Bab 05 Hubungan Kimia Organik dengan Biokimia

5 Hubungan Kimia Organik dengan BiokimiaPrinsip dasar biokimia adalah bahwa setiap aspek kehidupan melibatkan reaksi Ikatan karbon-karbonkimia antara molekul-molekul biologis. Reaksi tersebut tunduk pada hukum fisikadan kimia. Di samping karbon (C), molekul organik dalam tubuh juga mengan- HHdung hidrogen (H), oksigen (O), nitrogen (N), sulfur (S), dan fosfor (P). Atom- -tc-cr = -CH2-CH2-atom tersebut disatukan oleh ikatan kovalen. Sifat atom-atom tersebut menentukanjenis reaksi yang dapat terjadi. HH Ikatan tunggal Di samping ikatan kovalen, interaksi yang lebih lemah mungkin memperke-nankan satu bagian dari satu molekul untuk berikatan dengan bagian lain darimolekul yang sama atau interaksi yang lebih lemah tersebut juga menyebabkansatu molekul berikatan dengan molekul lain. Gugus fungsional molekul mempengaruhi kelarutan dan reaktivitasnya.Senyawa yang mengandung gugus bermuatan atau polar lebih mudah larut dalamair daripada senyawa yang mengandung gugus tidak bermuatan atau nonpolar.Gugus fungsional dari polaritas yang bertentangan cenderung bereaksi satu samalain. Senyawa dalam tubuh mengalami sejumlah jenis reaksi yang berbeda yangdikatalisis oleh enzim. Dianne Beatty d i r a w a t d i r u m a h s a k i t d e n g a n k e t o a s i d o s i s d i a b e t e s . S e t e - H lah 10 j a m rehidrasi dengan lamtan salin intravena dan infus insulin setiap tC = C r = -CH = CH- jam, ketoasidosisnya membaik, dankesadarannya pulih. Kadar glukosa da-rah telah turun dari 648 mg/dL menjadi 282mg/dL (rentang acuan puasa = 80-100 Hmg/dL) danp Hdarah arteri meningkat dari 7,08 menjadi 7,29 (rentang acuan = 7,37- Ikatan ganda7,43). Kadar bikarbonat (HCO3\") serum, yang semula 13 m E q / L saat masuk k e unitgawat darurat, telah meningkat menjadi 2 0 m E q / L (rentang acuan = 24-28 mEq/L). Gbr. 5.1. C o n t o h i k a t a n t u n g g a l d a n i k a t a n rangkap.CSENYAWAMolekul dalam tubuh temtama terdiri dari unsur karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen,sulfur, danfosfor yang disatukan dengan ikatan kovalen. Unsur utama adalah karbon,yang memiliki stmktur tetrahedral dandapat membentuk ikatan kovalen dengan atomkarbon lain danjuga dengan atom hidrogen, oksigen, nitrogen, dan sulfur. Fosforbiasanya berikatan dengan karbon melalui suatu atom oksigen. A t o m unsur-unsur ter-sebut disatukan oleh ikatan tunggal dan ikatan rangkap dalam berbagai kombinasi un-tuk membentuk sejumlah besar senyawa dari tingkat kerumitan yang berbeda-beda(Gbr. 5.1).Gambar 5.2memperlihatkan gugus fungsional utama pada molekul dalam tubuh ma- D I Beatty m e n g a l a m i asidosisnusia. Gugus tersebut bertanggung jawab terhadap banyak sifat biomolekul, termasuk metabolik yang diakibatkan darikelamtan danreaktivitasnya. Gugus tersebut adalah gugus hidroksil (kadang-kadang peningkatan produksi badan ke-disebut alkohol), aldehida, keton, asam karboksilat, eter, anhidrida asam, gugus ton dihati. Walaupun kondisinya membaiksulfhidril, amina, gugus karbonil, ester, tioester, fosfoester, dan amida. bersamaan dengan terapi, uji penapisan (skrining) yang menggunakan reaksi nitro- Gugus fungsional sering mempakan bagian dari nama u m u m suatu senyawa. M i - pmsid untuk mengetahui adanya keton da-salnya, suatu keton mungkin memiliki nama dengan akhiran \"on\", misalnya aseton. lam darah dan urin adalah masih positif. 41

