BIOKIMIA
Tujuan Perkuliahan Mengenalkan dan memahamkan bahasa biokimia : Kosakata (istilah dan struktur kimia), tatabahasa (reaksi- reaksi kimia), struktur kalimat (jalur metabolisme) dan arti (keterkaitan metabolik)
Definisi: Apa itu Biokimia? Webster s dictionary: Bios = Yunani, artinya hidup Kimia mahluk hidup; Kimia yang terjadi dan menjadi ciri kehidupan. WebNet dictionary: Biokimia adalah kimia WebNet dictionary: Biokimia adalah kimia dari bahan-bahan dan proses-proses yang terjadi dalam tubuh mahluk hidup; sebagai upaya untuk memahami proses kehidupan dari sisi kimia.
Apa itu biokimia? Pemahaman bentuk dan fungsi biologis dari sudut pandang kimia Bertujuan untuk memahami interaksi molekul-molekul tak hidup yang menghasilkan fenomena kompleks dan efisien yang menjadi ciri-ciri kehidupan serta menjelaskan keseragaman kimia dari kehidupan yang beragam.
Hal-hal yang dipelajari Struktur kimia dan bentuk tiga dimensi molekul biologi Interaksi antar biomolekul Sintesis dan degradasi biomolekul dalam sel Perolehan dan pemanfaatan energi oleh sel Mekanisme pengorganisasian biomolekul dan pengkoordinasian aktifitasnya Penyimpanan, pemindahan dan ekspresi informasi genetika
Sejarah Biokimia Pertama, identifikasi unsur kimia penyusun mahluk hidup. Unsur kimia utama penyusun mahluk hidup adalah bahan minor penyusun kerak bumi (kandungan utama 47% O, 28% Si, 7.9% Al, 4.5% Fe, dan 3.5% Ca). Enam unsur utama penyusun sel hidup adalah: C, H, N, O, P, dan S. 99% penyusun sel adalah H, O, N, dan C Unsur Elektron bebas Jumlah Fraksi H 1 2/3 O 2 1/4 N 3 1/70 C 4 1/10
Sebagian besar unsur penyusun bahan hidup memiliki berat atom yang rendah; H, O, N dan C adalah unsur dengan berat atom relatif paling kecil yang masingmasing mampu membentuk ikatan tunggal, rangkap, rangkap 3 dan rangkap 4. Unsur dengan berat atom paling ringan membentuk ikatan paling kuat
Sejarah Biokimia Kemudian, identifikasi tipe molekul yang ditemukan dalam mahluk hidup Asam Amino Nukleotida Karbohidrat Lipida
Sejarah Biokimia Selanjutnya memahami mekanisme biomolekul membuat mahluk hidup menjadi hidup
Hubungan antara Biokimia dan ilmu lainnya Kimia Organik yang mempelajari sifat-sifat biomolekul. Biofisika, yang memanfaatkan teknik-teknik fisika untuk mempelajari struktur biomolekul. Nutrisi, yang memanfaatkan pengetahuan tentang metabolisme untuk menjelaskan kebutuhan makanan bagi mahluk hidup mempertahankan kehidupan normalnya. Kesehatan, yang mencari pemahaman tentang keadaan sakit dari sudut pandang molekular.
Hubungan antara Biokimia dan ilmu lainnya Mikrobiologi, yang menunjukkan bahwa organisme sel tunggal dan virus cocok untuk digunakan sebagai sarana mempelajari jalur-jalur metabolisme dan mekanisme pengendaliannya. Fisiologi, yang mempelajari proses kehidupan pada tingkat jaringan dan organisme. Biologi sel, yang mempelajari pembagian kerja biokimia dalam sel. Genetika, yang mempelajari mekanisme penyusunan identitas biokimia sel.
Tiga hal yang dibutuhkan sel (1)ENERGI, hal yang perlu diketahui adalah cara: Memperolehnya Mengubahnya Memanfaatkannya
Tiga hal yang dibutuhkan sel (2) MOLEKUL SEDERHANA, hal yang perlu diketahui adalah cara: Mengubahnya Mempolimerisasikannya Mendegradasinya
(3) MEKANISME KIMIA, untuk: Memperoleh energi Menjalankan reaksi kimia secara berurutan Mensintesis & mendegradasi makromolekul Mempertahankan suatu keadaan steady state yang dinamis Swarakit kembali struktur yang kompleks Menggandakan diri secara akurat dan efisien Mempertahankan keteraturan proses biokimia
Strategi sel #1: makhluk hidup menggunakan sistem reaksi kimia berpasangan untuk mendorong reaksi yang sulit terjadi
Strategi sel #2: makhluk hidup menggunakan enzim untuk mempercepat reaksi yang semestinya lambat
Bagaimana enzim bisa mempercepat reaksi? Penjelasan termodinamis
Bagaimana enzim bisa mempercepat reaksi? Penjelasan mekanistis
Atom Karbon yang sangat lentur merupakan tulangpunggung kehidupan
Konversi isomer kimia membutuhkan pemutusan ikatan kovalen
Stereoisomers: Sama secara kimia, berbeda secara biologi
