Pengertian Metabolisme Mikroorganisme (Mikroba) Artikel Lengkap
Tuesday 2 October 2018
Add Comment
Kampungilmu.web.id - Metabolisme adalah kegiatan yang sangat penting untuk
dilakukan oleh setiap makhluk hidup, begitu juga mikroorganisme. Melalui
kegiatan metabolisme, setiap makhluk hidup mampu mengorganisasikan
berbagai molekul kimia di dalam tubuhnya dan mengkoordinasikan berbagai
reaksi kimia. Metabolisme secara garis besar terbagi menjadi katabolisme
dan anabolisme. Katabolisme merupakan reaksi metabolisme yang bersifat
mengurai senyawa kimia tertentu dan melepaskan energi selama proses
berlangsung. Sebaliknya, anabolisme merupakan reaksi yang menggunakan
energi untuk meyintesis senyawa kimia yang lebih besar dari senyawa
kimia yang lebih kecil (Madigan dkk. 2011).
Enzim merupakan komponen penting yang diperlukan pada setiap proses
metabolisme. Enzim merupakan senyawa katalis yang terdapat pada makhluk
hidup. Sebagian besar komponen penyusun enzim adalah protein dan disebut
apoenzim. Apoenzim tersebut bersifat inaktif dan membutuhkan senyawa
tertentu untuk mengaktifkannya yang disebut kofaktor. Contoh kofaktor
yanitu ion seperti besi, seng, magnesium, dan kalsium. Jika kofaktor
merupakan senyawa organik, disebut juga sebagai koenzim (Tortora dkk.
2010).
Enzim dapat mempercepat suatu reaksi dengan cara menurunkan energi
aktivasi suatu reaksi. Enzim mempunyai sisi aktif, merupakan tempat
yang berinteraksi dengan substrat (substansi kimia yang spesifik).
Enzim juga memiliki sifat kespesifikan dalam berikatan dengan suatu
substrat, kemudian membantu dalam mengkonversi substrat tersebut
menjadi substansi kimia yang lain (produk). Tanpa bantuan enzim, suatu
substrat membutuhkan waktu yang lebih lama untuk menjadi suatu produk.
Contohnya, enzim sukrase dapat berikatan dengan sukrosa. Enzim sukrase
dapat mengkatalisis proses hidrolisis sukrosa menjadi glukosa dan
fruktosa (Tortora dkk. 2010).
Berdasarkan lokasi penggunaan enzim, enzim terbagi menjadi dua, yaitu
endoenzime dan eksoenzime. Sebagian besar enzim berfungsi di dalam sel
dan disebut endoenzime. Sementara itu, beberapa enzim dikeluarkan oleh
sel untuk mengkatalisis reaksi yang berada di luar sel, disebut juga
sebagai eksoenzime (Benson 2001). Enzim juga dapat dibagi berdasarkan
tipe reaksi kimia yang dikatalisis, yaitu oksidoreduktase, transferase,
hydrolase, lyase, isomerase, dan ligase. Oksidoreduktase adalah kelompok enzim yang mengkatalisis reaksi redoks, contohnya sitokrom oksidase dan laktat dehidrogenase. Transferase adalah kelompok enzim yang mengkatalisis reaksi transfer dari gugus fungsional, contohnya asetat kinase dan alanin deaminase. Hydrolase adalah kelompok enzim yang mengkatalisis reaksi hidrolisis (penambahan air), contohnya lipase dan sukrase. Lyase
adalah kelompok enzim yang mengkatalisis reaksi pemindahan suatu gugus
atau atom tanpa hidrolisis, contohnya oksalat dekarboksilase dan
isositrat lyase. Isomerase
adalah kelompok enzim yang mengkatalisis reaksi penyusunan ulang atom
dalam molekul, contohnya glukosa-fosfat isomerase dan alanin racemase. Ligase
adalah kelompok enzim yang mengkatalisis reaksi penggabungan dari dua
molekul, contohnya asetil-CoA sintetase dan DNA ligase (Tortora dkk.