42 BAGIAN II / DASAR-DASAR KIMIAWI DAN BIOLOGIS BIOKIMIA 5.1: Badan keton yang disintesis di dalam hati adalah a s a m asetoasetat dan asam p-hidroksibutrrat. Pada p H faalI, senyawa-senyawa inimembentuk basa konjugat-nya, asetoasetat dan p-hidroksibutirat. Gugus Karbon-Oksigen -CH2—coo- •CHg-OH: *0 Asetoasetat Alkohol : II OH io: \"tC-H CH3—CH—CH2--COO- Aldehida : II ^ P-Hidroksibutirat \": II \ ' CH2 c f\" CH2' -C~OH: Badan keton ketiga, aseton, dibentuk A s a m karboksilatmelalui dekarboksilasi nonenzimatik Ketonasetoasetat. :0 -ic-o-c- ff i? f? \ II EterCH3-C-CH2-C-O--<:H3-C—CH3 + CO2 -tc-o-crAsetoasetat Aseton Anhidrida asam P e n d e r i t a k e t o t i k , s e p e r t i DI Beatty, Gugus Karbon-Sulfurmembentuk aseton, yang memiliki baukhas. Napas mereka kadang-kadang G u g u s sulfhidril -c-s-src-d i k a t a k a n s e p e r t i b a u \" s n ^ e e f mous/. II Suatu disulfida Gugus fungsional apa yang dimilikibadan keton? Gugus Karbon-Nitrogen 5.1: Asetoasetat mengandung \"-CH2-\"CH2-:NH2 : -CHa-lN^-CHg sebuah gugus keton dan sebuah gugus karboksil; p-hidroksibu- Gugus amino :Itirat mengandung sebuah gugus hidroksil : CH3dan sebuah gugus karboksil; dan asetonmengandung sebuah gugus keton. Karena Amin kuaternerp-hidroksibutirat tidak mengandung gugusketon, nama umum untuk senyawa terse- Ester dan Amidabut, badan keton, sebenarnya merupakanistilah yang tidak tepat. 'O « II 'O : Ester ^ II i 4C-S~QH2- Tioester 5.2: M a n a dari senyawa-se- :0 : :o nyawa ini yang merupakan gli- serol, dan mana yang gliseralde- 'II \ i : IIhida? H04p-o-cr Amida OH Fosfoester CH2OH H-C Gbr. 5.2. Jenis gugus kimia yang sering dijumpai dalam senyawa biokimia. H-C-OH I I H-C-OH CH2OH CH2OH B A

BAB 5 / HUBUNGAN KIMIA ORGANIK DENGAN BIOKIMIA 43dan senyawa yang mengandung gugus (OH) hidroksil(alkohol)mungkin berakhiran O\"ol\". Adanya gugus karbonil (asil) ( C = 0 dalam ikatan ester atau amida) juga biasanyadimasukkan ke dalam nama. Misalnya, simpanan lemak dalam tubuh adalah tri- Nasilgliserol. Tiga gugus asil mengalami esterifikasi menjadi gliserol (senyawa yangmengandung gugus alkohol). Gula, umumnya, berakhiran \"osa\", misalnya glukosa. Gugus karboksilEnzim biasanya berakhiran \"ase\".Gugus yang Mengandung Muatan -O- 1.Gugus asam mengandung sebuah proton yang dapat berdisosiasi, meninggalkan mo-lekul sisa dengan muatan negatif (lihat Bab 4). Senyawa asam yang utama dalam tu- Gugus fosfatbuh mengandung gugus karboksil, gugus fosfat, atau gugus sulfat (Gbr. 5.3). O Senyawa yang mengandung nitrogen biasanya bersifat basa dan dapat menerima IImuatan positif Nitrogen memiliki 5 elektron dalam kerangka valensinya. Apabila -0-8-0^'hanya 3 dari 5 elektron tersebut yang membentuk ikatan kovalen dengan atom lain, 11nitrogen tidak memiliki muatan. Apabila 2 elektron sisanya membentuk suatu ikatan O(misalnya, dengan sebuah proton