Stereoisomers: Sama secara kimia, berbeda secara biologi
Transformasi Biokimia dapat dikelompokkan ke dalam 5 kelompok besar Reaksi pemindahan Group Reaksi Oksidasi-reduksi Penyusunan kembali Rearrangements (isomerizations) Reaksi pemotongan Reaksi kondensasi
Biomolekul Struktur Senyawa Pembangun Gula sederhana Asam amino Nukleotida Asam lemak Anabolic Makromolekul Polisakarida Protein (peptida) RNA or DNA Lipid Catabolic
Biosintesis Membutuhkan molekul sederhana untuk dirangkai secara kovalen melalui berbagai kombinasi
Kekuatan ikatan kimia dipengaruhi oleh 1. Keelektronegatifan kedua atom Keelectronegatifan tinggi =Kebutuhan akan elektron O 3.5 P 2.1 Cl 3.0 N 3.0 C 2.5 H 2.1 Na 0.9 K 0.8
2. Jumlah elektron yang berikatan
Kekuatan beberapa ikatan kimia: Approx. Avg. Triple: 820 kj/mole Double: 610 kj/mole Single: 350 kj/mole
Gugus Fungsi yang Umum
Nukleofil Biologi yang Penting: Gugus fungsi yang kaya elektron
BIOKIMIA (MKS1002A) drs. Winarto Hariadi, M.Si. Dr. Sedyo Hartono Dr. Irfan D. Prijambada
Jadual & SAP No. Topik Kuliah Tanggal Dosen 1. Pendahuluan : - Konsep dasar biokimia - Reaksi-reaksi biokimia 27-08-2007 Dr. Irfan D. Prijambada 2. Air dan Buffer 03-09-2007 Drs. Winarto Hariadi, M.Si. 3. Karbohidrat I - Tinjauan umum - Monosakarida - Disakarida - Polisakarida 4. Karbohidrat II - Reaksi monosakarida - Ikatan glikosida - Fungsi karbohidrat 5. Asam Amino dan Protein I - Tinjauan umum - Asam Amino - Biosintesis asam amino 10-09-2007 Drs. Winarto Hariadi, M.Si. 17-09-2007 Drs. Winarto Hariadi, M.Si. 24-09-2007 Drs. Winarto Hariadi, M.Si.
Jadual & SAP No. Topik Kuliah Tanggal Dosen 6. Asam Amino dan Protein II - Peptida - Struktur protein - Fungsi asam amino dan protein - Biosintesis protein 7. Ujian tengah semester Jadual dari Fakultas 8. Lipida I - Tinjauan umum - Asam lemak jenuh & tak jenuh - Reaksi asam lemak 9. Lipida II - Fungsi asam lemak dan lipid - Biosintesis asam lemak 01-10-2007 Dr. Irfan D. Prijambada Topik Kuliah 1 s/d 6 05-11-2007 Dr. Irfan D. Prijambada 12-11-2007 Dr. Irfan D. Prijambada
Jadual & SAP No. Topik Kuliah Tanggal Dosen 10. Asam nukleat I - Tinjauan umum - Nukleosida dan nukleotida 11. Asam nukleat II - Struktur DNA dan RNA - Informasi genetik 12. Enzim - Tinjauan umum - Klassifikasi enzim - Koenzim dan kofaktor - Mekanisme dan kinetika kerja enzim - Penghambatan 19-11-2007 Dr. Sedyo Hartono 26-11-2007 Dr. Sedyo Hartono 03-12-2007 Dr. Sedyo Hartono
Jadual & SAP No. Topik Kuliah Tanggal Dosen 13. Metabolisme I - Tinjauan umum - Jalur metabolisme 14. Metabolisme II - Bioenergetika - Kontrol metabolisme 15. Ujian Akhir Semester Jadual dari Fakultas 10-12-2007 Dr. Sedyo hartono 17-12-2007 Dr. Sedyo Hartono Topik Kuliah 8 s/d 14
Buku Acuan Trudy McKee and James McKee. 2003. Biochemistry: The Molecular Basis of Life. Third edition. McGraw-Hill, Boston. Lehninger, Nelson, & Cox. 1997. Principles of Biochemistry.2 nd edition. Worth Publishers. Albert L. Lehninger. 1995. Dasar-dasar Biokimia. (Alih bahasa: Maggy Thenawidjaja). Penerbit Erlangga, Jakarta. David S. Page. 1995. Prinsip-prinsip Biokimia. Penerbit Unair, Surabaya. Soeharsono. 1982. Biokimia I dan II. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.
Penilaian Total Nilai Ujian + Mid + Tugas dari 4 dosen dibagi 4 (Rata-rata dari Nilai Dosen I + II + III + IV) Pengharkatan A : > rata-rata kelas + 1,5 x stdev B : < rata-rata kelas + 1,5 x stdev & > rata-rata kelas + 0,5 x stdev C : < rata-rata kelas + 0,5 x stdev & > rata-rata kelas 0,5 x stdev D : < rata-rata kelas 0,5 x stdev & > rata-rata kelas 1,5 x stdev E : < rata-rata kelas 1,5 x stdev
Tata Tertib Kuliah Tepat waktu, toleransi maks. 15 menit Tidak Berisik HP tidak diaktifkan Hadir minimal 70% Paham bahasa Indonesia & Inggris Baca salah satu / dua buku acuan Kerjakan Tugas, Mid, & Ujian
Kesimpulan Karbon dengan struktur tetrahedral memiliki sifat ikatan yang luwes Senyawa yang memiliki banyak atom dapat memiliki bentuk isomerik Untuk konversi perlu terjadinya pemecahan ikatan kimia Molekul berukuran besar dibentuk oleh molekul berukuran kecil melalui pembentukan ikatan baru