Kamis, 30 Oktober 2014
BAB II
PEMBAHASAN
A.
Metabolisme
pada mikroorganisme
Metabolisme
atau pertukaran zat pada makhluk hidup mencakup semua reaksi-reaksi kimia yang
terjadi di dalam tubuh makhluk hidup tersebut. Reaksi- reaksi kimia yang
terjadi di dalam tubuh makhluk hidup dapat dibedakan menjadi anabolisme dan
katabolisme. Anabolisme merupakan proses sintesis senyawa-senyawa kimia yang sederhana
yang membutuhkan energi, contohnya pembentukan protein dari asam – asam amino,
pembentukanasam nukleat dari nukleotida dan pembentukan polisakarida dari
monosakarida.sedangkan katabolisme adalah reaksi-reaksi kimia yang merombak
senyawa-senyawa organic yang kompleks menjadi senyawa-senyawa kimia yang
sederhana dan membebaskan sejumlah energi, contohnya Pemecahan polisakarida menjadi gula sederhana dan pemecahan lipid untuk
sakarida.
B.
Enzim-Enzim
Mikroorganisme
Zat-zat
yang dapat mempercepat reaksi kimia dengan menambahkan frekuensi tubrukan atau
menurunkan kebutuhan energi pengikat akan tetapi tidak ikut bereaksi disebut
katalisator atau katalist. Didalam sel hidup terdapat enzim-enzim yang
merupakan katalisator yang disebut biokatalisator. Enzim adalah katalisator
organik yang dibentuk atau dihasilkan oleh mikroorganisme atau sel yang dapat
mempercepat reaksi kimia. Enzim tidak mengalami perubahan artinya pada
permulaan dan selesainya reaksi jumlah enzimnya tetap. Jumlah enzim yang
dihasilkan oleh sel mikroorganisme sangat sedikit tetapi mempunyai daya yang
besar untuk melakukan perubahan- perubahan kimia yang terjadi di dalam sel.
1. Sifat
– sifat enzim
Enzim-enzim itu bersifat spesifik. Banyak
macam-macam enzim, tetapi tiap enzim hanya dapat mempercepat reaksi kimia pada
substansi atau substrat tertentu dan tidak berlaku bagi substrat yang lain. Sifat
spesifik enzim ini dapat diibaratkan sebagai anak kinci dan gemboknya.
Gambar.1. Sifat
spesifik enzim
Contohnya
suatu enzim protease dapat merombak substrat protein menjadi asam-asam amino
tetapi enzim ini tidak dapat merombaksubstrat lain misalnya karbohidrat, lipit
dan lain sebagainya. Enzim adalah katalisator organik (biokatalisator) yang
dihasilkan oleh sel. Enzim berfungsi seperti katalisator anorganik, yaitu untuk
mempercepat reaksi kimia. Setelah reaksi berlangsung, enzim tidak mengalami
perubahan jumlah, sehingga jumlah enzim sebelum dan setelah reaksi adalah
tetap. Enzim mempunyai selektivitas dan spesifitas yang tinggi terhadap reaktan
yang direaksikan dan jenis reaksi yang dikatalisasi.
Dalam
reaksi enzimatis terdapat ikatan sementara dengan substratnya. Sifat ikatan
sementara enzim dengan substrat ini sangat labil, barlangsung dalam waktu
singkat. Yaitu terjadi sebelum pembentukan hasil senyawa baru yang berasal dari
substrat yang bersangkutan.
E + S ES E + P
Keterangan:
E : Enzim, S: Substrat (reaktan), ES: ikatan sementara, P: Hasil reaksi
Dari
reaksi diatas dapat difahami bahwa pembentukan ikatan sementara(E S) dan sesuai
reaksi selesai, enzim (E S) akan bebas
kembali jadi enzim tidak digunakan atau tidak ikut bereaksi. Enzim juga
berkaitan dengan pengendalian sel. Banyak enzim-enzim dalam bentuk aktif dan
non aktif yang terdapat didalam sel. Kecepatan perubahan dari bentuk tidak
aktif menjadi bentuk aktif atau sebaliknya ditentukan oleh lingkungan seluler.
