5_fosforilasi oksidatif 05

Upload: hestyrosalina

Post on 30-Oct-2015

100 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

biokimia

TRANSCRIPT

  • FOSFORILASI OKSIDATIFdr.Hj.Ida Nurwati, M.Kes

  • DefinisiProses pembtkn ATP akibat transfer elektron dr NADH atau FADH2 ke O2 melalui serangkaian pengemban elektron (rantai respirasi)

  • TujuanHidup energi. Disfungsi rantai respirasi penyakit sindroma MELAS ( mitokondrial Myopathy, Encephalopathy, Lactacidosis dan Stroke)

  • MITOKONDRIA(Pusat tenaga sel)a.membran eksternal : permeabel b.membran internal lipatan ( krista)c.ruang intermembrand.matriks : dibatasi oleh membran dalam

  • Rantai respirasiMengumpulkan, mengangkut unsur ekuivalen pereduksi, dan mengarahkannya pada reaksi akhir yaitu oksigen untuk membentuk air.

  • Komplek rantai pernafasan (I) NADH-Q reduktase ( NADH- dehidrogenase)(II)Suksinat-Q reduktase bkn pompa proton(III) Sitokrom reduktase (IV) Sitokrom oksidase

  • A.KOMPLEK I NADH Q-REDUKTASE NADH (tereduksi) dioksidasi enz metaloflavoprotein yi NADH dehidrogenaseMengandung ggs prostetik FMN dan Fe-SRx NADH & transfer 2 elektron pot. tinggi ke FMN menj FMNH2 (tereduksi)NADH +H++ FMN FMNH2 +NAD +Elektron dari FMNH2 ke komplek Fe-S.Fe-S berganti2 Fe tered. (Fe2+) atau Fe teroks (Fe 3+)

  • KOMPLEK 1Aliran elektron dr NADH ke QH2 ( ubikuinol) melalui NADH-Q redukt. Menyebabkan terpompanya 4 H + dr matrik ke sisi sitosol membran dlm mitokondria

  • Sistem ulang-alik (Shuttle) malat aspartat

  • Ubikuinon (Q = koenzim Q)Suatu kinon hidrofobik yang berdifusi cepat di membran dalam mitokondria. Ubikinon juga membawa elektron dari NADH & FADH2 pembentuk lipid mitokondria.Rumus bangun mirip vitamin K dan vitamin E

  • B. KOMPLEK 2SUKSINAT Q-REDUKTASEFADH2 dari: a. Daur asam sitrat pada oksidasi Suksinat menjadi fumarat oleh suksinat DH-ase (bagian Komplek II). FADH2 tidak meninggalkan komplek. Elektronnya ditransfer ke pusat Fe-S kemudian ke Q (masuk ke rantai pernafasan) b. Gliserol fosfat dehidrogenase dan Asil KoA dehidrogenase yang mentransfer elektron potensial tinggi ke Q membentuk QH2 (Quinol, bentuk tereduksi)

  • Gerakan ulang-alik (Shuttle) gliserofosfat untuk mengangkut sejumlah ekuivalen pereduksi dari sitosol ke dalam mitokondria

  • C. KOMPLEK IIISITOKROM REDUKTASESitokrom merupakan protein pemindah elektron yang mengandung hem sebagai gugus prostetik.Sitokom reduktase ini mengandung : sitokrom b, komplek Fe-S dan sirokrom c. Sitokrom tersusun dalam urutan potensial redoks yang meningkat (b-c1-c-a3). Sitokrom b menerima elektron dari ubikuinon dan sitokrom c1 selamjutnya memberikan elektron yang diterima ke sitokrom c

  • D. KOMPLEK IVSITOKROM OKSIDASE Mengkatalisis transfer elektron dari ferositokrom c (bentuk tereduksi) ke O2 4 sit c (+2) + 4 H+ + O2 4 sit c (+3) + 2 H2OSitokrom Oksidase mengandumg : 2 gugus hem A yaitu hem a, hem a3 2 ion tembaga yaitu Cu A dan Cu B

  • E. MEKANISME FOSFORILASI OKSIDATIF1.Hipotesis kimiawi tdk diyakini kebenarannya.2.Teori kemiosmotik dr Mitchell :Energi dr oksidasi komponen R. respirasi hslkn ion Hidrogen (proton, H+), yg diejeksikan ke luar mbrn, yg digrkkn oleh komplek RR I, III dan IV sbg pompa proton. Perbedaan potensial elektrokimia pd membran. Selisih potensial tda potensial kimia (selisih pH) dan potensial listrik. F1,F0, sub unit protein menggunakan energi dr gradien proton untuk meningkatkan fosforilasi gambar

  • Enzim ATP sintase yg berada dlm membran membentuk ATP.Selisih pot. Elektrokimia yg digunakan untk menggerakkkan E. ATP sintase yg tltk dlm membran, Enzim ini dgn adanya ADP+ Pi ATP. Enzim ini tdpt pd F1 yi sub unit yg menjulur ke dlm matrik

  • Fosforilasi oksidatif menurut teori kemiosmotik.

  • F. ZAT YG MENGHAMBAT FOSFORILASI OKSIDATIFInhibitor rantai respirasi :Mencegah oksidasi substrat yg berhub. dgn langsung dgn rantai respirasi mll E. dehidrogesase berikatan NAD, dgn menyekat pemindahan dr FeS ke Q yi :gol. Barbiturat : amobarbitalantibiotik pierisidin Ainsektisida serta racun ikan rotenon

  • Inhibisi kompleks IIInhibitor kompetitif enzim suksinat DH-ase : malonatHambat pemindahan unsur ekuivalen pereduksi dr Enzim suksinat DH-ase ke Q yi : Karboksin dan TTFA (Fe-chelating agent) Menghambat rantai respirasi antara sitokrom b dan c yaitu : dimerkaprol dan antimisin AHambat sitokrom oksidase hentikan respirasi secara total contoh : H2S, CO dan Sianida

  • Inhibitor fosforilasi oksidatif :Oligomisin : blokade proses fosforilasiAtraktilosid hambat FO yg bergtng transport senyawa nukleotida adenin lwt mbrn internal mitokondria hambat angkut ADP ke dlm mitokondria dan ATP ke luar mitokondria

    Pemutus rangkaian (uncoupler)Memisahkan oksidasi rantai pernafasan dgn fosforilasi (in vivo) membuat respirasi tak terkendali, o.k konsentrasi ADP atau Pi tdk lg membatasi laju respirasi. Contoh : 2,4- dinitrofenol, dinitrokresol, pentaklorofenol dan CCCP (m-klorokarbonil sianida fenil hidrazon)

  • Kelainan didapat (acquired disorders) mitokondriaKeracunan tempe bongkrek (asam bongkrek, bongkrekic acid), inhibitor dari Adenine Nucleotide Transporter (ANT).ANT: protein transmembran mitokondria yang berfungsi : transpor ADP dari sitoplasma ke organel. transpor ATP dari mitokondria keluar.

  • Gambar rantai respirasi dengan penghambat (inhibisi) nya.

  • G. TERAPITergantung strategi metabolik by-pass, dengan cara membuat jalan pintas.Contoh :Myopathy (defisiensi kompeks respirasi III). Terapi dengan Menadion dan vitamin C dosis tinggi yang berfungsi sebagai akseptor elektronSindroma MELAS (mitokondrial Myopathy, Encephalopathy, Lactacidosis dan Stroke). Terapi dengan cara menukar mitokondria DNA cacat dengan mitokondria DNA normal dengan cara nuclear transfer, fertilisasi in vitro.

  • Menadion dan Vitamin C sebagai metabolik by pass