Biosintesis Metabolit Primer dan Sekunder

Biosintesis merupakan proses pembentukan suatu metabolit dari molekul yang sederhana menjadi molekul yang lebih kompleks , dalam hal ini yang terjadi pada organisme hidup.

Metabolit sendiri dibagi menjadi dua, yaitu metabolit primer dan juga metabolit sekunder.

METABOLIT PRIMER

Metabolit primer merupakan suatu produk akhir dari hasil sintesis senyawa dalam metabolisme makhluk hidup. Akan tetapi apabila metabolit ini di produksi secara berlebihan tidak akan menguntungkan bagi yang memproduksinya. Contohnya pada sebagian besar mikroorganisme, apabila metabolit diproduksi secara berlebihan maka dapat menghambat pertumbuhannya dan juga dapat mematikan mikroorganisme itu sendiri.

Metabolit primer mempunyai fungsi yang esensial dan cukup jelas bagi kehidupan suatu organisme penghasilnya yang merupakan kompenen esensial pada tubuh yang contohnya adalah asam amino, vitamin, nukleotida, dan asam nukleat.

Karakteristik dari senyawa bahan alam metabolik primer yaitu tersebar merata dalam tiap organisme, fungsi universal, sumber energi, enzim, dan perbedaan struktur kimianya kecil.

Biosintesisi Metabolit Primer

Biosintesis Karbohidrat

• Produksi monosakarida dengan fotosintesis

Pada tumbuhan yang berklorofil, monosakarida terbentuk melalui fotosintesis, yang merupakan proses biologis yang dapat mengubah energi elektromagnetik menjadi energi kimiawi. Dalam tumbuhan hijau terdapat dua golongan reaksi. Reaksi dengan cahaya dan reaksi enzimatik. Yang mana kedua reaksi tersebut nantinya akan menghasilkan gula yang berupa monosakarida.

• Biosintesis sukrosa

Pembentukan sukrosa merupakan prekusor bisa untuk mensintesis polisakarida. Jalur alternatifnya sendiri terdiri dari reaksi glukosa dan fruktosa. Fruktosa 6-fosfat, telah diturunkan dari daur sintesis akan diubah menjadi glukosa1-fosfat yang akan bereaksi dengan UTP menghasilkan UDP glukosa. Setelah itu akan direaksikan lagi membentuk fruktosa 5-fosfat yang dapat membentuk sukrosa fosfat yang nantinya apabila dimodifikasi membenttuk sukrosa.

Biosintesis Lipid
Biosintesis asam lemak sendiri berjalan dengan melakukan sederet reaksi yang melibatkan dua kompleks enzim plus ATP, NADPH2, MN++, dan karbondioksida. awalnya asetat akan bereaksi dengan KoA dan asetil-KoA yang terbentuk diubah dengan karbondioksida menjadi malonil-KoA yang nantinya akan bereaksi dengan asetil-KoA yang hasilnya membentuk zantara dengan 5 unit C, yang mengalami reduksi dan eliminasi karbon dioksida yang membentuk butiril-KoA. senyawa malonil-KoA akan bereaksi kembali sehingga terbentuk zantara yang memiliki 7 atom C, yang apabila direduksi menghasilkan kapriol KoA. pengulangan reaksi tadi akan menghasilkan asam lemak yang mempunyai karbon genap.

Biosintesis Asam Amino dan Protein
Protein terdiri dari beberapa rangkaian asam amino pada strukturnya. Dialam yang kaya ini, terdapat macam dari asam amino yaitu asam amino esensial dan nonesensial, yang mana esensial tidak dapat diproduksi sendiri oleh tubuh sehingga dibutuhkan bantuan dari bantuan makanan luar yang kita makan, berbeda dengan yang nonesensial. Biosintesis asam amino sendiri kaitannya sangat erat dengan biosintesis metabolit sekunder yang sedang kita bahas. 

METABOLIT SEKUNDER

Metabolit sekumder merupakan senyawa organik hasil proses metabolisme yang tidak memiliki fungsi dalam proses fotosintesis, pertumbuhan atau respirasi, sintesis protein, pembentukan karbohidrat, protein dan lipid. Disamping itu, meabolit sekunder juga merupakan hasil samping dari metabolisme primer.

Metabolit sekunder memiliki banyak fungsi untuk tanaman yaitu:

• Melindungi tanaman dari serangan mikroba
• Mempertahankan diri dari gangguan predator
• Melawan gangguan herbivora dengan membentuk senyawa toksik yang menyebabkannya menjadi beracun
• Perlindungan terhadap lingkungan
• Dapat menghasilkan senyawa aleopati yang beracun bagi tanaman lain disekitarnya.

Walaupun metabolit sekunder ini sendiri memiliki banyak fungsi, namun dia tidak berfungsi pada pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Fungsinya hanya terfokuskan untuk melindungi dirinya(tanaman).

Biosintesis pada metabolit sekunder ini sangat beragam tergantung dari senyawa yang ada. Biosintesis dari metabolit sekunder ini terbagi menjadi tiga jalur yaitu :

• Jalur asam asetat

Yang termasuk poliketida adalah asam lemak, poliasetilena, prostaglandin, antibiotika makrolida dan senyawa aromatik. Pembentukan rantai poli-β-keto digambarkan sebagai sederet reaksi Claisen, keragamannya melibatkan urutan dari β-oksidasi dalam metabolisme asam lemak. jadi 2 molekul asetil-KoA dapat ikut serta dalam reaksi Claisen tadi yang akan membantu asetoasetil-KoA yang selanjutnya berlanjut sehingga dihasilkan rantai poli-β-keto yang cukup. Enzim yang terlibat dalam biosintesis asam lemak belum terungkap secara jelas, namun dalam pembentukan asam lemak ini sendiri menggunakan enzim asam lemak sintase.

• Jalur asam sikimat

            Jalur asam sikimat ini adalah jalur alternatif menuju senyawa aromatik, biasanya L-fenilanin, L-tirosina, dan L-triptofan. Yang mana jalur ini berlangsung pada mikroorganisme yang terdapat pada tumbuhan saja, tidak pada hewan.

• Jalur asam mevalonat

            Terpenoid adalah contoh dari suatu bentuk senyawa yang memiliki keragaman struktur yang besar dalam produk alami yang telah diturunkan oleh unit isoprena (C₅) yang bergandengan dengan model kepala ekor (head-to-tail), unit isoprena ini sendirilah yang diturunkan dari metabolisme asam asetat dengan melalui jalur asam mevalonat.

Permasalahan

1. Jelaskan perbedaan biosintesis metabolit primer dan metabolit sekunder?

2. Apasaja contoh dari metabolit sekunder yang dimanfaatkan dalam obat-obatan?

3. Jelaskan mengapa biosintesis mmetabolit primer tidak diproduksi banyak oleh tubuh?