2. Bagian-bagian dari suatu enzim
Beberapa enzim terdiri dari protein-protein tetapi banyak
enzim – enzim yang hanya mengandung sebuah protein yang disebut apoenzim yang
tidak aktif tanpa suatu komponen yang disebut kofaktor . kofaktor merupakan
ion-ion logam atau molekul-molekul organik yang kompleks, dinamakan koenzim.
Ada 2 macam koenzim yang penting dalam metabolism sel yaitu : NAD (Nicotinamide
Adenine Dinucleotide ) dan NAD (Nicotinamide Adenime Dinucliotide Phosphate ).
Enzim- enzim yang dapat memindahkan atom-atom hydrogen dari suatu subtract
disebut dehydrogenase dan prosesnya di sebut dehydrogenansi. Koenzim lain yang
penting adalah koenzim A (ko A) mempunyai suatu derivate asam pantotenat,
memegang peranan penting dalam prose sintesis dan pencernaan atau pembongkaran
lemak dalam suatu seri reaksi-reaksi oksidasi yang disebut siklus krebs.
Apabila koenzim terikat ketat dengan apoenzim, maka disebut gugusan prostetik.
Jikaapoenzim terpisah dari koenzimnya maka apoenzim ini tidak dapat berfungsi,
akan tetapi jika apoenzim dicampur atau di gabungkan dengan koenzimnya maka
apoenzim akan dapat berfungsi sebagai enzim yang aktif.
Sitokrom adalah enzim yang berfungsi sebagai pembawa
elektron (Electron carrier) dalam proses- proses respirasi dan fotosintesis.
Senyawannya mengandung pikmen dan ion-ion logam yang setrukturnya berkaitan
dengan hemoglobin dan klorofil. Beberapa contoh kofaktor adalah ion-ion logam
termasuk besi, tembaga, maknesium,mangan,
seng, kalsium dan kabait (Tortora, 1986 hal 117).
3. Mekanisme Bekerjanya Enzim
Enzim meningkatkan kecepatan reaksi dengan cara menurunkan
energi aktivasi.
Energi
aktivasi adalah energi yang diperlukan untuk mengaktifkan suatu reaktan
sehingga
dapat bereaksi untuk membentuk senyawa lain.
Secara
umum urutan kejadian – keadinan pada reaksi enzimatis dapat diringkas sebagai
berikut :
a. Permukaan dari substrat bersentuhan
atau kontak dengan bagian khusus pada permukaan molekul enzim yang dinamakan
“active side”
b. Terbentuk ikatan sementara
antaraenzim dengan substrat.
c. Molekul substrat dirombak oleh
pengaturan kembali atom – atom yang ada, perombakan molekul substrata tau
kombinasi dan beberapa molekul substrat.
d. Pengubahan molekul substrat, hasil –
hasil reaksi, bergerak meninggalkan molekul enzim.
e. Enzim bebas dan siap untuk bereaksi dengan
molekul – molekul substrat lain.
Pada gambar ini terlihat bahwa
substrat berhubungan dengan bagian aktif dari enzim kemudian substratnya di
rombak sehingga dihasilkan senyawa baru dan enzim bebas. Misalnya suatu enzim
yang mampu menghidrolisa amiluk manjadi senyawa lain tidak mampu menghidrolisa
proten, lemak dan lainnya. Suatu senyawa tertentu dapat merupakan suatu
substrat yang dapat di rombak oleh beberapa macam enzim. Contohnya
glucose-6-phosphate, dapat dirombak oleh 4 macam enzim yang berbeda dengan
hasil yang berbeda pula.
Gambar.2. Mekanisme aktivitas enzim
4. Nomenklatur enzim-enzim
Cara pemberian nama enzim ada 2 macam, yaitu:
a. Berdasarkan nama substrat yang dapat
dirombak atau ikatalase oleh enzim tertentu dengan menambahkan akhiran – ase.
Misalnya substrat protein maka nama
enzim yang dapat merombak protein menjadi asam- asam adalah protease.
b. Berdasarkan atas tipe reaksi yang
dihatalisir, dengan menambahkan akhiran –ase pada substrat yang dirombaknya.
Misalnya pemecahan senyawa-senyawa dengan hidrolisa.