atau sebuah atom karbon), nitrogen memiliki muat- Gugus sulfatan positif (Gbr. 5.4). Gbr. 5.3. Contoh gugus yang bermuatan nega- tifPolaritas Ikatan dan Muatan Parsial OHIkatan kovalen terbentuk dari pemakaian bersama elektron antara 2 atom untuk me- HO CH2-CH2TNH3Jlengkapi kerangka elektron mereka. Pada ikatan karbon-karbon dan karbon-hidrogen,elektron dimiliki bersama hampir setara antara atom-atom karbon, atau antara atom Dopamin ( s u a t u a m i n p r i m e r )karbon dan hidrogen. Dengan demikian, ikatan tersebut nonpolar. Ikatan polar terjadiapabila awan elektron lebih padat mengelilingi 1atom, atom dengan elektronegativi- ; CH3tas yang lebih besar. Oksigen lebih elektronegatif dibandingkan karbon, dan padaikatan karbon-oksigen ( — C = 0 ) , awan elektron berpusat d i atom oksigen. Oleh HO ~ CH2- CHgf- N' - CH3karena itu, atom oksigen memiliki muatan negatif parsial, yang dinyatakan dengan : CHos i m b o l 5\", d a n a t o m k a r b o n m e m i l i k i m u a t a n p o s i t i f parsial, y a n g d i n y a t a k a n dengansimbol 5^. N i t r o g e n dan sulfur j u g a lebih elektronegatif dibandingkan karbon atau h i - Kolln ( s u a t u a m i n k u a t e r n e r )drogen (Gbr. 5.5).Kelarutan Gbr. 5.4. Contoh gugus yang bermuatan posi- tifAir adalah molekul yang sangat polar. A i r berpartisipasi dalam reaksi biokimia baik i 6\" isebagai reaktan maupun sebagai katalisator. Seperti dijelaskan di Bab 4, atom oksigenmolekul air jauh lebih elektronegatif dibandingkan dengan atom hidrogen. Oleh o Ikarena itu, oksigen memiliki muatan negatif parsial, dan masing-masing hidrogenmemiliki muatan positif parsial. A i r memiliki struktur seperti kisi-kisi di mana oksi- II Igen dari sebuah molekul air menarik hidrogen dari molekul air lainnya. Gbr. 5.5. Muatan parsial pada ikatan karbon- Agar dapat lamt dalam air, molekul hams memiliki ikatan bermuatan atau polar oksigen, karbon-nitrogen, dan karbon-sulfur.yang dapat berikatan dengan muatan positif dan negatif parsial yang terdapat dalamair. A i r memperkecil interaksi antara muatan negatif dan positif molekul lain (yaitu, 5.2: \"B\" mengandung sebuahinteraksi elektrostatik atau ionik). Dengan demikian, garam (NaCl) mampu berdiso- 'J^m g u g u s a l d e h i d a , d a n m e r u p a k a nsiasi menjadi Na^ dan Cl\" yang terpisah dan larut dalam lingkungan cair. Senyawa or-ganik yang mengandung gugus hidrofilik (menyukai air)juga cendemng lamt dalam gliseraldehida. \"A\" adalah glise-air. Gugus hidroksil pada glukosa, misalnya, bersifat polar dan menyebabkan glukosalarut hampir tak terbatas dalam air. Molekul air yang berinteraksi dengan senyawa po- rol. Molekul ini mengandung tiga guguslar atau ionik membentuk kerangka hidrasi mengelilingi senyawa tersebut. alkohol. Senyawa atau bagian senyawa yang nonpolar tidak dapat tertarik ke muatan positifdan negatif parsial yang terdapat dalam molekul air dan, oleh karena itu, tidak lamtdalam air. Bagian nonpolar pada suatu senyawa disebut hidrofobik (takut air). Bagiantersebut cenderung menggumpal dalam lingkungan cair karena tidak dapat dengangiat membentuk interaksi yang baik dengan air.

