BIOSINTESIS METABOLIT PRIMER DAN SEKUNDER

ASAL USUL SENYAWA ORGANIK BAHAN ALAM METABOLIT PRIMER DAN METABOLIT SEKUNDER

Biosintesis adalah proses yang terjadi pada organisme hidup yaitu pembentukan metabolit dari molekul yang lebih sederhana sehingga menjadi molekul yang kompleks. metabolisme adalah bentuk modifikasi senyawa kimia yang dilakukan secara biokimia pada organisme dan sel. Metabolisme pada makhluk hidup dibagi menjadi 2, yaitu metabolisme primer dan metabolisme sekunder.

Biosintesis Metabolisme Primer

Metabolisme primer pada tumbuhan seperti respirasi dan fotosintesis yang merupakan proses yang esensial bagi kehidupan tumbuhan. Metabolisme primer membentuk metabolit primer. Metabolit primer yaitu hasil metabolisme yang digunakan untuk kelangsungan hidup (proses tumbuh). Contohnya sebagai berikut:

1.        Biosintesis Karbohidrat

a.    Produksi Monosakarida lewat Fotosintesis

Pada tumbuhan yang mempunyai klorofil, maka monosakaridanya diproduksi melalui fotosintesis yang mampu merubah energi elektromagnetik menjadi energi kimiawi. Reaksi fotosintesis yang menggunakan cahayalah yang mampu merubah energi elektromagnetik menjadi energi kimiawi sedangkan yang menggunakan reaksi enzimatik hanya menggunakan cahaya untuk memfiksasikan karbondioksida menjadi gula.

2H₂O + CO₂ + cahaya → (CH₂O) + H₂O + O₂

b.    Biosintesis Sukrosa

Sukrosa adalah produk dari tanaman yang memiliki manfaat bagi manusia. Sukrosa tidak hanya gula primer yang terbentuk di fotosintesis tetapi juga bahan transport utama. Jalur alternatif pembentukannya hanya terdiri dari suatu reaksi antara glukosa 1-fosfat dan fruktosa pada mikroorganisme tertentu.

2.        Biosintesis Lipid

Biosintesis lipid atau asam lemak berjalan dengan reaksi-reaksi yang melibatkan dua kompleks enzim plus ATP, NADPH₂, MN⁺⁺ dan karbon dioksida. Awalnya asetat bereaksi dengan KoA dan Asetil-KoA yang terbentuk dan diubah dengan reaksi karbon dioksida menjadi malonil-KoA, selanjutnya akan bereaksi dengan asetil KoA membentuk zat 5 karbon lalu mengalami reduksi dan eliminasi karbon dioksida membentuk butinil-KoA. Senyawa malonil-KoA akan bereaksi lagi dengan senyawa ini membentuk 7 atom karbon yang direduksi menjadi kaproil-KoA. Pengulangan reaksi ini akan membentuk asam lemak (fatty acids) yang punya atom karbon genap pada rantainya. Ternyata malonil-KoA dengan 3 karbon adalah pemasok satuan 2 atom karbon dalam biosintesis asam lemak.

3.        Biosintesis Asam Amino dan Protein

Protein terdiri dari untaian asam amino yang terdapat di alam sebagai asam amino esensialnya da non esensial. Asam amino esensial tidak bisa diperoleh dengan cara sintesis oleh tubuh manusia, jadi harus diperoleh dari sumber protein dari luar.

Biosintesis Metabolisme Sekunder

Metabolisme sekunder merupakan proses yang tidak esensial bagi kehidupan organisme. Metabolisme sekunder terjadi pada saat sel dalam tahap diferensiasi menjadi sel yang lebih terspesialisasi. Metabolit sekunder yaitu hasil metabolisme yang tidak digunakan untuk proses pertumbuhan, tetapi misalnya untuk pertahanan diri. Contohnya senyawa yang diturunkan dari metabolit primer seperti protein, lipid, asam nukleat, dan karbohidrat. Secara sederhana dibagi atas 3 golongan besar, yaitu fenolik, senyawa bernitrogen, dan terpenoid. Biosintesis metabolit sekunder sangat beragam tergantung dari golongan senyawa yang bersangkutan. Jalur yang biasanya dilalui dalam pembentukan metabolit sekunder ada 3 jalur, yaitu:

1.        Jalur Asam Asetat

Terdapat golongan besar bahan alam yang disatukan berdasakan biosintesisnya yaitu poliketida. Ragam strukturnya dijelaskan oleh penurunan rantai poli-ß-keto yang dibentuk oleh kopling asam asetat (C₂) melalui rekasi kondensasi, misalnya:

N CH₃CO₂H → [CH₃CO]_N^-

2.        Jalur Asam Sikiat

Jalur ini dimulai oleh kopling dari fosfoenolpiruvat (PEP) dan D-erythrose 4-fosfat untuk memberikan 7 karbon 3-deoxy-D-arabino heptulosonic asam 7-fosfat (DAHP). Reaksi ini ditampilkan sebagai aldol jenis kondensasi yang lebih kompleks dalam enzim katalis. Jalur ini berlangsung pada tumbuhan dan mikroorganisme tetapi tidak pada hewan.

3.        Jalur Asam Mevalonat

Terpenoid adalah salah satu bentuk senyawa yang memiliki beragam struktur besar dalam produk alami turunan isoprene (C₅) yang berikatan dalam model kepala ekor (head-to-tail), sedangkan isoprene itu sendiri diturunkan dari metabolism asam asetat dengan jalur asam mevalonat.

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.

PERMASALAHAN:

1.        Coba anda simpulkan dengan bahasa anda sendiri tentang perbedaan metabolisme primer dan sekunder berdasarkan uraian di atas!

2.        Hasil apakah yang akan diperoleh dari proses biosintesis melalui jalur asetat ? 

3.        Sebutkan dan jelaskan ciri-ciri dari metabolisme primer?