5. Struktur Enzim
Pada
umumnya enzim tersusun dari protein. Protein penyusun enzim dapat
berupa
protein sederhana atau protein yang terikat pada gugusan non-protein. Banyak
enzim yang hanya terdiri protein saja, misal tripsin. Dialisis
enzim dapat memisahkan bagian-bagian protein, yaitu bagian protein yang disebut
apoenzim dan bagian nonprotein yang berupa koenzim, gugus prostetis dan
kofaktor ion logam. Masing-masing bagian tersebut apabila terpisah menjadi
tidak aktif. Apoenzim apabila bergabung dengan bagian non protein disebut
holoenzim yang bersifat aktif sebagai biokatalisator.
Koenzim dan gugus prostetik berfungsi sama. Koenzim adalah
bagian yang
terikat
secara lemah pada apoenzim (protein). Gugus prostetik adalah bagian yang
terikat
dengan kuat pada apoenzim. Koenzim berfungsi menentukan jenis reaksi kimia yang
dikatalisis enzim. Ion logam merupakan komponen yang sangat penting,
diperlukan
untuk memantapkan struktur protein dengan adanya interaksi antar muatan.
6. Penggolongan Enzim
Enzim dapat digolongkan berdasarkan tempat bekerjanya,
substrat yang dikatalisis, daya katalisisnya, dan cara terbentuknya. Umumnya
pemberian nama enzim didasarkan atas nama substrat yang dikatalisis atau daya
katalisisnya dengan
penambahan
kata –ase. Misal proteinase adalah enzim yang dapat mengkatalisis
pemecahan
protein.
1. Penggolongan enzim berdasarkan
tempat bekerjanya antara
a. Endoenzim
Endoenzim disebut juga enzim intraseluler, yaitu enzim yang
bekerjanya di
dalam
sel. Umumnya merupakan enzim yang digunakan untuk proses sintesis di dalam sel
dan untuk pembentukan energi (ATP) yang berguna untuk proses kehidupan sel,
misal dalam proses respirasi.
b. Eksoenzim
Eksoenzim disebut juga enzim ekstraseluler, yaitu enzim yang
bekerjanya di luar
sel.
Umumnya berfungsi untuk “mencernakan” substrat secara hidrolisis, untuk dijadikan
molekul yang lebih sederhana dengan BM lebih rendah sehingga dapat masuk
melewati membran sel. Energi yang dibebaskan pada reaksi pemecahan substrat di
luar sel tidak digunakan dalam proses kehidupan sel.
2. Penggolongan enzim berdasarkan daya
katalisis diantaranya :
a. Oksidoreduktase
Enzim ini mengkatalisis reaksi oksidasi-reduksi, yang
merupakan pemindahan elektron, hidrogen atau oksigen. Sebagai contoh adalah
enzim elektron transfer oksidase dan hidrogen peroksidase (katalase). Ada
beberapa macam enzim elektron transfer oksidase, yaitu enzim oksidase,
oksigenase, hidroksilase dan dehidrogenase. Enzim- enzim tersebut mengkatalisis
reaksi-reaksi sebagai berikut:
- Oksidase mengkatalisis 2 macam
reaksi: O2 + (4e- + 4 H+) 2 H2O
O2 + (2e- + 4 H+)
H2O2
Oksigenase
(transferase oksigen): O2 + 2 substrat 2 substrat-O
b. Transferase
Transferase mengkatalisis pemindahan
gugusan molekul dari suatu molekul ke molekul yang lain. Sebagai contoh adalah
beberapa enzim sebagai berikut:
·
Transaminase adalah transferase yang memindahkan gugusan
amina.
·
Transfosforilase adalah transferase yang memindahkan gugusan
fosfat.
·
Transasilase adalah transferase yang memindahkan gugusan
asil.
c. Hidrolase
Enzim ini mengkatalisis
reaksi-reaksi hidrolisis, dengan contoh enzim adalah:
·
Karboksilesterase adalah hidrolase yang menghidrolisis
gugusan ester karboksil.
·
Lipase adalah hidrolase yang menghidrolisis lemak (ester
lipida).