44 BAGIAN II / D A S A R - D A S A R KIMIAWI D A N BIOLOGIS BIOKIMIA Molekul amfipatik mengandung baik bagian polar maupun nonpolar. Misalnya, fosfolipid terdiridari bagian \"ekor\" yang hidrofobik (nonpolar), biasanya berasal dari asam lemak rantai panjang, danbagian \"kepala\" yang hidrofilik (polar) yang me- ngandung sebuah gugus fosfat dengan muatan negatif dan, pada beberapa keadaan, suatu gugus dengan muatan positif Perbedaan kedua bagian ujung molekulfosfolipid menyebabkan m o l e k u l fosfolipid berkumpul d i lapisan tempat pertemuan fase cair dan non-cair di dalam sel. Peran fosfolipid sebagai konstituen utama membran sel akan dibahas secara lebih rinci di Bab 10.• Langkah-langkah pada reaksi Reaktivitas biokimia mengikuti mekanisme Konsekuensi polaritas ikatan adalah bahwa atom yang membawa muatan negatif par- umum yang sama seperti reaksi sial (atau penuh) akan tertarik k eatom yang bermuatan positif parsial (atau penuh), dan demikian sebaliknya. Muatan parsial atau penuh ini menentukan perjalanankimia biasa. Namun, karena adanya en- reaksi biokimia—^yang mengikuti prinsip elektrofilik dannukleofilik yang sama membangkitkan sifat reaksi organik pada umumnya.zim, katalisator protein alami, reaksi terse- Misalnya, oksidasi asam lemak berawal dari perubahan asam tersebut menjadibut berlangsung lebih cepat. tioester koenzim A ( K o A S H ) . Karena memerlukan energi, proses iniberlangsung da- lam dua tahap. Pada tahap pertama, asam bereaksi dengan adenosin trifosfat ( A T P ) untuk membentuk adenosin monofosfat ( A M P ) . Pada tahap kedua, atom sulfur K o A S H , yang memiliki muatan negatif parsial, menyerang karbon karboksil, yang memiliki muatan positif parsial (Gbr. 5.6). R i - C - i O H j + : HpRg ^ • O II Asam Alkohol -C~0R2 Ester Palmitoil-AMP O l^J O ro ii A II C H 3 - (CH2)i4 - C ~ O - p - O - Adenosin Ri - C H OH: + : H^Ra ^ • Ri - C ~ SRg ; cr Asam Sulfhidril Tioester »'.6\" sj-i- o ;H1 ^ o :I II A II : KoA RI-CHOH: + N-R2—^Ri-C-N-R2 Koenzim A Asam HH Amin Amida OO 0. + : HpR Si OCH3-(CH2)i4--C-S-KOA; + : T O - P - o - A d e n o s i n A li II ^ • HO-P-OR HO-P-fOH: I 1 OHPalmitoil KoA ^ AMP OH Alkohol Fosfoester Asam fosfatG b r . 5.6. Pembentukan asil KoA lemak. Gbr. 5.7. Pembentukan ester, tioester, amida, dan fosfoester.

BAB 5 / HUBUNGAN KIMIA ORGANIK DENGAN BIOKIMIA 45 Muatan positif parsial pada karbon karboksil mempertanggungjawabkan banyakreaksi asam karboksilat. Apabila asam karboksilat bereaksi dengan alkohol, akanterbentuk suatu ester, d a n memecahkan air. D e m i k i a njuga, apabila suatu asam dangugus sulfhidril bereaksi, akan terbentuk tioester. Terbentuk amida apabila suatuasam bereaksi dengan amina. Reaksi sempa menyebabkan terbentuknya fosfoesterdari asam fosfat dan alkohol, dan oleh reaksi dua asam untuk menghasilkan anhidrida(Gbr. 5.7 dan 5.8). CONTOH JENIS REAKSI •ATPDalam metabolisme terdapat lima jenis reaksi yang sering terjadi: reaksi pemindahan heksokinasegugus, pemecahan, kondensasi, penyusunan ulang, dan oksidasi-reduksi. VADPReaksi Pemindahan GugusSatu jenis reaksi pemindahan gugus yang terjadi adalah fosforilasi, yaitu, gugus fosfatdipindahkan dari satu senyawa k e senyawa lain. Sumber gugus fosfat u m u m n y a ada-lah A T P ,yang memindahkan satu gugus fosfatnya ke gugus hidroksil senyawa lain,sehingga terbentuk fosfoester (lihat Gbr. 5.7). Misalnya, setelah masuk k e dalam sel,glukosa mengalami fosforilasi oleh A T P (Gbr. 5.9).Reaksi Pemecahan Gbr. 5.9. R e a k s i p e m i n d a h a n gugus: f o s f o r i - lasi glukosa.Ikatan dalam senyawa sering dipecahkan dengan penambahan air. Khususnya, sepertiyang diperlihatkan dalam Gambar 5.10, komponen molekul air ditambahkan kepada 2atom yang terlibat dalam ikatan, yang dengan demikian menjadi terpisah. Reaksi iniadalah kebalikan dari reaksi pada Gambar 5.9, kecuali bahwa fosfat dibebaskan dalambentuk fosfat inorganik (HPOs^'; disingkat sebagai Pi) danbukan digunakan secaralangsung untuk menyusun kembali A T P dari A D P . OO > Oo Glukosa 6-fosfat ^• II II II II ORI-C-IOH: + : h^-C-Rg R^-C-O-C-Rg II -O-P-O-CHaO O i^i O Oii . - ^ li > II II I r- •Ri~C-»OHJ + ; HtO-P-OH ^ » R i - C - O - P - O H ....£JH OH OH Gbr. 5.10. R e a k s i p e m e c a h a n : h i d r o l i s i s g l u - kosa 6-fosfat. Pi = fosfat inorganik.0 o oOli ii A li 11HO-P-IOH: + : H o - p - O H — ^ H O - p - o - p ~ O H1I IIOH OH OH OHAsam Asam AnhidridaGbr. 5.8. P e m b e n t u k a n a n h i d r i d a .

