Metabolisme mengacu pada semua reaksi kimia yang terjadi di dalam sel hidup. Reaksi kimia yang tak terhitung jumlahnya terjadi di dalam sel dan bertanggung jawab atas semua tindakan organisme. Bersama-sama reaksi ini membentuk metabolisme organisme.
Bahan kimia yang mengambil bagian dalam reaksi ini disebut metabolit.
Dalam semua reaksi:
Ketika reaksi kimia terjadi, energi diambil atau dilepaskan. Ini tergantung pada kekuatan relatif ikatan yang putus dan ikatan yang terbentuk.
Dalam reaksi eksergonik , energi dilepaskan ke lingkungan. Ikatan yang terbentuk lebih kuat daripada ikatan yang putus.
Dalam reaksi endergonik , energi diserap dari lingkungan. Ikatan yang terbentuk lebih lemah daripada ikatan yang putus.
Dua jenis reaksi metabolisme terjadi di dalam sel:
Reaksi anabolik menghabiskan energi. Mereka endergonik. Dalam reaksi anabolik, molekul-molekul kecil bergabung menjadi lebih besar. Misalnya,
Reaksi katabolik mengeluarkan energi. Mereka eksergonik. Dalam reaksi katabolik molekul besar dipecah menjadi yang lebih kecil. Misalnya
Dalam respirasi, glukosa digabungkan dengan oksigen dan melepaskan energi yang dapat digunakan, karbon dioksida dan air. Energi yang dapat digunakan ini disimpan dalam senyawa yang disebut ATP (adenosin trifosfat). ATP adalah molekul daya yang digunakan oleh semua sel organisme untuk menggerakkan reaksi sekunder yang membuat kita tetap hidup. ATP adalah nukleotida energi kimia yang menghubungkan katabolisme dan anabolisme.
Jalur amfibolik – Jalur biokimia yang melayani proses anabolik dan katabolik disebut jalur amfibolik. Contoh penting dari jalur amfibolik adalah siklus Krebs, yang melibatkan katabolisme karbohidrat dan asam lemak serta sintesis prekursor anabolik untuk sintesis asam amino.
Semua jalur metabolisme harus diatur dan dikendalikan untuk menghentikan penumpukan produk akhir yang tidak diperlukan. Sel dapat mengontrol jalur metabolisme dengan ada atau tidak adanya enzim tertentu. Enzim adalah molekul protein khusus yang fungsinya memfasilitasi atau mempercepat sebagian besar reaksi kimia dalam sel. Mereka hanyalah katalis biologis.
Bahan kimia yang berbeda dapat mempengaruhi aktivitas enzim. Inhibitor dapat digunakan untuk menghentikan enzim agar tidak berikatan dengan substratnya. Akibatnya, inhibitor dapat secara langsung mengontrol kemajuan jalur metabolisme.
Ada tiga jenis penghambatan:
A. Penghambatan kompetitif – Ini terjadi ketika molekul penghambat berikatan dengan situs aktif enzim dan menghentikan pengikatan substrat. Mereka dapat bersaing dengan substrat karena memiliki bentuk molekul yang mirip. Contoh: sari
B. Penghambatan non-kompetitif – Ini terjadi ketika inhibitor tidak berikatan dengan situs aktif tetapi berikatan dengan bagian lain dari enzim dan mengubah bentuk situs aktif. Ini menghentikan pengikatan substrat ke enzim dan mengurangi waktu reaksi. Penghambatan non-kompetitif tidak dapat dibalik dengan meningkatkan konsentrasi substrat. Contoh: sianida, merkuri, dan perak.
C. Penghambatan umpan balik – Cara lain jalur metabolisme dapat dikendalikan adalah dengan penghambatan umpan balik. Ini adalah saat produk akhir dalam jalur metabolisme berikatan dengan enzim di awal jalur. Proses ini menghentikan jalur metabolisme dan mencegah sintesis lebih lanjut dari produk akhir sampai konsentrasi produk akhir menurun. Semakin tinggi konsentrasi produk akhir, semakin cepat jalur metabolisme berhenti.
