Biosintesis Metabolit Primer dan Sekunder

BIOSINTESIS

Biosintesis adalah proses katalisis produk alami melalui reaksi enzimatik, seperti pada metabolisme sel. Reaksi enzimatik berturut-turut dilakukan oleh sejumlah enzim umumnya diperlukan untuk mencapai senyawa aktif biologis tunggal, dimana substrat diubah menjadi senyawa lain (produk) yang biasanya memiliki struktur lebih kompleks. Biosintesis dapat dieksploitasi untuk sintesis kimia in-vitro atau dalam sel-sel seperti Escherichia coli dengan menggabungkan substrat dengan enzim menggunakan metode rekombinan.

Berikut penjelasan mengenai jalur biosintesis :

1. Fotosintesis atau glukoneogenesis, membentuk monosakarida, sehingga menghasilkan polisakarida (selulosa, kitin, glikogen, dll.).

2. Jalur asetat, menghasilkan asam lemak dan poliketida.

3. Jalur shikimat, menghasilkan asam amino aromatik dan fenilpropanoid.

4. Jalur mevalonat dan jalur metiletritritol fosfat, membentuk terpenoid dan steroid Asam amino, sehingga menghasilkan alkaloid.

Biosintesis ini terjadi karena untuk menghasilkan suatu senyawa-senyawa esensial dan dasar reaksi-reaksi kehidupan misalnya suatu gula/karbohidrat yang menghasilkan energi, serta asam amino untuk membentuk jaringan dan biokatalis, dan asam lemak untuk membentuk dinding sel dan cadangan energi. Tanpa metabolit primer dasar-dasar hayati tidak akan ada dan metabolit sekunder juga tidak bisa diproduksi. Suatu proses yang kompleks dari reaksi-reaksi yang dikatalisis oleh enzim, yang bermula dari pengikatan karbondioksida dalam proses fotosintesis, sampai ke senyawa-senyawa yang beragam yang disebut metabolit primer, misalnya asam amino, asetil koenzim-A, asam mevalonat, gula, dan nukleotida. 

Senyawa koenzim adenosine trifosfat (ATP) memiliki fungsi yang sangat penting bagi seluruh kehidupan di dalam proses metabolisme, yang fungsinya sebagai penghantar energi. Proses reaksi yang terjadi meliputi metabolisme primer dan metabolisme sekunder. Jika diilustrasikan bahwa metabolisme primer merupakan jalan utama dari proses metabolisme, sedangkan metabolisme sekunder merupakan terminal-terminal pada cabang-cabang jalan utama tersebut. Polisakarida, protein, lemak, dan asam nukleat merupakan penyusun utama dari makhluk hidup, karena itu disebut metabolit primer. Keseluruhan proses sintesis dan perombakan zat-zat ini, yang dilakukan oleh organisme untuk kelangsungan hidupnya, disebut proses-proses metabolisme primer. 

Biosintesis Metabolit Primer

Produk-produk metabolisme sekunder disebut sebagai produk alami, misalnya senyawa-senyawa terpen, alkaloid, pigmen. Metabolit sekunder meskipun tidak sangat penting bagi eksistensi suatu individu yang sering berperan pada kelangsungan hidup suatu spesies dalam mempertahankan diri dari spesies lain.

1. Biosintesis Asam Lemak

Biosintesis asam lemak berjalan dengan sederet reaksi melibatkan dua komplek enzim plus ATP, NADPH₂, Mn⁺⁺, dan karbon dioksida. Pertama asetat bereaksi dengan KoA dan asetil-K0A yang terbentuk diubah oleh reaksi dengan karbon dioksida menjadi malonil-KoA. Ini selanjutnya bereaksi dengan asetil-KoA membentuk zantara dengan 5 unit karbon, yang mengalami reduksi dan eliminasi karbon dioksida membentuk butiril-KoA. Senyawa malonil-K0A bereksi lagi dengan senyawa ini membentuk zantara dengan 7-atom karbon, yang direduksi menjadi kaproil KoA. Pengulangan reaksi ini akan membentuk asam lemak (fatty acids) yang mempunyai atom karbon genap dalam rantainya.

Gambar. jalur biosintesis : reaksi-reaksi

asam lemak yang mempunyai rantai karbon genap.

Gambar. reaksi-reaksi yang terlibat dalam pembentukan trigliserida.

2. Biosintesis Asam Amino dan Protein

Protein terdiri dari rangkaian asam amino. Di alam terdapat asam amino esensial dan nonesensial. Asam amino esensial tidak dapat disintesis oleh tubuh manusia, jadi harus diperoleh dan sumber protein dan luar.

