BIOSINTESIS METABOLIT PRIMER DAN SEKUNDER

     Sebelum kita membahas mengenai biosintesis dari kedua metabolit tersebut, alangkah lebih baik jika kita mengetahui apa maksud dari biosintesis itu sendiri. Biosintesis adalah suatu proses yang dikatalis enzim didalam tubuh organisme,dimana subtrat tersebut akan diubah menjadi senyawa lain yang lebih kompleks. Metabolisme adalah reaksi kimia yang terdapat di dalam organisme, termasuk juga yang terdapat dalam tingkat sel yang menghasilkan energi dan menggunakan energi tersebut untuk fungsi sel. Metabolit adalah sesuatu (produk) yang dihasilkan dari proses metabolisme. Metabolit terbagi menjadi dua yaitu metabolit primer dan metabolit sekunder. 

1. Metabolit primer

    Metabolit primer adalah senyawa yang terdapat dalam produk akhir atau produk antara yang dihasilkan dalam proses metabolisme sel, dimana berat molekulnya yang rendah menjadi penyusun molekul yang lebih besar atau dibentuk menjadi koenzim dimana fungsinya esensial didalam kebutuhan hidup organisme. Contohnya seperti nukleotida, asam organik dan vitamin. Metabolit ini tidak diproduksi secara berlebih karena dapat menghambat pertumbuhan dan kadang dapat mematikan juga.

   Biosintesis metabolisme primer:
a. Biosintesis Karbohidrat

    1) Produksi monosakarida lewat fotosintesis. Pada tumbuhan berklorofil  monosakarida dihasilkan dari proses fotosintesis, dimana terjadi perubahan energi elektromagnetik menjadi energi kimiawi. Terdapat dua reaksi didalam fotosintesis ini yaitu reaksi terang dan gelap. Dari hasil kedua reaksi tersebut disimpulkan :

2H2O + CO2 + cahaya → (CH2O) + H2O + O2

  2) Produksi sukrosa. Sukrosa adalah suatu produk tanaman yang sangat berguna bagi manusia. Dalam penelitian hasil yang didapatkan bahwa sukrosa tidak hanya bertindak sebagai gula pertama yang terbentuk di dalam fotosintesis tetapi juga sebagai bahan transport utama. Pembentukan sukrosa ini mungkin merupakan prekursor biasa untuk pembentukan polisakarida. 

b. Biosintesis Lipid

    Sintesis lemak dan minyak lemak di dalam organisme dipengaruhi oleh reaksi balik yang bertanggung jawab sebagai peruraian. Biosintesis asam lemak berlangsung dengan sederet reaksi yang melibatkan dua komplek enzim plus yaitu ATP, NADPH2, Mn2+ , dan karbon dioksida (CO2).

c. Biosintesis Asam Amino dan Protein

    Protein terdiri dari berbagai asam amino. Asam amino terdiri dari dua jenis yaitu asam amino esensia dan asam amino non esensial. Asam amino esensial tidak dapat diproduksi oleh tubuh sehingga sumbernya dari luar seperti dari makanan. Biosintesis asam amino sangat berhubungan erat degan metabolit sekunder. 

2. Metabolit Sekunder

    Metabolit sekunder adalah senyawa metabolit yang tidak dibutuhkan (esensial) bagi pertumbuhan suatu organisme, dimana didalam setiap organisme tersebut bentuknya berbeda-beda dan unik. Senyawa ini tidak selalu dihasilkan hanya pada saat-saat tertentu saja. Fungsi dari metabolit sekunder ini yaitu sebagai pertahanan diri dari lingkungan yang kurang baik atau berfungsi untuk berintetaksi dengan lingkungan.

  Biosintesis metabolit sekunder sangatlah bermacam-macam tergantung dari senyawa yang bersangkutan. Terdapat 3 jalur yang dilalui oleh metabolit sekunder dalam pembentukannya, yaitu jalur asam asetat, jalur asam sikimat, dan jalur asam mevalonat.

a. Jalur asam asetat

    Poliketida merupakan golongan yang besar didalam bahan alam yang biasanya itu digolongkan berdasarkan biosintesisnya. Keanekaragaman strukturnya dapat dilihat dari reaksi kondensasi, misalnya

nCH3CO2H → [CH3CO]n-   

Yang termasuk kedalam poliketida itu ialah asam lemak, poliasetilena, prostaglandin, antibiotika makrolida, dan senyawa aromatik seperti antrakinon dan tetrasiklina. 

b. Jalur asam Sikimat

    Jalur ini merupakan jalur alternatif dalam menuju senyawa aromatik seperti, L-fenilalanin, L-Tirosina, L-Triptofan. Jalur ini berlangsung dalam organisme dan juga tumbuhan tetapi tidak berlangsung pada hewan. Sehingga asam amino aromatik itu dikatakan asam amino.

c. Jalur asam mevalonat

   Jalur asam mevalonat ini menurunkan unit isoprena dari metabolisme asam asetat sedangkan terpenoid adalah suatu bentuk senyawa dengan bermacam struktur yang besar dari produk alami yang diturunkan dari unit isoprena yang bergandengan dalam model kepala dan ekor.

Hubungan antara metabolit primer dan sekunder

     Metabolit sekunder berasal dari metabolit primer dengan melalui berbagai jalur metabolisme yang disesuaikan dengan kondidi pertumbuhan tumbuhannya. Dapat juga dilihat pada fase pertumbuhan tumbuhan utamanya memproduksi metabolit primer, sedangkan metabolit sekunder belum atau hanya sedikit dimetabolisme. 

Permasalahan:

1. Bagaimanakah hubungan antara metabolit primer dan sekunder?

2. Apakah fungsi dari metabolit sekunder?

3. Dalam biosintesis metabolit primer bagaimanakah produksi monosakarida?