·
Peptidase adalah hidrolase yang menghidrolisis protein dan
polipeptida.
d. Liase
Enzim ini berfungsi untuk
mengkatalisis pengambilan atau penambahan gugusan dari suatu molekul tanpa
melalui proses hidrolisis, sebagai contoh adalah:
·
L malat hidroliase (fumarase) yaitu enzim yang mengkatalisis
reaksi pengambilan air dari malat sehingga dihasilkan fumarat.
·
Dekarboksiliase (dekarboksilase) yaitu enzim yang
mengkatalisis reaksi pengambilan gugus karboksil.
e.
Isomerase
Isomerase meliputi enzim-enzim yang mengkatalisis reaksi
isomerisasi, yaitu:
·
Rasemase, merubah l-alanin D-alanin
·
Epimerase, merubah D-ribulosa-5-fosfat D-xylulosa-5-fosfat
·
Cis-trans isomerase, merubah transmetinal cisrentolal
·
Intramolekul ketol isomerase, merubah
D-gliseraldehid-3-fosfat dihidroksi
aseton fosfat
·
intramolekul transferase atau mutase, merubah
metilmalonil-CoA suksinil-CoA
f. Ligase
Enzim ini mengkatalisis reaksi penggabungan 2 molekul dengan
dibebaskannya molekul pirofosfat dari nukleosida trifosfat, sebagai contoh
adalah enzim asetat=CoA-SH. ligase yang mengkatalisis rekasi sebagai berikut:
Asetat +
CoA-SH + ATP Asetil CoA +
AMP + P-P
g. Enzim lain dengan tata nama berbeda
Ada beberapa enzim yang penamaannya tidak menurut cara di
atas, misalnya
enzim
pepsin, triosin, dan sebagainya serta enzim yang termasuk enzim permease.
Permease
adalah enzim yang berperan dalam menentukan sifat selektif permiabel dari
membran sel.
3. Penggolongan enzim berdasar cara
terbentuknya diantaranya
a. Enzim konstitutif
Di dalam sel terdapat enzim yang merupakan bagian dari
susunan sel normal, sehingga enzim tersebut selalu ada umumnya dalam jumlah
tetap pada sel hidup. Walaupun demikian ada enzim yang jumlahnya dipengaruhi
kadar substratnya, misalnya enzim
amilase. Sedangkan enzim - enzim yang berperan dalam proses respirasi jumlahnya
tidak dipengaruhi oleh kadar substratnya.
b.Enzim
adaptif
Perubahan lingkungan mikroba dapat menginduksi terbentuknya
enzim tertentu. Induksi menyebabkan kecepatan sintesis suatu enzim dapat
dirangsang sampai beberapa ribu kali. Enzim adaptif adalah enzim yang pembentukannya
dirangsang oleh adanya substrat. Sebagai contoh adalah enzim beta galaktosidase
yang dihasilkan oleh bakteri E.coli yang ditumbuhkan di dalam medium yang
mengandung laktosa. Mula-mula E. coli tidak dapat menggunakan laktosa sehingga
awalnya tidak nampak adanya pertumbuhan (fase lag/fase adaptasi panjang)
setelah beberapa waktu baru menampakkan pertumbuhan. Selama fase lag tersebut
E. coli membentuk enzim beta galaktosidase yang digunakan untuk merombak
laktosa.
7.
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI
REAKSI ENZIMATIK
Protein adalah bagian utama enzim yang dihasilkan sel, maka
semua hal yang dapat mempengaruhi protein dan sel akan berpengaruh terhadap
reaksi enzimatik.
1. Substrat (reaktan)
Kecepatan reaksi enzimatik umumnya dipengaruhi kadar
substrat. Penambahan kadar substrat sampai jumlah tertentu dengan jumlah enzim
yang tetap, akan mempercepat reaksi enzimatik sampai mencapai maksimum.