46 BAGIAN II / DASAR-DASAR KIMIAWI DAN BIOLOGIS BIOKIMIAA s a m amino 1 NHo Reaksi Kondensasi I^ Senyawa biasanya berkondensasi dengan mengeliminasi air. Misalnya, 2 asam amino HC-Ri berkondensasi membentuk suatu ikatan peptida (suatu jenis amida). Dalam tubuh, kondensasi ini terjadi melalui suatu mekanisme yang sangat rumit. Pengkajian yang c=o: sederhana diperUhatkan dalam Gambar 5.11. Rincian proses tersebut dijelaskan d i Bab 14. I: O\"\" :A s a m amino 2 HC - R2 Reaksi Penyusunan Ulang 0= 0 Struktur ikatan dalam suatu senyawa dapat disusun ulang untuk menghasilkan senyawa yang berbeda. Misalnya, aldehida dapat disusun ulang untuk membentuk I keton (Gbr. 5.12). 0~NH3 Reaksi Oksidasi-ReduksiHC-R^ Atom-atom karbon dalam molekul organik memiliki tingkat oksidasi yang berbeda, bergantung pada apakah atom karbon tersebut terlibat dalam ikatan tunggal atau ikat-Dipeptida I : libatan an rangkap, atau apakah atom karbon mempakan bagian dari suatu gugus alkohol, aldehida, keton, atau asam karboksilat. Oksidasi suatu molekul mencakup hilangnyaNH : peptida elektron.HC-R2 Mekanisme oksidasi molekul organik yang paling sering terjadi dalam tubuh ada- lah melalui suatu reaksi di mana elektron dipindahkan dari suatu senyawa ke suatu0= 0 penerima elektron (Gbr. 5.13). Elektronkemudian dapat dipindahkan sebagai hidro- g e n d e n g a n e l e k t r o n n y a ( a t o m h i d r o g e n , H») a t a i i i o n h i d r i d a ( s e b u a h a t o m h i d r o g e nI dengan 2 elektron. H : ) . Senyawa yang kehilangan elektron mengalami oksidasi, danO\"\" penerima elektron, yang biasanya adalah suatu koenzim penerima-elektron, meng- alami reduksi dalam proses ini (Gbr. 5.13). Dengan demikian, karbon dalam ikatanG b r . 5.11. Reaksi kondensasi: pembentukan rangkap memiliki tingkat oksidasi yang lebih tinggi daripada karbon dalam ikatanikatan peptida. tunggal, dan atom karbon dalam gugus aldehida memiliki tingkat oksidasi yang lebih tinggi daripada karbon dalam gugus alkohol. Cara lain oksidasi senyawa pada hewan adalah melalui penambahan langsung o k s i g e n a t a u g u g u s h i d r o k s i l , m e n g g u n a k a n a t o m o k s i g e n y a n g d i p e r o l e h d a r i O2. P a d a r e a k s i i n i , O2 a d a l a h p e n e r i m a e l e k t r o n d a n m e n g a l a m i r e d u k s i m e n j a d i H2O a t a u H2O2. O H :H: H II I ^T- I H-C \"OOC-C\"\" C-COO\" \"OOC~C-C~COO\" I I .X, I H~C-OH H CH2OC© ^H: H FumaratGliseraldehida 3-fosfat Suksinat CH2OH QH: O C^O I II CHg-C-H CH20© CHa-C-H :yf H»1*: ^ AsetaldehidaDIhIdrokslaseton fosfat EtanolG b j . 5.12. Reaksi penyusunan kembali: kon- G b r . 5.13. Reaksi oksidasi-reduksi: oksidasi suksinat menjadi fumarat dan etanol menjadiversi gliseraldehida 3-fosfat menjadi asetaldehida. Pada masing-masing reaksi, hidrogen dan elektron dipindahkan ke suatu pene-dihidroksiaseton fosfat. P yang dilingkari = gu- rima elektron dan senyawa mengalami oksidasi. Etanol adalah suatu alkohol.gus fosfat.

