BIOENERGETIK MIKROBA

Bioenergetik mikroba mempelajari penghasilan dan penggunaan energi oleh mikroba. Mikroba melakukan proses metabolisme yang terdiri atas katabolisme dan anabolisme. Katabolisme merupakan proses perombakan bahan disertai pembebasan energi (reaksi eksergonik). Anabolisme merupakan proses biosintesis yang memerlukan energi (reaksi endergonik)

A.      BIOOKSIDASI DAN PEMINDAHAN ENERGI

·         Energi yang berasal dari cahaya harus diubah menjadi energi kimia sebelum digunakan dalam reaksi endergonik

·         Dalam sel, energi kimia terdapat dalam bentuk gugus organik berenergi tinggi. yang mengandung S atau P,  Adenosin trifosfat (ATP) salah satu gugus berenergi tinggi yang terpenting

·         Energi yang dibebaskan ATP tergantung pada keadaan hidrolisisnya, terutama pH dan kadar reaktan. Meskipun ATP mengandung 2 fosfat berenergi tinggi, dalam reaksi umumnya hanya satu fosfat berenergi tinggi digunakan untuk aktivasi

·         Oksidasi dalam sel dikatalisis oleh enzim yang mempunyai kofaktor atau gugus prostetis

B.      FERMENTASI

Suatu reaksi oksidasi-reduksi disebut fermentasi (respirasi anaerob) apabila sebagai aseptor elektron yang terakhir bukan oksigen, dan fermentasi merupakan bagian perombakan gula secara anaerob. Banyak jasad yang dapat melakukan fermentasi lewat (jalur) rangkaian reaksi kimia tertentu, antara lain melalui jalur :

1.       Jalur Emden-Meyerhof-Parnas (EMP)

Reaksi ini disebut glikolisis, pemecahan gula secara anaerob sampai asam piruvat yang dilakukan oleh kebanyakan jasad dari tingkat tinggi hingga tingkat rendah

2.       Jalur Entner-Doudoroff (ED)

Reaksi ini dilakukan oleh beberapa jasad antara lain Pseudomonas sp. yang dapat membentuk alkohol dari gula lewat jalur ini

3.       Jalur Heksosa Mono Fosfat (HMP)

Reaksi ini berguna untuk membentuk gula pentosa dan lain-lain untuk keperluan biosintesis terutama membentuk NADPH₂

4.       Jalur Heterofermentatif bakteri asam laktat

Pada fermentasi secara heterofermentatif selain asam laktat dihasilkan pula asam asetat, etanol, dan CO₂

5.       Jalur Metabolisme asam piruvat secara anaerob

Banyak jasad anaerob yang mempunyai enzim berbeda-beda yang digunakan dalam perombakan asam piruvat

C.      RESPIRASI

Respirasi adalah proses oksidasi biologis dengan O₂ sebagai aseptor elektronnya yang terakhir. Pada jasad eukariotik proses ini terjadi di dalam mitokondria, sedang pada jasad prokariotik terjadi di bawah membran plasma atau pada mesosome. Proses ini adalah fase kedua yang aerob dari perombakan gula fase pertama yang anaerob (glikolisis). Pada respirasi dihasilkan banyak energi yang dapat digunakan untuk proses biosintesis. Reaksi ini lewat bagan terutama siklus Krebs, meskipun ada yang lewat terobosan asam glioksilat.

D.      FOTOSINTESIS

Fotosintesis menggunakan cahaya sebagai sumber energi. Proses ini menggunakan pigmen klorofil untuk mengabsorpsi energi cahaya dan mengubahnya menjadi energi kimia. Jika klorofil terkena cahaya, akan mengabsorpsi sebesar h sehingga terangsang dan membebaskan elektron; klorofil menjadi bermuatan positif, elektron yang lepas akan bergerak lewat sistem transpor elektron dan kembali ke pusat reaksi klorofil .

E.       PENGGUNAAN ENERGI OLEH JASAD

Energi digunakan dalam setiap reaksi endergonik dan reaksi eksergonik. Untuk memulai reaksi diperlukan energi aktivasi.Dalam setiap reaksi enzim mempunyai peranan penting. Proses yang memerlukan energi antara lain proses biosintesis molekul kecil dan molekul makro, yang akhirnya menuju ke pertumbuhan dan pembiakan; penyerapan unsur makanan, gerak, dan sebagainya.

F.       KATABOLISME MAKROMOLEKUL

Terjadi proses peruraian, antara lain:

1.       Peruraian Karbohidrat

2.       Peruraian Lemak

3.       Peruraian Protein

4.       Peruraian Asam Nukleat

Dibantu oleh enzim, dan selanjutnya dimetabolisme lewat siklus Krebs