Penambahan substrat selanjutnya tidak akan menambah kecepatan reaksi. Kecepatan
reaksi enzimatik juga dipengaruhi kadar enzim, jumlah enzim yang terikat
substrat (ES) dan konstanta Michaelis (Km). Km menggambarkan mesetimbangan
disosiasi kompleks ES menjadi enzim dan substrat. Nilai Km kecil berarti enzim
mempunyai
afinitas tinggi terhadap substrat maka kompleks ES sangat mantap,
sehingga
kesetimbangan reaksi kearah kompleks ES. Apabila nilai Km besar berarti
enzim
mempunyai afinitas rendah terhadap substrat, sehingga kesetimbangan reaksi
kearah
E + S.
2. Suhu
Seperti reaksi kimia pada umumnya, maka reaksi enzimatik
dipengaruhi oleh suhu. Kenaikan suhu sampai optimum akan diikuti pula oleh
kenaikan kecepatan reaksi enzimatik. Kepekaan enzim terhadap suhu pada keadaan
suhu melebihi optimum disebabkan terjadinya perubahan
fisikokimia protein penyusun enzim. Umumnya enzim mengalami kerusakan
(denaturasi) pada suhu diatas 50oC. Walaupun demikian ada beberapa
enzim yang tahan terhadap suhu tinggi, misalnya taka-diastase dan tripsin.
3. Kemasaman (pH)
pH dapat mempengaruhi aktivitas enzim. Daya katalisis enzim
menjadi rendah pada pH rendah maupun tinggi, karena terjadinya denaturasi
protein enzim. Enzim mempunyai gugus aktif yang bermuatan positif (+) dan
negatif (-). Aktivitas enzim akan optimum kalau terdapat keseimbangan antara
kedua muatannya. Pada keadaan masam muatannya cenderung positif, dan pada
keadaan basis muatannya cenderung negatif sehingga aktivitas enzimnya menjadi
berkurang atau bahkan menjadi tidak aktif. pH optimum untuk masing-masing enzim
tidak selalu sama. Sebagai contoh amilase jamur mempunyai pH optimum 5,0, arginase
mempunyai pH optimum 10.
4. Penghambat enzim (inhibitor)
Inhibitor enzim adalah zat atau senyawa yang dapat
menghambat enzim dengan beberapa cara penghambatan sebagai berikut:
a. Penghambat bersaing (kompetitif)
Penghambatan disebabkan oleh senyawa tertentu yang mempunyai
struktur mirip dengan substrat saat reaksi enzimatik akan terjadi. Misalnya
asam malonat dapat menghambat enzim dehidrogenase suksinat pada pembentukan
asam fumarat dari suksinat. Struktur asam suksinat mirip dengan asam malonat.
Dalam reaksi ini asam malonat bersaing dengan asam suksinat (substrat) untuk
dapat bergabung dengan bagian aktif protein enzim dehidrogenase. Penghambatan
oleh inhibitor dapat dikurangi dengan menambah jumlah substrat sampai
berlebihan. Daya penghambatannya dipengaruhi oleh kadar penghambat, kadar
substrat d
an
aktivitas relatif antara penghambat dan substrat.
b. Penghambat tidak bersaing
(non-kompetitif)
Zat-zat kimia tertentu mempunyai afinitas yang tinggi
terhadap ion logam penyusun enzim. Senyawa-senyawa seperti sianida, sulfida,
natrium azida, dan karbon monooksida adalah senyawa penghambat untuk enzim yang
mengandung Fe, yaitu dengan terjadinya reaksi antara senyawa-senyawa tersebut
dengan ion Fe yang menyebabkan enzim menjadi tidak aktif. Merkuri (Hg) dan
perak (Ag) merupakan penghambat enzim yang mengandung gugusan sulfhidril (-SH).
Pada penghambatan nonkompetitif tidak terjadi persaingan
antara zat penghambat dengan substrat. Misalnya enzim sitokromoksidase dihambat
oleh CO (karbon monooksida) dengan mengikat Fe yang merupakan gugusan aktif
enzim tersebut. Penghambatan nonkompetitif tidak dapat dikurangi dengan
penambahan jumlah substrat, oleh karena daya penghambatannya dipengaruhi oleh
kadar penghambat dan afinitas penghambat terhadap enzim.
c. Penghambat umpan balik (feed back
inhibitor)
Penghambatan umpan balik disebabkan
oleh hasil akhir suatu rangkaian reaksi enzimatik yang menghambat aktifitas
enzim pada reaksi pertama. Hasil akhir reaksi juga mempengaruhi pembentukan
enzim.