3. Biosintesis Karbohidrat

Semua jenis karbohidrat diserap dalam bentuk monosakarida, proses penyerapan ini terjadi di usus halus. dijumpainya maltosa, sukrosa dan laktosa dalam urine apabila mengkonsumsi gula dalam jumlah banyak. Akhinya berbagai jenis karbohidrat diubah menjadi glukosa sebelum diikut sertakan dalam proses metabolisme.

Biosintesis Metabolit Sekunder

1. Jalur Asam Sikimat

Jalur asam sikimat merupakan jalur alternatif menuju senyawa aromatik, utamanya L-fenilalanin, L-tirosina, dan L-triptofan. Jalur ini berlangsung dalam mikroorganisme dan tumbuhan, tetapi tidak berlangsung dalam hewan, sehingga asam amino aromatik merupakan asam amino.

2. Jalur Asam Fenolat

Tabel Perbedaan Antara Metabolit Primer dan Sekunder.

Perbedaan	Metabolit primer	Metabolit sekunder
Pengertian	Produk-produk metabolisme yang diproduksi selama fase pertumbuhan suatu organisme untuk melakukan fungsi-fungsi fisiologis dan mendukung dalam keseluruhan perkembangan sel disebut metabolit primer.	Produk akhir metabolisme primer yang disintesis setelah fase pertumbuhan telah selesai dan penting dalam kegiatan ekologi dan aktivitas sel lainnya dikenal sebagai metabolit sekunder.
Nama lain	Trofofase.	Idiofase.
Terjadi pada	Fase pertumbuhan.	Fase diam.
Produksi	Ini diproduksi dalam jumlah besar, dan ekstraksinya mudah.	Ini diproduksi dalam jumlah kecil, dan ekstraksinya sulit.
Kejadian	Sama di setiap spesies, yang berarti mereka menghasilkan produk yang sama.	Bervariasi dalam spesies yang berbeda.
Peranan	1. Produk ini digunakan dalam industri untuk berbagai tujuan. 2. Produk primer memainkan peran penting dalam pertumbuhan, reproduksi, dan pengembangan sel.	1. Metabolit sekunder seperti antibiotik, giberelin juga penting. 2. Mereka juga secara tidak langsung mendukung sel, dalam mempertahankan hidup mereka untuk jangka waktu lama.
Contoh	Vitamin, karbohidrat, polimer alam, polisakarida, protein dan lipid adalah beberapa contohnya.	Fenolik, steroid, minyak atsiri, alkaloid, terpenoid, flavonoid, adalah beberapa contoh.

Beberapa contoh dan manfaat dari metabolit sekunder :

Kelas	Contoh senyawa	Contoh sumber	Efek dan kegunaan
Alkaloid	Nikotin, kokain teobromin	Tembakau, coklat	Mempengaruhi neurotransmisi dan menghambat kerja enzim
Terpenoid	Betakaroten	mengkudu	membantu merangsang kelenjar thymus untuk memproduksi lebih banyak sel Limfosit T yang dapat langsung menghancurkan sel kanker
Monoterpena	Mentol, linalool	Tumbuhan mint	Mempengaruhi neurotrasmisi, menghambat trasnpor ion, anestetik
Diterpena	Gossyypol	kapas	Menghambat fosforilasi toksik
Triterpena, glikosida	Digitogenin	digitalis	Stimulasi otot jantung mempengaruhi transpor ion
Stereol	Spinasterol	bayam	Mempengaruhi kerja hormon
Asam fenolat	Kafeat, klorogenat	Semua tanaman	Menyebabkan kerusakan oksidatif, timbulnya warna coklat pada buah dan wine
Tannius	Gallotanin, tanin terkondensasi	Kacang-kacangan	Mengikat pritein, enzim menghambat digesti. Antioksidan
Lignin	Lignin	Semua tanaman darat	Struktur, serat

Permasalahan :

1. Bagaimana fungsi metabolit sekunder bagi manusia dan tumbuhan ?

2. Glikosida merupakan golongan senyawa yang dihasilkan dari metabolisme sekunder. Bagaimanakah bentuk biosintesis dari glikosida tersebut ?

3. Mengapa metabolit sekunder tidak digunakan untuk proses pertumbuhan setiap organisme ?

• Twitter
• Facebook
• Google
• Tumblr
• Pinterest

Artikel Terkait