690 likes | 934 Views
Penugasan Kelompok 6. Metabolic Energy : ATP Metabolism Bioernergy The Role of ATP ATP a generated by phyotosynthetic ( photophosphorilation) 4. ATP synthetic : oxydative phosphorilation in monochondria. 5. Conclusion References. Reaksi Oksidasi zat organik , dpt berlangsung :
E N D
Penugasan Kelompok 6. Metabolic Energy : ATP Metabolism Bioernergy The Role of ATP ATP a generated by phyotosynthetic ( photophosphorilation) 4. ATP synthetic : oxydative phosphorilation in monochondria. 5. Conclusion References
Reaksi Oksidasi zat organik , dpt berlangsung : 1. melalui suatu proses pembakaran biasa 2. atau dapat melalui reaksi enzimatis.
Di dalam respirasi, pelepasan energi kimia meliputi 3 proses : Oksidasi (dehidrogenasi = pelepasan Hidrogen) Perombakan molekul Pemindahan Energi ( fosforilasi) molekul-2 intermediat CO2 organik enzim Donor H H2O ADP, Pi ATP
Oksidasibiologi Reaksiantarazatdengan mol O2 A + (O) AO 2. Pelepasanhidrogen (hidrogenase) atau pelepasanelektron XH2 + Y YH2 + X X di-oksidasi pd prosesdehidrogenase Y merupakanaseptorhidrogenase ( y direduksi ) danenzimnyadehidrogenase
Reduksi = adalah proses penangkapan elektron-2 atau penangkapan hidrogen oksidasi ( - elektron ) A B reduksi ( + elektron ) Jika didalam suatu reaksi salah satu gugusan mengalami OKSIDASI, maka harus ada gugusan lainnya yang mengalami REDUKSI A + B A (ter-0ksidasi ) + B (ter-reduksi)
Contoh Reaksi Oksidasi-reduksi proses oksidasi Zat organik + O2 CO2 + H2O proses Reduksi XH2 + Y YH2 + X
YH2 NAD FADH2 Sit H2O Y NADH2 FAD Sit 2H ½ O2 dehidrogenase sitokhrom oxidase Dehidrogenase khusus NAD , hanya dpt mengkatalisa pemindahan hidrogen dari substrat ke NAD
XH2 Y H2O X YH2 ½ O2 Reaksi oksidasi – reduksi Y sebagai akseptor H Oksigen biasanya sbg akseptor H yg terakhir X dan Y sbg Hidrogen akseptor sebelum Oksigen
Akseptor Hidrogen dalam Organisme ada 3 bentuk utama : 1. Coenzim I : NAD (nikotinamida dinukleotida ) 2. Co-enzim II : NADP (nikotin amida dinukleotida fosfat ) 3. FAD : flavo adenin dinukleotida bentuk tereduksi NADH = NAD+ +H+ +2 e- NADPH = NADP+ + H+ + 2 e- FADH2 = FAD + 2 H+ + 2 e-
Fosforilasi = transfer energi membentuk ikatan kaya energi ( asam fosfat/fosfat ). Energi ini sewaktu-waktu dpt dilepaskan utk menjalankan reaksi endergonik, ttp jika belum dipakai, maka tersimpan dlm bentuk ATP. Fosforilasi tingkat substrat (Substrate -level phosphorilation) Terjadi pd proses pembongkaran substrat (KH, glukose) pd glikolisis (respirasi) , melalui dehidrogenase langsung membentuk suatu ikatan energi tinggi dan baru kemudian terjadi fosforilasi. Contoh 1 mol glukose yg masuk dlm lintasan glikolisis menghasilkan sintesis 2 mol ATP , sehubungan dg transfer langsung gugusan fosfat dari mol substrat ke ATP.
Persamaanfotosintesis(Alan Stemler & Richard Radmer, 1975 ) : kloroplas nCO2 + 2nH2O + cahaya(CH2O)n + nCO2 + nH2O Perhatikan : Rangkumanpersamaanfotosintesis, tidakmenyebutkanttg ATP, NADPH, atau NADP+ , alasannya : krnsetelah ATP dan NADPH terbentuk, energinyadigunakandlmprosesreduksi CO2 dansintesisKarbohidrat., dan ADP dan Pi serta NADP+ dilepaskanlagi. ADP dan Pi segeradirubahmenjadi ATP oleholehenergicahaya, dansecepatitu pula ATP dirombakketikafotosintesisterjadi, pd lajuygtetap.