BAB 5 / HUBUNGAN KIMIA ORGANIK DENGAN BIOKIMIA 47 TATA NAMA Dalam biokimia, anda akan menjumpai senyawa denganPenggunaan Nama Umum nama seperti asetat, glutamat, palmitat, piruvat, lesitin, asam pantotenat,Dalam biokimia, digunakan nama u m u m atau sederhana senyawa daripada tata nama asam arakidonat, danasam taurokolat.sistematik yang disukai oleh ahli kimia organik. Kadang-kadang nama tersebut Penggunaan nama sistematik untukmencerminkan sumber atau asal senyawa tersebut pertama kali ditemukan. senyawa-senyawa tersebut, banyak di antaranya sangat kompleks, akan menye-identifikasi Atom Karbon babkan nama senyawa tersebut sulit di- ingat dibandingkan dengan penggunaanAhli biokimia menggunakan dua sistem untuk identifikasi karbon dalam suatu rantai. nama sederhana, yang akhirnya memberi-Pada sistem pertama, karbon dalam suatu senyawa diberi nomor, dimulaidengan kar- kan kepribadian senyawa tersebut.bon pada gugus yang paling mengalami oksidasi. Pada sistem kedua, karbon diberin a m a d e n g a n h u m f Y u n a n i , d i m u l a i d e n g a n k a r b o n y a n g t e r l e t a k di sebelah g u g u syang paling mengalami oksidasi. Dengan demikian, senyawa pada Gambar 5.14 dike-nal sebagai 3-hidroksibutirat atau P-hidroksibutirat. K O M E N T A R K L I N I S . Keparahan tanda dan gejala klinis pada penderita OH O I II d e n g a n ketoasidosis diabetes ( K A D ) , seperti y a n g d i j u m p a i p a d a Di CH3-CH-CH2-CO- Beatty, b e r h u b u n g a n l a n g s u n g d e n g a n k o n s e n t r a s i b a d a n k e t o n d a l a m d a - 4 32 1rah. Metode kuantitatif langsung untuk mengukur asetoasetat dan p-hidroksibutirat Patidak tersedia secara mtin. Akibatnya,para dokter biasanya mengandalkan pemerik- Gbr. 5.14. Dua sistem untuk mengidentifikasi atom karbon dalam suatu senyawa. Senyawa dis a a n s e m i k u a n t i t a t i f d e n g a n c a r i k c e l u p (reagent strip) ( K e t o s t i x ) a t a u t a b l e t ( A c e - atas dapat diberi nama 3-hidroksibutirat atau P- hidroksibutirat.test) untuk memperkirakan kadar asetoasetat dalam darah dan urin. Nitropmsid dalamcarik celup dan tablet tersebut bereaksi dengan asetoasetat dan dalam derajat yang le-bih rendah bereaksi dengan aseton (keduanya memiliki gugus keton), tetapi tidakb e r e a k s i d e n g a n p - h i d r o k s i b u t i r a t ( y a n g t i d a k m e m i l i k i g u g u s k e t o n ) . K a r e n a P-hidroksibutirat adalah badan keton utama yang terdapat dalam darah penderita keto-asidosis diabetes dan karena konsentrasinya dapat t u m n dengan cepat secara tidaksetara dibandingkan dengan konsentrasi asetoasetat dan aseton mengikuti terapi yangsesuai, pemeriksaan yang menggunakan reaksi nitropmsid untuk memantau keberha-silan terapi pada penderita seperti itu sering menyesatkan.