSIGEN
sebagai AKSEPTOR HIDROGEN
2. ENZIM
DEHIDROGENASE :
Enzim ini berperan sebagai pemindah ion
Hidrogen dari substrat satu ke substrat berikutnya dalam reaksi REDOKS COUPLE. Contohnya
ialah penggunaan enzim dehidrogenase dalam pemindahan electron di membrane
dalam mitokondria, siklus Kreb, dan GLIKOLISIS fase anaerob.
Enzim ini tidak menggunakan Oksigen
sebagai akseptor ion Hidrogen. Reaksi Redoks couple enzim ini dapat dilihat
sebagai berikut :
Catatan : A dan B merupakan substrat
Aktivitas enzim Dehidrogenase juga punya
ketergantungan pada ko-enzim Nikotinamida --- NAD (Vitamin Niasin) dan vitamin
Riboflavin.
3. ENZIM
HIDROPEROKSIDASE
Ada dua jenis
hidroperoksidase : PEROKSIDASE dan KATALASE.
a). Peroksidase :banyak terdapat dalam
air susu, leukosit, trombosit, dan jaringan tubuh lainnya yang berperan dalam metabolisme
EIKOSANOID (berkaitan dengan ASAM LEMAK TAK JENUH).
Enzim peroksidase berperan penting
menjaga lipid membrane sel dan hemoglobin dari senyawaan peroksida (H2O2 ) yang bersifat
toksik. Reaksinya sebagai berikut :
b). Katalase : banyak terdapat dalam jaringan
hati, sel mukosa, darah, sumsum tulang, dan ginjal. Bagian organel sel dari
jaringan tersebut yang memiliki dua fungsi sekaligus yaitu untuk menghasilkan
dan untuk menghancurkan hydrogen peroksida adalah ENZIM PEROKSISOM.
Enzim ini berperan menghancurkan
hydrogen peroksida yang dihasilkan dari aktivitas enzim oksidase. Reaksinya
sebagai berikut :
Hubungan kerja enzim peroksisom
digambarkan dalam reaksi berikut:
Hubungan kerja enzim peroksisom
digambarkan dalam reaksi berikut:
4. ENZIM
OKSIGENASE
Enzim ini berperan dalam sintesis atau
penguraian berbagai senyawaan Enzim ini banyak ditemukan dalam hati.
Ada dua macam
enzim Oksigenase yaitu : DIOKSIGENASE dan MONOOKSIGENASE.
Dioksigenase berfungsi mengkatalisis
penyatuan oksigen ke dalam molekul substrat. Reaksi dasarnya sebagai berikut :
DIOKSIGENASE
A +
O2 AO2
Enzim Monooksigenase banyak ditemukan
dalam sel-sel hati yang bekerja bersama enzim SITOKROM P-450 untuk HIDROKSILASI
OBAT. Reaksi dasar hidrosilasi obat oleh monoksigenase :
OBAT
|
-
|
|
+
|
O2
|
+
|
2 Fe2+
|
+
|
2H+
|
|
OBAT-
|
+
|
H2O
|
+
|
2 Fe3+
|
|
|
|
|
|
|
(P-450)
|
|
|
|
|
|
|
|
(P-450)
|
RANTAI RESPIRASI & SENYAWA
FOSFAT ENERGI TINGGI
Rantai respirasi yang dimaksud disini
adalah rangkaian proses transfer electron Hidrogen yang terjadi pada bagian
membrane dalam mitokodria dengan melibatkan sejumlah enzim. Hasil akhir dari
rangkaian proses transfer electron ialah sejumlah energi berbentuk ATP.
Rangkaian proses transfer electron dalam
rantai respirasi yang menghasilkan ATP tersebut dikenal sebagai FOSFORILASI OKSIDATIF.
Pemahaman rangkaian proses respirasi ini
memungkinkan kita dapat melakukan tindakan preventif dan kuratif terhadap kasus
keracunan karena obat (misal : AMOBARBITOL) dan racun (misal: SIANIDA dan
KARBONMONOKSIDA), maupun kasus kematian karena kelainan DISFUNGSI RENAL dan
MIOPATI MITOKONDRIA INFANTILIS.
Urutan proses produksi energi dimulai
dari pencernaan makanan sampai dengan rantai respirasi berupa transfer electron
pada bagian membrane dalam mitokondria.
RANGKAIAN RANTAI RESPIRASI :
Mekanisme FOSFORILASI OKSIDATIF dijelaskan
oleh 3 teori, yaitu :
1.
TEORI KOPLING KONFORMASIONAL
2.
TEORI KOPLING PERTENGAHAN BERENERGI TINGGI
3.
TEORI KOPLING KEMIOSMOTIK
Teori yang diakui saat ini adalah teori
yang ke tiga KEMIOSMOTIK.
Secara diagramatik urutan selengkapnya
mengenai produksi energi digambarkan sebagai berikut :
MITOKONDRIA
(dengan membran luar
& membran dalam)
SIKLUS
KREB
(SIKLUS ASAM TRIKARBOKSILAT=TCA CYCLE)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar