Perbedaan Respirasi Aerob Dengan Respirasi Anaerob

Berikut akan diuraikan secara singkat perbedaan pokok antara respirasi aerob dengan respirasi anaerob :

1). Respirasi aerob menggunakan molekul oksigen sedangkan pada respirasi anaerob tidak menggunakan oksigen.

2). Pada respirasi aerob prosesnya membongkar glukosa menjadi karbondioksida (CO₂) dan air (H₂O). Sedangkan pada respirasi anaerob prosesnya membongkar glukosa menjadi triosa dan molekul persenyawaan organik lainnya.

3). Pada respirasi aerob dapat menjerat sekitar 50% dari energy kimia yang terdapat dalam molekul glukosa. Sedangkan pada respirasi anaerob dapat menjerat energy kimia hanya sedikit.

4). Respirasi aerob berlangsung pada hampir seluruh makhluk hidup. Sedangkan respirasi anaerob berlangsung dalam sel mikroorganisme, embrio dan sel-sel neoplasmik (jaringan baru yang ditambahkan pada kondisi patologik).

5). Enzim yang berperan dalam respirasi aerob terdapat dalam mitokondria. Sedangkan pada respirasi anaerob enzim yang berperan terdapat pada sitoplasma.

DOWNLOAD materi lengkap terkait respirasi dalam bentuk Microsoft Word disini!

Baca selengkapnya...

Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Respirasi

(1) Substrat

Respirasi bergantung pada tersedianya substrat terutama dalam bentuk karbohidrat (amilum, glukosa). Pada tumbuhan yang persediaan kabohidratnya rendah, respirasinya juga rendah. Daun-daun yang ada pada bagian yang tersembunyi dari cahaya yang berarti proses pembentukan karbohidrat melalui fotosintesis rendah, menunjukkan adanya respirasi yang lebih rendah dari daun dibagian pucuk (yang banyak kena cahaya). Apabila karbohidrat kurang, cadangan makanan lain (protein, lemak) dapat dioksidasi hanya harus melalui proses yang lebih panjang.

(2) Temperatur

Seperti halnya kerja enzim, respirasi juga dipengaruhi oleh temperatur. Pada O^o C kecepatan respirasi sangat rendah. Kenaikan temperatursampai 35 ^o C atau 45^o C akan meningkatkan kecepatan respirasi. Tetapi di atas temperatur tersebut kecepatannya mulai menurun, karena enzim-enzim yang diperlukan mulai ada yang mengalami denaturasi.

3) Oksigen

Karena oksigen berfungsi sebagai terminal penerimaan elektron pada daur Krebs, maka bila konsentrasinya rendah respirasi aerob dan anaerob dapat berlangsung bersamaan. Bila oksigen kadarnya dinaikkan maka respirasi aerob akan berjalan lebih cepat, sedang respirasi anaerob akan terhenti. Peristiwa ini disebut efek Pasteur.

Pengaruh oksigen terhadap respirasi tidak sama untuk spesies tumbuhan berbeda, malahan berbeda untuk organ - organ yang berbeda pada tumbuhan yang sama. Misalnya batang dan akar karena afinitas sitokrom oksidase pada mitokondria organ tersebut terhadap oksigen tinggi, mereka dapat mempertahankan laju respirasi pada konsentrasi O² sekitar 0,05 % dari yang terdapat di udara bebas.

(4) Umur dan tipe jaringan

Respirasi pada jaringan muda lebih kuat dari pada jaringan tua. Pada jaringan yang berkembang (tumbuh) respirasi lebih tinggi dari jaringan yang sudah matang. Hal ini logis, karena respirasi merupakan penghasil energy untuk pertumbuhan dan aktivitas dalam sel.

Pada perkembangan buah muda, laju respirasi tinggi. Kemudian berangsur menurun sesuai tingkat kematangannya. Namun dalam banyak spesies (apel) menurunnya secara berangsur-angsur respirasi aerob, diikuti dengan meningkatnya respirasi anaerob, yang disebut klimakterik. Klimakterik biasanya bertepatan dengan masaknya dan timbulnya flavor (aroma) buah tersebut. Buah jenis ini dapat tahan lama setelah dipetik. Beberapa buah seperti jeruk, anggur dan nenas tidak menunjukkan klimakterik. Sehingga jenis buah ini tidak tahan disimpan.

(5) Kadar garam anorganik dalam medium

Jaringan atau tumbuhan yang dipindahkan dari air ke larutan garam akan menunjukkan kenaikan respirasi. Respirasi di atas normal semacam ini disebut respirasi garam.

(6) Rangsangan Mekanik

Daun yang digoyang - goyang menunjukkan kenaikan respirasi. Tetapi kalau ini dilakukan berulang-ulang reaksinya menurun. Kanaikan respirasi ini mungkin disebabkan oleh efek pemompaan.

(7) Luka

Terjadinya luka di suatu bagian tumbuhan menyebabkan respirasi di tempat tersebut naik, akibat terbentuknya meristem luka yang menghasilkan kalus. Kenaikan respirasi ini mungkin dapat disebabkan oleh semakin banyaknya osmosis dan difusi O2 yang masuk jaringan yang luka.

DOWNLOAD materi lengkap terkait proses respirasi dalam bentuk Microsoft Word disini!

Baca selengkapnya...

Fermentasi

Fermentasi adalah proses penghasil energy utama dari berbagai mikroorganisme yang bersifat anaerob. Sifat anaerob ada yang bersifat obligat (absolut) artinya mokroorganisme tersebut akan mati bila diberi oksigen. Ada yang bersifat anaerob fakultatif yaitu mereka dapat hidup dengan atau tanpa oksigen.

Dalam kondisi anaerob, asam piruvat tidak diubah mcnjadi Asetil-KoA, tetapi mereka akan berubah menjadi etanol. Enzim yang mengkatalisis adalah karboksilase dan dehidrogenase.

Dalam reaksi ini untuk 1mol asam piruvat menjadi etanol dibutuhkan 1 mol NADH2 (3-ATP). Sehingga untuk mengubah 2mol glukosa menjadi 2 mol piruvat dan 2mol etanol dibutuhkan 6 ATP. Dalam rangkaian glokolisis dihasilkan 8 ATP. Sehingga dalam fermentasi glukosa menjadi alkohol hanya dihasilkan 2 ATP. Dengan kata lain fermentasi merupakan penghasil energi yang tidak efisien.

DOWNLOAD materi lengkap terkait fermentasi dalam bentuk Microsoft Word disini!

Baca selengkapnya...

Faktor - Faktor Yang Mempengaruhi Aktivitas Enzim

Dari beberapa uraian di atas dapat disimpulkan tentang faktor-faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim adalah sebagai berikut.

(1) Konsentrasi Substrat

Makin tinggj konsentrasi substrat, aktivitas enzim berbanding lurus dengan penambahan substrat sampai setengah kecepatan maksimal. Setelah itu kecepatan mulai tidak banyak dipengaruhi lagi sesuai dengan tahapan Michaelis-Menten. V

2) Konsentrasi enzim

Selama substrat cukup, penambahan konsentrasi enzim secara teoritis akan mempercepat reaksi enzimasi.

(3) Temperatur

Karena enzim tersusun atas protein, maka mereka sangat sensitif terhadap perubahan temperatur. Keniakan temperatur mula - mula akan menaikan kecepatan reaksi sesuai hukum Van Hoff. Tetapi apabila protein mengalami denaturasi maka kerja enzim akan turun/terhenti. Idem pada suhu rendah. Enzim aktifnya mempunyai batas suhu minimal dan maksimal.

(4) pH

Perubahan pH juga dapat menyebabkan terjadinya denaturasi sehingga enzim kehilangan aktivitasnya. Perubahan pH lebih sensitif dari pada perubahan temperatur terhadap kerja enzim, karena enzim tersusun dari protein yang bersifat bipolar, mudah melepas atau menerima ion, sehingga aktivitasnya menurun.

(5) Adanya inhibitor yang bersifat kompetitif atau non-kompetitif.

DOWNLOAD materi lengkap terkait enzim dalam bentuk Microsoft Word disini!

Baca selengkapnya...

Inhibitor (Penghambat) Enzim

Banyak substrat asing menghambat pengaruh/kerja katalisis enzim. Senyawa tersebut dapat berupa zat anorganik (beberapa kation logam) atau senyawa organik, senyawa asing ini disebut inhibitor enzim.