d. Penghambat represor
Represor adalah hasil akhir suatu rangkaian reaksi enzimatik
yang dapat mempengaruhi atau mengatur pembentukan enzim-enzim pada reaksi
sebelumnya.
e. Penghambat alosterik
Penghambat alosterik adalah penghambat yang dapat
mempengaruhi enzim alosterik. Enzim alosterik adalah enzim yang mempunyai dua
bagian aktif, yaitu bagian aktif yang menangkap substrat dan bagian yang
menangkap penghambat. Apabila ada senyawa yang dapat memasuki bagian yang
menangkap penghambat maka enzim menjadi tidak aktif, senyawa penghambat tersebut
merupakan penghambat alosterik. Struktur senyawa penghambat alosterik tidak
mirip dengan struktur substrat. Pengikatan penghambat alosterik pada enzim
menyebabkan enzim tidak aktif, sehingga substrat tidak dapat dikatalisis dan
tidak menghasilkan produk. Apabila enzim menangkap substrat maka penghambat
tidak dapat terikat pada enzim, sehingga enzim dapat aktif mereaksikan substrat
menjadi produk.
5. Aktivator (penggiat) atau kofaktor
Aktivator atau kofaktor adalah suatu zat yang dapat
mengaktifkan enzim yang semula belum aktif. Enzim yang belum aktif disebut
pre-enzim atau zymogen (simogen). Kofaktor dapat berbentuk ion-ion dari unsur
H, Fe, Cu, Mg, Mo, Zn, Co, atau berupa
koenzim,
vitamin, dan enzim lain.
6. Penginduksi (induktor)
Induktor adalah suatu substrat yang dapat merangsang
pembentukan enzim. Sebagai contoh adalah laktosa dapat menginduksi pembentukan
enzim beta galaktosidase.
Gambar.3. Skala laktosa dapat menginduksi
pembentukan enzim beta galaktosidase
7. Koenzim
Merupakan senyawa- senyawa organic
yang mempunyai berat molekul yang cukup rendah, bersifat termostabil, dapat
dialysadan juga bersifat mengkatalisir. Contohnya :
a. Koenzim I
Tersusun dari satu molekul beta asam nikotinamida, satu
molekul adenin dan 2 molekul pentose serta 2 molekul asam postat.
b. Koenzim II
Dikenal juga sebagai kodehidrogenase II atau koenzimase II.
Fungsinya sama dengan fungsi koenzim I dan hanya berbeda dalam kandungan
molekul asam posfatnya. Pada koenzim I terdapat 2 molekul asam posfat sedang
pada koenzim II terdapat 3 molekul asam posfat. Fungsi koenzim dalam suasana
anaerob adalahsebagai dehidrogenase yang menerima atom H atau sebagai akseptor
H.
Dehidrogenase adalah enzim yang mempunyai koenzim-koenzim
yang dapat dioksidasi reduksikan secara reversible.
c. Diaforase
Dikenal sebagai enzim kuning atau disebut flavoprotein.
Enzim ini terdapat protestetik yaitu “ flavin adenine dinucleotide”. Enzim
diaforase terdapat pada jasat hidup sepetri yeast, bakteri dan tumbuhan tingkat
tinggi, dapat berfungsi sebagai pembawa hidrogen atau “ hydrogen carrier”.
d. Kokarboksilase
Terdapat dalam yeast, sayur-sayuran dan sel-sel dari hewan
tersusun dari 1 molekul tiamin(vitamin B1) dan 2 molekul asam posfat. Koenzim
dapat mengkatalisir dikarboksilasi dari asam pirufat menjadi asam aldehida dan
karbondioksida.
e. Glutathion
Koenzim ini tersusun dari 1 molekul asam glutamate (glutamic
acid) dan 1 molekul sistein. Glutathion dapat menggandakan reaksi oksidasi dan
reduksi.
f. Enzim Respirasi
Enzim-enzim yang bekerja dalam proses pemecahan bahan-bahan
dalam sel dapat digolongkan berdasarkan atas fungsinya sebagai berikut :
·
Isomerase
Merupakan enzim yang dapat mengkatalisator susunan
molekul-molekul dalam suatu senyawa,misalkan perubahan senyawa glukosa
monoposfat menjadi fruktosa 6 posfatdilakukan oleh enzim isomerase.
·
Oksidase dan dehidrogenase
Enzim-enzimini berhubungan dengan proses- proses pemindahan
electron dan ion-ion hidrogen,misalkan sitokrom oksidase yang melakukan pemindahan
elektron dan koenzim I dapat melakukan pemindahan hidrogennya.
·
Enzim-enzim transformasi
Enzim transformase dapat mengkatalisir pemindahan
radikal-radikal dalam molekul-molekul seperti posfat bertenaga tinggi gugusan
etil dan amino misalnya eksogenase dan dehidrogenase.
C.
MAKANAN MIKROORGANISME
1. Fungsi Makanan
Ada 3 fungsi makanan yaitu :
·
Makana memberikan bahan-bahan yang diperlukan untuk sintesis
protoplasma dan pembentukan bahan-bahan
sel.
·
Makan merupakan sumber energi untuk reaksi-reaksi biokimia
dalam sel dan untuk pertumbuhan sel.
·
Makanan memberikan bahan-bahan yang dapat belajar sebagai
akseptor elektron yang dibebaskan pada reaksi-reaksi yang menghasilkan energi.
Sebagaian
besar jasad hidup yang termasuk mikroorganisma merupakan jasad-jasad yang
bersifat holofitik, artinya mikroorganisme tersebut mengambil makananya dalam
bentuk cairan. Mikroorganisme yang termasuk protozoa seperti halnya jasad-jasad
golongan hewan merupakan jasad yang holozoik, artinya jasat tersebut mengambil
makanannya dalam bentuk padat dan dicernakan di dalam tubuh. Mikroorganisme
yang termasuk holofilik dapat menggunakan makanan berbentuk padat. Tetapi
makanan tersebut harus dicerna terlebih dahulu oleh proses enzimatis yang
terjadi di luar sel sehingga menjadi bahan-bahan yang terlarut yang dapat
diserap oleh sel-sel mikroorganisme. Cara pencernaan makanan, enzim yang
dihasilkan mikroorganisme bekerjanya secara hidrolitis diluar sel. Bahan
makanan yang diperlukan mikroorganisme dapat berbentuk senyawa- senyawa organik
maupun anorganik yang kompleks atau pun senyawa organikdan anorganik yang
sederhana atau dalam bentuk unsur sebagai makanan. Menurut fungsinya ,makanan
mikroorganisme dapat digolongkan menjadi beberapa golongan yaitu :
a. Makanan sebagai sumber energy
misalkan senyawa organik dan anorganik yang dapat dioksidasi dan cahaya
matahari.
b. Makanan sebagai sumber karbon
misalkan hidrat arang, asam organic dan garam organic.
c. Makanan sebagai sumber nitrogen
misalkan senyawa organic. O2 , NO3-,N2O,
SO42- , CO2 , dan Fe3 yang dapat
menangkap electron.
d. Makanan sebagai suber unsure-unsur
mineral. Sel mikroorganisme memerlukan unsure-unsur seperti nitrogen, posfor,
karbon, oksigen, dan hydrogen yang merupakan konstituen utama dari sel.
Unsure-unsur lain yang diperlukan oleh mikroorganisme adalah K,Ca, Mg, Na, S,
Cl, sedangkan Fe, Mn, Co, Bo, Zn, Mo, dan Al merupakan unsure-unsur yang
dibutuhkan dalam jumlah yang kecil (Trace element).
e. Makanan sebagai akseptor electron.
Makanan dapat memberikan bahan-bahan yang bekerja sebagai akseptor electron
yang dibebaskan pada reaksi-reaksi yang menghasilkan energi.
f. Makanan sebagai sumber factor
pembunuh (growth factor).
2. Pola nutrisi pada mikroorganisme
Berdasarkan atas kebutuhan akan
makanannya atau pola nutrisinya mikroorganisme dapat dibedakan menjadi 2
golongan yaitu autotrof dan heterotrof. Jasad autotrof dapat mensintesis
sendiri kebutuhan hidupnya dari senyawa- senyawa anorganik dan merupakan
karakteristik bagi tumbuhan yang mempunyai klorofil sedangkan jasad heterotrof
tidak mampu mensintesis makanannya sendiri sehingga hidupnya dapat sebagai
saprofit atau parasit. Perbedaan kedua golongan tersebut menjadi kabur setelah diketahui
bahwa growth factor yang khas diperlukan juga olah jasad – jasad yang
menggunakan bahan-bahan organic sebagai makanan. Jika kebutuhan factor penumbuh, kita
pertimbangkan maka jasad-jasad hidup dapat digolongkan berdasarkan sumber
energy yang digunakan jasad tersebut menjadi jasad yang fotoautotrof dan
kemoutotrof. Jasad autotrofmenggunakan sinar matahari sebagai sumber energy
untuk pertumbuhannya sedangkan jasad kemoautotrof memperoleh energy dari
hasil-hasil oksidasi reduksi tanpa adanya sinar matahari. Sebagai contoh proses
nitrifikasi pada ammonia atau garamnya yang terjadi di dalam tanah sehingga
terbentuklah senyawa nitrit yang dilakukan oleh bakteri nitrit.
Penggolongan kehidupan
mikroorganisme dapat dibagi atas dasar sifat organik atau anorganik dari donor
electron yang dibutuhkan untuk pertumbuhan. Jasad-jasad yang menggunakan
bahan-bahan anorganik seperti hidrogen,NH3 , H2S atau S,
sebagai donor elektron atau jasad yang litotrof, sedangkan jasad hidup yang
manggunakan senyawa organic sebagai donor elektronnya digolongkan dalam jasad yang
organotrof. Menggolongkan jasad hidup berdasarkan atas kombinasi dari tipe
energi dan donor elektron yang diperlukan untuk pertumbuhan, maka jasad hidup
dapat digolongkan sebagai berikut :
a. fotolitrotrof
jasad ini menggunakan sinar matahari
sebagai energi primer dan menggunakan senyawa anorganik sebagai donor elektron
untuk pertumbuhannya. Contohnya tumbuhan hijau yang menggunakan air sebagai
donor elektron dan ganggang biru dan beberapa bakteri fotosintetik.
b. fotoorganotrof
jasad yang tergolong dalam
fotoorganotrof sumber energinya tergantung pada sinar matahari dengan
menggunakan senyawa organik sebagai donor elektron. Contohnya bakteri ungu dari
ordo pseudomonadales.
c. kemolitrotrof
jasad kemolitrotrof menggunakan sumber
energi dari hasil oksidasi reduksi dari senyawa anorganik dan menggunakan
senyawa anorganik sebagai donor elektron. Contohnya bakteri belerang, bekteri
besi, bakteri nitrogen dan bekteri nitrifikasi.
d. kemoorganotrof
jasad-jasad kemoorganotrof tergantung
dari hasil-hasil oksidasi reduksi dari senyawa organik sebagai donor elektron
untuk pertumbuhannya. Jasad ini termasuk golongan yang merupakan jasad
hertrotrof dan mencakup sebagian besar jasad renik dan termasuk binatang
tertentu.
Tabel.Ringkasan jasad hidup berdasarkan
atas kombinasi dari tipe energi dan donor elektron.
|
Sumber energi
|
Sumber makanan
|
Tipe
kehidupan
|
|
|
Cahaya
|
Diperoleh dari senyawa anorganik
|
Diserap dari senyawa organik
|
|
|
Fotolitrotrof
Contohnya :
·
Bakteri belerang
·
Bakteri belerang hijau
·
Alga biru
·
metafita
|
Fotoorganotrof
Contoh :
Bakteri ungu
|
||
|
Senyawa kimia
|
Kemolitotrof
Contohnya :
·
bakteri belerang
·
bakteri besi
·
bakteri hidrogen
|
Kemoorganotrof
Contohnya :
·
bakteri saprofit
·
bakteri pembusuk
·
bakteri nitrat
·
fungi
·
protozoa
|
Kemosintetik
|
|
|
Autotrof
|
Heterotrof
|
|