Fungsi Cahaya dlm fotosintesis , Mengangkut elektron dari H2O untuk mereduksi NADP+ menjadi NADPH Menyediakan energi untuk membentuk ATP dari ADP + Pi , kloroplas ADP + Pi + cahaya ATP + H2O - ATP disintesis dlm khloroplas yg hanya saat ada cahaya, yaitu pd kompleks ATP-sintase. Kompleks ini merupakan gugus polipeptida yg mengubah ADP dan Pi menjadi ATP dan H2O. Kompleks ini mengandung sebuah tangkai ( Cfo) yg mendukung bagian spt bola ( CF1) yg terletak di STROMA. - ATP yg dihasilkan dlm kloroplas dihasilkan lebih banyak dr pd fosforilsdi oksidatif dlm mitochondria
Fase Terang : cahaya Kloroplas + H2O + ADP + Pi + NADP ½ O2 + ATP + NADPH2 Fase Gelap : gelap Kloroplas + O2 + CO + ATP + NADPH2 ADP + Pi + NADP + gula dan pati
Arnon (1984) menemukanbahwa ATP disintesisdlmkloroplasygdiisolasihanya pd waktucahaya , danprosesinidsbfosforilasifotosintetik (=fotofosforilasi) kloroplas ADP + Pi + cahaya ATP + H2O
FS I dan FS II menggunakan energi cahaya untuk mengoksidasi H2O , dan secara bersama memindahkan 2 elektron yg tersedia ke NADP+ , membentuk NADPH : FS II FS I 2 NADPH + 2 H+ 2 H2O O2 + 4 H+ 2DNAP+
Jika cahaya dg panjang gelombang merah yg lebih panjang, maka laju fotosintesis bahkan lebih cepat dp yg diharapkan dari penjumlahan laju bila setiap warna itu diberikan sendiri-2 .Sinergisme atau peningkatan ini kemudian dikenal sbg Efek Peningkatan Emerson., Kerjasama antar –fotosistem
1. Aliran elektron nonsiklik melibatkan ke 2 fotosistem & memproduksi NADPH, ATP , O2. 2. Aliran elektron siklik hanya menggunkan FS I , yg memproduksi ATP ttp tidak NADPH dan O2. Produksi ATP selama reaksi terang disebut fotofosforilasi. 3.Mekanismenya ialah kemiosmosis. 4. Reaksi redoks rantai transport elektron yg menghubung-kan ke-2 FS ini menghasilkan gradien H+ melintasi membran tilakoid . 5. ATP sintase menggunakan gaya gerak-proton ini untuk membuat ATP.
Reaksi Gelap
Fase Karboksilasi = adalah pengikatan CO2 kepada RBP atau RuBP yg dikatalisis oleh enzim Rubisco dan menghasilkan 2 mol PGA. Fase reduksi= gugus karboksil dalam 3-PGA direduksi menjadi sebuah gugus aldehyda dalam 3-fosfogliseraldehida ( 3-PGaldehida) Fase Regenerasi = yg diregenerasi adalah RuBP, yang diperlukan untuk bereaksi dg CO2 tambahan yg berdifusi secara konstan ke dlm daun melalaui stomata.
ENERGY BALANCE 6CO2 + 18 ATP + 12 NADPH C6H12O6 + 18 (ADP+Pi) + 12 NADP + 6 H2O 18 ATP = > 140 kcal Thus the energy input is 12 NADPH = > 615 kcal = 755 kcal The energy recovered in hexose is about 670 kcal/mole, ,which represents an efficiency of nearly 90 %. The wasted 10% is the energy input used to keep the cycle running.
Fosforilasi Oksidatif Pembentukan ATP dari ADP dan Pi secara tidak langsung didorong oleh kecenderungan O2 secara termodinamika untuk reduksi , dan proses ini dikatalisis oleh faktor ATP-sintase. Merupakan pembentukan ATP dlm respirasi, di dalam mitochondria. ATP kmd dipindah dg segera melintasi membran-luar yg jauh lebih permeabel menuju sitosol, tempat ATP menjalankan fungsinya.
Faktor-2 ygmempengaruhifosforilasioksidatif, a.l Dinitrifenolmempercepatpengangkutanelektrondanrespirasi, krnmampumemperkecilgradienpH. Ion NH4+ merupakanpenghambat , meskipunkurangpotensial. Oligomisin ( antibiotikaygdihasilkan sp Streotomyces) Asambongkrekat ( antibiotikaygdihasilkan sp Pseudomonas).
RESPIRASI Tahap 1. Glikolisis