Inhibitor enzim dibedakan menjadi dua yaitu : inhibitor kompetitif dan inhibitor non kompetitif. Inhibitor kompetitif umumnya mempunyai struktur hampir sama dengan substrat, sehingga mampu bersaing berikatan dengan tempat aktif enzim. Apabila hal ini terjadi makalaju reaksi ensinasi akan menurun. Upaya mengatasinya dapat dengan penambahan lebih banyak substrat asli. Contoh malonat terhadap kerja enzim suksianat dihidrogenase.

Inhibitor non-kompetitif tidak mempunyai struktur yang serupa dengan substrat, dan dapat membentuk kompleks enzim inhibitor pada tempat yang bukan tempat aktif enzim. Inhibitor ini menyebabkan adanya perubahan struktur enzim, sehingga walaupun substrat asli berikatan dengan enzim, katalisis tidak dapat berlangsung, contoh sianida yang mengjkat ion Fe pada sitokrom.

DOWNLOAD materi lengkap terkait enzim dalam bentuk Microsoft Word disini!

Baca selengkapnya...

Mekanisme Kerja Enzim

Dalam suatu reaksi kimia senyawa A menjadi B yang terjadi secara spontan (tanpa enzim), maka disini terjadi hal-hal sebagai berikut. Pada molekul A pada suhu tertentu terdapat energi kinetik rata-rata tertentu. Meskipun sebgaian besar molekul mempunyai energi Idnetik rata-rata, beberapa molekul ada yang mempunyai energi kinetik lebih tinggi dan atau lebih rendah dari energi kinetik rata-rata tersebut akibat molekul–molekulnya saling bertumbukan.

Karena reaksi perubahan A menjadi B secara spontan, energi kinetik rata-rata molekul A lebih tinggi dari energi kinetik rata-rata B. Karenanya molekul-molekul A yang kaya energi mampu bereaksi dan diubah untuk menjadi molekul B. Energi di atas rata-rata yang diperlukan untuk bereaksi dan diubah menjadi B disebut energi aktivasi.

Enzim bekerja menurunkan energi aktivasi suatu reaksi. Sehingga bila perubahan molekul A ke B di sertai enzim, akan menyebabkan A lebih banyak berubah menjadi B. Enzim meningkatkan kecepatan reaksi keseluruhan tanpa mengubah suhu reaksi.

Dalam proses enzimasi, enzim dan substrat berkombinasi sementara membentuk kompleks enzim substrat. Terbentuknya kompleks enzim substrat dihipotesakan oleh Fischer bahwa tempatnya enzim dan substrat terjadi persatuan yang kaku seperti kunci dan anak kunci. Substrat adalah kunci yang bentuknya komplemen dan enzim adalah anak kunci.

Bagian enzim tempat substrat berkombinasi disebut tempat aktif. Setelah kompleks enzim - substrat terbentuk, kompleks diaktifkan membentuk hasil reaksi yang berbeda dengan substrat asal. Hasil yang terbentuk tidak sesuai lagi dengan tempat aktif enzim, mereka lalu dilepas, dan tempat aktif tersebut siap menerima molekul substrat yang baru.

Berbeda dengan susunan tempat aktif yang kaku, Koshland menggambarkan bahwa enzim dan tempat aktifhya merupakan struktur yang secara fisik lebih fleksibel. Antara enzim dan substrak terjadi interaksi dinamis.

Jika substrat substrat berkombinasi dengan enzim, substrat menginduksi perubahan-perubahan dalam struktur (konfirmasi) tempat aktif enzim, sehingga fungsi katalisis enzim berlangsung efektif. Teori ini disebut hipotesis induced fit (hipotesis sesuai terinduksi).

DOWNLOAD materi lengkap terkait enzim  dalam bentuk Microsoft Word disini!

Baca selengkapnya...

Kofaktor : Aktivator, Gugus Prostetik Dan Koenzim

Kofaktor adalah komponen enzim yang bersifat non-protein yang berfungsi mengaktifkan enzim. Sifatnya stabil terhadap perubahan suhu atau suatu reaksi. Kofaktor dibedakan menjadi tiga tipe yaitu , aktivator, gugus prostetik dan ko-enzim.

(1) Aktivator

Aktivator adalah ion - ion anorganik yang biasanya berikatan lemah dengan suatu enzim. Contoh beberapa logam berperan sebagai aktivator dalam sistem enzim adalah Cu, Fe, Mn, Zn, Ca, K dan Co.

(2) Gugus Prostetik

Gugus prostetik berikatan erat dengan enzim (protein) oleh ikatan kovalen. Gugus prostetik dapat berupa senyawa organik tertentu, vitamin atau ion logam. Misal FAD yang mengandung riboflavin (Vitamin B2) yang merupakan bagian FAD yang menerima atom Hidrogen. Ion logam kita dapatkan pada sitokrom sebagai pembawa elektron misalnya Fe. Pada waktu melepas besi tereduksi menjadi Fe²⁺, pada waktu melepas elektron, teroksidasi menjadi Fe³⁺

(3) Koenzim

Enzim yang tidak mempunyai gugus prostetik, memerlukan senyawa organik lain untuk aktivitasnya juga disebut koenzim. Koenzim tidak melekat erat pada bagian protein enzim. Contoh NAD, NADP, Koenzim-A, ATP.

DOWNLOAD materi lengkap terkait enzim dalam bentuk Microsoft Word disini!

Baca selengkapnya...

Klasifikasi Enzim

Klasifikasi enzim secara sederhana didasarkan atas tipe reaksi kimia yang dikatalisis. Klasifikasi yang dimaksud adalah sebagai berikut.

(1) Enzim Hidrolisis

Enzim hidrolisis mengkatalisis penambahan air ke ikatan spesifik dari substrat. Karena sebagian besar reaksi hidrolisis dapat balik, maka enzim hidrolisis juga dapat disebut enzim kondensasi atau sintesis. Contoh enzim ini antara lain , esterase, karbohidrase, protease.

(2) Enzim Oksidasi - Reduksi

Enzim ini mengkatalisis pengambilan atau penambahan hidrogen, oksigen atau elektron dari atau ke substrat, melalui proses oksidasi atau reduksi. Enzim ini menepati posisi utama dalam metabolisme sel. Contoh, enzim dihidrogenasi dan oksidase.

(3) Fosforilase

Enzim ini mengkatalisis pemecahan secara fosforolisis suatu ikatan spesifik pada suatu substrat. Reaksi ini dapat bolak - balik. Aktivitas enzim ini analog dengan enzim hidrolisis, kecuali yang ditambahkan asam fosfat dan bukan air. Contoh enzim Fosforilase.

(4) Transferrase

Enzim ini mengkatalisis pemindahan satu gugus dari satu molekul donor ke satu molekul akseptor. Kelompok enzim ini adalah transglikosidase, transpeptidase, transaminase, transmetilase dan transasilase.

(5) Karboksilase

Enzim ini mengkatalisis pengembalian atau penambahan karbondioksida. Contoh glutamate dikarboksilase.

(6) Isomerase

Enzim ini mengkatalisis perubahan gula aldose menjadi gula ketose. Contoh Isomerase.

(7) Epimerase

Enzim ini mengkatalisis perubahan satu gula atau satu derivat gula menjadi epimernya. Contoh Epimerase.

DOWNLOAD materi lengkap terkait enzim dalam bentuk Microsoft Word disini!

Baca selengkapnya...

Nomenklatur (Pemberiaan Nama) Enzim

Sampai saat ini telah ditemukan lebih dari 4500 enzim dalam organism hidup. Dan jumlah ini akan terus bertambah. Dalam pemberian nama biasanya didasarkan atas nama substrat yang ditindaknya, atau tipe reaksi yang dikalisisnya ditambah akhiran -ase. Contoh protease, karbohidrase, lipase, oksidase, reduktase.

International Union of Biochemistry memberi nama yang lebih panjang dan lebih deskriptif atas kerja enzim tersebut. Misal, enzim Sitokrom-oksidase, diberi nama : Sitokrom C : D2 Oksidoreduktase, yang menunjukkan bahwa sitokrom tertentu yang elektronnya diambi] itu adalah tipe-C dan molekul oksigen adalah akseptor elektron, kerja oksidasi - reduksi.

DOWNLOAD materi lengkap terkait enzim dalam bentuk Microsoft Word disini!

Baca selengkapnya...

Sifat - Sifat Enzim

Beberapa sifat umum enzim adalah sebagai berikut.

(1) Enzim aktif dalam jumlah yang sangat kecil. Parameter pengukurannya adalah angka turnover, yaitu banyaknya molekul substrat yang diubah menjadi produk tiap menit oleh 1 gram mol enzim. Dalam reaksi biokomia hanya diperlukan sejumlah kecil enzim guna mengubah substrat yang banyak.

(2) Enzim adalah katalis mumi. tidak terpengaruh oleh reaksi yang dipercepatnya. Karena sifat protein dari enzim, aktivitasnya dipengaruhi oleh temperatur, pH dan lain - lain. Pada kondisi yang dianggap tidak optimum, suatu enzim merupakan senyawa relatif tidak stabil dan dipengaruhi oleh reaksi yang dikaliskan.

(3) Meskipun enzim mcmpercepat reaksi, tetapi enzim tidak mempengaruhi keseimbangan reaksi yang terjadi. Harap diperhatikan bahwa reaksi dalam sel umumnya bersifat bolak – balik

(4) Kerja katalis enzim spesifik. artinya untuk substrat tertentu diperlukan enzim tertentu pula.

(5) Beberapa macam enzim dapat bekerja terhadap substrat tertentu dan menghasilkan produk yang sama. Kelompok enzim semacam ini disebut isozim atau isoenzim. Keuntungan adanya isozim adalah masing – masing jenis enzim dapat memberikan tanggapan yang berbeda dalam lingkungan yang berbeda. Isozim dapat terdapat pada sel yang berbeda, atau pada sel yang sama.

DOWNLOAD materi lengkap terkait enzim dalam bentuk Microsoft Word disini!

Baca selengkapnya...

Enzim

Sel-sel hidup merupakan pabrik-pabrik kimia bergantung energi yang harus mengikuti hukum-hukum kimia. Reaksi-reaksi kimia yang berlangsung dalam sel hidup secara keseluruhan disebut metabolisme. Ribuan reaksi berlangsung dalam tiap sel, sehingga metabolisme merupakan proses yang kompleks tetapi teratur dan mengesankan.

Melalui metabolisme sel mampu membentuk berbagai senyawa dan bahan dasar pembentukan organela-organela dan struktur-struktur lain yang terdapat dalam sel. Tumbuhan juga menghasilkan sejumlah senyawa kompleks yang disebut metabolit sekunder yang mungkin berperan melindungi tumbuhan terhadap insekta, bakteri, jamur dan patogen lain.

Tumbuhan juga menghasilkan vitamin yang berguna bagi tumbuhan itu sendiri dan mahluk lain (hewan, manusia), hormon yang mengontrol dan mengkoordinasi proses pertumbuhan dan perkembangan. Seluruh kegiatan metabolisme tersebut dibantu oleh enzim yang berperan sebagai biokatalisator. yang dapat mempercepat reaksi antara 10⁸ – 10²⁰ kali.

Enzim tidak tercampur merata di seluruh sel, tetapi terdapat dalam kompartemen-kompartemen. Enzim untuk fotosintesis terdapat pada kloroplas, untuk respirasi pada mitakondria dan Sitosal, untuk sistesis DNA, RNA dan mitosis pada inti. Pengelompokkan enzim dalam kompartemen meningkatkan efisiensi proses - proses seluler dengan alasan sebagai berikut.

(1) Membantu memastikan bahwa konsentrasi reaktan cukup di tempat enzim tersebut terdapat.

(2) Membantu memastikan bahwa satu senyawa diarahkan menjadi hasil yang diperlukan, dan tidak dialihkan ke jalur lain oleh kerja enzim lain yang berkompetensi yang juga dapat bekerja pada senyawa itu di tempat lain dalam sel.

Pengelompokan enzim dalam kompartemen-kompartemen tidak mutlak. Misalnya, membran yang mengelilingi kloroplas memungkinkan beberapa gula-fosfat yang dihasilkan fotosintesis, keluar. Senyawa itu kemudian digunakan oleh sejumlah enzim di luar kloroplas dilibatkan dalam sintesis dinding sel dan respirasi yang penting untuk tubuh dan pemeliharaan tumbuhan tersebut.