2010).
Hasil reaksi metabolisme hampir semuanya dapat diamati, bahkan dapat
diukur kekuatannya. Reaksi metabolisme berbeda untuk setiap
mikroorganisme, sehingga hal tersebut merupakan sifat yang sangat
penting untuk mengidentifikasi mikroorganisme. Ada beberapa cara untuk
mengidentifikasi reaksi metabolisme dengan menggunakan uji biokimia.
Beberapa uji biokimia yang digunakan diantaranya uji hidrolisis casein,
uji hidrolisis pati, fermentasi karbohidrat, produksi H2S, pencairan gelatin, uji oksidase, dan uji katalase (Gandjar dkk. 1992).
Uji Hidrolisis
Uji hidrolisis dilakukan untuk melihat kemampuan suatu mikroorganisme untuk menghidrolisis pati dan protein (kasein). Bakteri yang dapat menghidrolisis pati dan kasein mempunyai enzim-enzim yang berguna untuk memecah senyawa-senyawa kompleks tersebut. Enzim-enzim yang berguna untuk memecah senyawa-senyawa tersebut merupakan enzim ekstraseluler, yaitu menghidrolisis senyawa-senyawa tersebut di luar selnya (Gandjar dkk. 1992).
Beberapa jenis bakteri mampu menghidrolisis pati. Senyawa pati merupakan
senyawa kompleks yang terdiri dari dua komponen, yaitu amilopektin dan
amilose. Bakteri mempunyai enzim amilase yang dapat menghidrolisis
senyawa pati menjadi maltosa, glukosa, dan dekstrin. Medium yang
digunakan dalam uji hidrolisis pati adalah medium starch agar.
Medium tersebut mengandung sejumlah besar pati. Reagen untuk menguji
hidrolisis pati adalah reagen iodin. Jika iodin berinteraksi dengan
medium yang mengandung pati, akan berwarna biru kecokelatan. Jika pati
sudah terhidrolisis dan tidak ada pati pada daerah pertumbuhan bakteri,
akan terlihat seperti zona bening ketika diteteskan iodin. Jika setelah
diteteskan iodin tidak terlihat adanya zona bening menunjukkan pati
tidak dihidrolisis oleh bakteri (Benson 2001).
Kasein adalah protein utama pada susu. Banyak bakteri yang dapat
memproduksi eksoenzim kaseinase yang dapat menghidrolisis kasein menjadi
senyawa yang lebih sederhana. Uji hidrolisis kasein menggunakan medium Skim Milk Agar.
Jika timbul zona bening di sekitar daerah pertumbuhan bakteri pada
medium, menunjukkan enzim kaseinase diproduksi dan reaksi hidrolisis
terjadi (Benson 2001). Zona bening yang terbentuk disebut juga sebagai
zona proteolisis (Harley & Prescott 2002).
.
Fermentasi
Tes fermentasi karbohidrat menggunakan Phenol Red Broth
untuk menguji kemampuan bakteri memfermentasi berbagai jenis
karbohidrat. Setiap bakteri memiliki pola fermentasi yang khas.
Sifat-sifat bakteri dalam memfermentasi karbohidrat merupakan salah
satu sifat penting dalam identifikasi. Sifat fermentasi karbohidrat
dapat diketahui dengan menginokulasikan bakteri ke dalam tabung berisi
medium karbohidrat yang telah diberi indikator dan tabung Durham. Hasil
akhir fermentasi biasanya berupa asam, gas, keduanya, atau tidak
keduanya. Produk asam dapat diketahui dengan adanya perubahan warna
indikator (indikator phenol red akan berubah warna dari merah menjadi
kuning), sedangkan gas yang terjadi akan tertampung di dalam tabung
Durham. Tabung Durham merupakan suatu tabung kecil yang diletakkan
terbalik dalam tabung medium karbohidrat tadi. Gula-gula selain glukosa
umumnya dapat difermentasi dengan cara mengkonversi gula-gula tersebut
menjadi glukosa dan akhirnya glukosa yang difermentasi (Gandjar dkk.