• K O M E N T A R B I O K I M I A . Banyak siswa \"menghapal\" biokimia, yang 5.3: Mana dari senyawa berikut mempakan suatu tugas yang luar biasa berat. Biokimia jauh lebih mudah yang lebih tereduksi dan mana yang lebih teroksidasi? dipelajari (dan diingat) apabila dij^ndang sebagai suatu rangkaian reaksikimia yang dapat diramalkan. Selama evolusi, sel tidak merencanakan serangkaianreaksi kimia yang benar-benar baru saat sel mengembangkan suatu fungsi bam. M a - O Olahan, sel menyesuaikan diri dengan reaksi yang ada, mempergunakan reaksi tersebut II II CH3-C-H CH3-C-OHuntuk serangkaian senyawa yang bam. (Penjelasan yang lebih tepat tetapi bersifat A Bkurang antropomorfikuntuk fenomena ini termasuk pemindahan ranah (domain) ter-tentu dari enzim yang sudah ada sebelumnya ke enzim yang b a m terbentuk selamaevolusi dengan peristiwa rekombinasional d i tingkat gen). Siswa yang berhasilbiasanya mengenali pola reaksi ini dan mencari adanya pengulangan.Bacaan Anjuran 5.4: Pada penderita ketoasido- sis diabetes, m i s a l n y a DiBab ini adalah tinjauan aspek kimia organik tertentu yang berhubungan dengan biokimia. Oleh karena itu, apabila anda Beatty, h a t i m e n g h a s i l k a n b a -menginginkan penjelasan yang lebih luas, cobalah membaca sepintas lalu buku ajar kimia organik yang sudah usang dan dan keton asetoasetat d a n p-hidroksi-kuno dari kuliah prasarjana anda. butirat yang kadarnya meningkat dalam darah. Jenis reaksi apa yang berperan da-SOAL lam perubahan p-hidroksibutirat menjadi asetoasetat?1. M e n u r u t anda apa arti \"P\" dalam jalur P-oksidasi asam lemak?

48 BAGIAN II / DASAR-DASAR KIMIAWI DAN BIOLOGIS BIOKIMIA 5.3: \"B\" adalah asam asetat, 2. Senyavv^a A dan senyawa B yang diperUhatkan di b a w a h i n i adalah vitamin. M a n a dan lebih teroksidasi daripada yang lamt-air dan mana yang tidak lamt-air? asetaldehida (\"A\"). Karbon kar-boksil mengandung lebih banyak oksigen, H O OH CH3relatif terhadap hidrogen, dibandingkankarbon aldehida. Untuk menghitung elek- I II I Itron dengan maksud menentukan statusoksidasi, elektron dalam ikatan karbon- ^C-CHg-CHa-N-C-C-C-CHgOHoksigen tidak dihitung yang adapada kar-bon, tetapi yang ada pada oksigen. HO\ II*Dengan demikian, karbon karboksil H CH3memiliki lebih sedikit elektron (dibanding-kan dengan karbon aldehida) dan kehi- Senyawa Alangan elektronnya kepada oksigen. CH3 CH3 .CH3 CH3 L CH, - CH, - CHj - CH - CH2 - CH2 - CH2 - CH - CH2 - CH2 - CHj - CH - CHfV^^C\"3 CH3 5.4: Asetoasetat mengalami re- Senyawa B duksi secara enzimatik menjadi p-hidroksibutirat. Elektron dipin- JAWABANdahkan dari donor elektron, NADH + H*kepada asetoasetat. 1. Reaksi P-oksidasi melibatkan P-karbon gugus asil lemak.NADH + H+ NAD+ O CH3—(CH2)i4—CH2—CH2- 4!;~SKoA i? CHg-CH-CHg-COO- P-HIdroksibutirat PaCHs-C-CHj-COO- Asetoasetat 2. Senyawa A adalah asam pantotenat, suatu vitamin lamt-air. Pada p H faali, asam karboksilat berdisosiasi menjadi H\"^ dan i o n karboksilat y a n g bermuatan negatif (pan- totenat). Gugus karboksilat, gugus alkohol,N amida, dan gugus karbonil bersifat po- l a r d a n d a p a t b e r i k a t a n h i d r o g e n d e n g a n H2O. Reaksi ini bersifat reversibel, dan p-hi- Senyawa B adalah vitamin E yang lamt-lemak. Rantai sisi nonpolar yang panjangdroksibutirat dapat teroksidasi untuk mem- dan stmktur cincin nonpolar menghambat senyawa B dari penggabungan dengan airbentuk asetoasetat. dan kelamtan.