DOWNLOAD materi lengkap terkait enzim dalam bentuk Microsoft Word disini!

Baca selengkapnya...

Reaksi Oksidasi Reduksi

Respirasi yang sering juga disebut proses biooksidasi adalah suatu rangkaian proses oksidasi - ruduksi yang panjang. Oksidasi adalah proses pengambilan elektron dari suatu senyawa, yang di dalam sel biasanya diikuti dengan pengambilan hidrogen (H₂). Sebaliknya Reduksi suatu senyawa adalah proses penambahan elektron kepada suatu senyawa yang di dalam sel biasanya diikuti dengan penambahan hidrogen. Jika dalam suatu reaksi satu gugusan mengalami oksidasi, maka harus ada gugusan lain yang mengalami reduksi.

Reaksi oksidasi zat organik dapat berlangsung melalui suatu proses pembakaran biasa, atau dapat pula dengan bantuan enzim - enzim tertentu. Hasil akhir dari proses pembakaran biasa dan reaksi dengan katalisator enzim adalah sama, tetapi kedua sistem tersebut mempunyai perbedaan prinsip sebagai berikut.

(1) Pada sistem pembakaran biasa hasil akhir tidak terjadi secara bertahap dari satu degradasi ke degradasi lain, melainkan langsung di rombak dan sekalian menghasilkan panas yang tinggi (kayu api dibakar). Sedang dengan pertolongan enzim, hasil akhir dicapai secara bertahap melalui tahapan yang teliti.

(2) Energi yang dihasilkan dari reaksi pembakaran biasanya tidak digunakan, sedang energi yang dihasilkan oleh enzim akan ditangkap kembali, kemudian dilepaskan, ditangkap lagi dan seterusnya. Reaksi yang bersifat endortermik seimbang dengan eksotermik, sehingga tubuh selalu berada dalam keadaan steade state (seimbang).

(3) Pada sistem pembakaran biasanya diperlukan panas yang tinggi yangh digunakan sebagai energi aktifasi sedangkan dalam reaksi dengan enzim energi aktivitasnya dapat dirurunkan, sehingga reaksi dapat terjadi pada suhu kamar atau suhu yang lebih rendah, bahkan mungkin terjadi pada suhu pembekuan.

Dalam reaksi oksidasi-reduksi terjadi proses pelepasan dan penangkapan elektron. Bahan yang teroksidasi akan melepaskan elektron juga disebut donor elektron atau donor hidrogen. Sedangkan  bahan/zat tereduksi juga disebut akscptor elektron atau akscptor hidrogen.

Yang berperan sebagai pembawa elektron tersebut dari donor elektron ke akseptor elektron adalah koenzim seperti NAD, FAD dan Sitokrom yaitu suatu heme yang mengandung inti besi (Fe) dan terikat dengan protein (Sitokrom a, Sitokrom b, Sitokrom c dan lain-lain).

DOWNLOAD materi lengkap terkait proses respirasi dalam bentuk Microsoft Word disini!

Baca selengkapnya...

Proses Respirasi Pada Tumbuhan

Agar tumbuhan dapat mempertahankan hidupnya mereka harus mampu menyediakan energi secara berkeseimbangan. Energi ini didapat dengan cara menyadap energi kimia yang terbentuk dalam molekul organik yang disintesis dalam fotosintesis.

Proses pelepasan energi guna menyediakan energi bagi kehidupan sel/tumbuhan tersebut dikenal dengan istilah Respirasi. Biasanya respirasi sel - sel tumbuhan berupa oksidasi molekul organik oleh oksigen (O²) dari udara, membentuk karbondioksida (CO²) dan air (H₂O) di samping energi sekitar 686 kalori.

Respirasi bukanlah reaksi sederhana seperti yang digambarkan di atas. Respirasi merupakan reaksi dalam banyak tahap. Pada masing - masing tahap dikatalisis oleh enzim yang cocok dalam proses Oksidasi-Reduksi yang panjang, menghasilkan energi dalam bentuk molekul -molekul ATP (Adenosin Tri Posphat).

DOWNLOAD materi lengkap terkait proses respirasi dalam bentuk Microsoft Word disini!

Baca selengkapnya...