1992).
Produksi H2S
Beberapa jenis protein kaya akan asam amino yang mengandung sulfur seperti sistein. Ketika protein dihidrolisis oleh beberapa jenis bakteri, asam amino akan dilepaskan dan diambil sebagai sumber nutrien. Jika suatu bakteri mengandung enzim sistein desulfurase, sistein akan melepas atom sulfur lewat penambahan hidrogen yang berasal dari air untuk membentuk gas H2S. Namun, gas H2S dapat juga diproduksi dari reduksi senyawa anorganik yang mengandung sulfur seperti thiosulfate (S2O32-), sulfate (SO42-), atau sulfit (SO3-). Sebagai contoh, beberapa bakteri mempunyai enzim thiosulfate reduktase yang dapat mereduksi sodium thiosulfate menjadi sulfite dan menghasilkan gas H2S (Harley & Prescott 2002).
Medium yang diguanakan dalam uji produksi gas H2S adalah medium Triple Sugar Iron Agar (TSIA).
Medium TSIA adalah medium yang mengandung tiga sumber gula, yaitu
glukosa, sukrosa, dan laktosa. Medium tersebut dapat digunakan untuk
membedakan tipe fermentasi suatu bakteri terhadap gula atau karbohidrat.
Medium tersebut juga mengandung meat extract, yeast extract, dan
peptone yang menjadi sumber nitrogen, vitamin, dan mineral. Phenol red adalah
pH indikator untuk mengetahui perubahan pH yang terjadi pada medium.
Agar digunakan untuk mengeraskan medium. Sodium thisulfate yang
terkandung dalam medium akan direduksi oleh jenis bakteri tertentu untuk
menghasilkan hidrogen sulfida (H2S),
gas yang tidak berwarna. Hidrogen sulfida akan bereaksi dengan ion besi
yang berasal dari besi ammonium sulfat dalam medium untuk memproduksi
iron sulfida, sebuah lapisan endapan hitam yang tidak dapat larut
(Lehman 2005).
Pencairan Gelatin
Gelatin merupakan senyawa polipeptida campuran yang mudah larut. Beberapa jenis bakteri dapat menghidrolisis gelatin menjadi senyawa-senyawa asam amino yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber nutrien oleh bakteri tersebut. Enzim yang dapat untuk mengkatalisis proses hidrolisis gelatin adalah enzim gelatinase. Hidrolisis gelatin dapat diketahui dengan berubahnya medium dari bentuk gel menjadi bentuk cair. Medium yang digunakan adalah medium gelatin, yaitu sebanyak 150 gr/l (Harley & Prescott, 2002).Uji Katalase
Uji katalase merupakan suatu uji biokimia untuk mengetahui kemampuan
bakteri dalam menghasilkan enzim katalase yang dapat mengubah produk
toksik O2 menjadi tidak toksik lagi. Beberapa jenis bakteri mengandung flavoprotein yang dapat mereduksi O2, menghasilkan produk hidrogen peroksida (H2O2) atau superoksida (O2-) yang sangat toksik bagi bakteri. Bakteri tersebut harus dapat memproteksi diri sendiri dari senyawa produk toksik O2.
Bakteri aerob obligat atau fakultatif anaerob mengandung enzim
superoksida dismutase, yang mengkatalisis penghancuran superoksida, dan
enzim katalase atau peroksidase, yang mengkatalisis penghancuran
hidrogen peroksida. Uji katalase merupakan uji yang mudah untuk
dilakukan, yaitu dengan cara meneteskan hidrogen peroksidase kepada
suatu inokulum bakteri pada gelas objek. Jika muncul gelembung gas O2, menunjukkan uji katalase positif. Jika tidak muncul gelembung gas O2, menunjukkan uji katalase negatif (Harley & Prescott 2002).
0 Response to "Pengertian Metabolisme Mikroorganisme (Mikroba) Artikel Lengkap"
Post a Comment