METABOLISME PERKECAMBAHAN BENIH
Selama proses perkecambahan berlangsung, jaringan yang mengandung cadangan makanan karbohidrat, lemak, dan protein akan dihidrolisis dan dirubah menjadi senyawa yang sederhana dalam bentuk senyawa yang mudah diangkut. Kemudian dipindahkan ke titik tumbuh embrio dan disusun kembali ke dalam jaringan yang baru. Beberapa hasil dari hidrolisis digunakan dalam proses respirasi yang melibatkan oksigen dan menghasilkan CO2, H2O, dan enersi.
Pada lapisan aleuron dalam benih juwawut, padi, dan gandum hormon asam gibberellin (GA 3) dihasilkan oleh embrio tanaman di dalam benih, akan memicu sel sel aleuron menghasilkan enzim untuk menguraikan protein dan karbihidrat menghasilkan senyawa gula sederhana, dan asam amino memasok embrio yang sedang tumbuh dengan enersi untuk berkecambah dan tumbuh (Chandra, 1982). Apabila tanpa pasokan hormon asam gibberillin pada sel aleuron tidak terjadi pembentukan enzim-enzim perombak. Hormon gibberallin memicu pembentukan molekul m-RNA spesifik yang akan mendorong sel aleuron menghasilkan enzim-enzim seperti : alpha-amylase.
Gambar 5. Pembentukan Alpha amylase pada perkecambahan benih
a. Metabolisme Enersi
Setiap molekul karbohidrat, lemak, dan protein mengandung enersi kimia potensial yang ditangkap dari radiasi sinar matahari sewaktu berlangsungnya fotosintesis. Apabila molekul ini diuraikan, akan dibebaskan enersi dan disimpan dalam senyawa ikatan pospat kaya enersi Adenosin Tripospat (ATP). Kemudian paket enersi dapat dipindahkan ke bagian sel yang lain sewaktu diperlukan untuk membentuk senyawa kimia baru. Selama proses biosintesis, ATP diuraikan menjadi ADP (Adenosin Dipospat) + P anorganik. Kemudian ADP dapat dijadikan ATP kembali dengan adanya P anorganik + enersi dari hasil peruraian karbohidrat, lemak, dan protein, demikian seterusnya. Secara skematis siklus pembentukan dan penggunaan senyawa ATP dapat digambarkan sebagai berikut :
Karbohidrat, lemak, ADP C
dan protein + P anorganik
Hasil perombakan ATP A+B
Gambar 6. Skematis pembentukan dan penggunaan senyawa ATP
b. Metabolisme Karbohidrat
Pati (amilum) berupa amilopektin dan amilose diuraikan oleh ensim dan amilase menghasilkan disakarida maltose, kemudian akan diuraikan menjadi dua monosakarida yakni glukose. Beberapa glukose dikonversi menjadi disakarida sukrose yang mudah diangkut ke bagian yang memerlukan, selanjutnya diubah lagi menjadi glukose atau digunakan secara langsung dalam sintesa. Secara umum (Kamil, 1982) skematis reaksi-reaksinya adalah sebagai berikut :
1. Pati (amilum) Amilose ------------ amilase ------ Glukose
Amilopektin ------- amilase ------ Dektrin
amilase
2. Pati (amilum) Amilose---------- amilase---------- Maltose + Glukose
Amilopektin---------- amilase---------- Maltose + Glukose
Maltase
Glukose
Glukose dapat digunakan melalui respirasi dengan langkah awal dikenal sebagai reaksi glikolisis yaitu penguraian glukose menjadi dua molekul asam piruvat. Kemudian asam piruvat akan diuraikan dalam rangkaian reaksi siklus asam trikarboksilat (siklus Krebs) menghasilkan CO 2 dan H2O serta enersi ATP.
c. Metabolisme Lemak
Untuk benih penghasil minyak, langkah pertama dalam penggunaan cadangan simpan melibatkan reaksi penguraian dengan bantuan ensim lipase yang memecah ikatan ester dan menghasilkan asam lemak bebas dan gliserol. Selanjutnya asam lemak bebas diuraikan melalui salah satu dari dua proses penguraian yaitu oksidasi atau oksidasi. Penguraian lemak (lipida) dengan bantuan ensim lipase (Copeland, 1976) seperti berikut :
C16H31COOCH C15H31COOH CH2OH
C15H31COOCH + 3 H2O C15H31COOH + CH2OH
C15H31COOCH C15H31COOH CH2OH
Palmitin 3 molekul Asam Palmitik 3 molekul Gliserol
(asam lemak)
1.Penguraian asam lemak bebas melalui proses oksidasi adalah penguraian dengan bantuan ensim asam lemak peroksidase dan ensim aldehid dehidrogenase yang akan menghilangkan satu atom karbon dan CO2 secara berurutan sebagai berikut :
NAD+ RCH2CH2COOH H2O2
Aldehid RCH2COOH H2O2 Asam lemak
Dehidrogenase RCOOH H2O2 peroksidase
Dst CO2 CO2
NADH RCHO CO2
RCH2CHO
2.Penguraian asam lemak bebas melalui proses oksidase adalah penguraian asam lemak dengan bantuan ensim oksidase yang akan menghasilkan asetil co-ensim A dan enersi dalam bentuk ATP. Kemudian asetil co-ensim A masuk ke dalam siklus Krebs teroksidasi secara sempurna menghasilkan CO2, H2O, dan enersi (ATP). Selanjutnya dapat pula asetil co-ensim A masuk dalam siklus glioksilat menghasilkan sukrose sebagai berikut :
H2O O2
ATP ADP P.G.A. Triose Heksose Sukrose
DPN DPNH
P.E..P
Asam lemak bebas
Oksaloasetat
Asetil co-ensim A
Malat
Siklus Glioksilat
Senyawa gliserol langsung dapat digunakan dalam rangkaian rekasi respirasi
d. Metabolisme Protein
Peruraian protein melibatkan ensim protease, ensim proteolitik endopeptidase, ensim karboksipeptidase, dan aminopeptidase yang akan memecah ikatan peptida dari protein menghasilkan asam amino sebagai berikut :
Protein Protease Petida + Asam amino
Peptidase
Asam amino
Selanjutnya asam amino bebas diuraikan oleh salah satu dari tiga proses yaitu :
1. Proses de-aminasi menghasilkan ammonia dan kerangka karbon yang akan digunakan dalam berbagai proses metabolisme.
2. Proses trans-aminasi yaitu pemindahan gugus amino ke posisi yang berbeda dengan bantuan ensim transaminase menghasilkan asam keto masuk ke dalam siklus krebs untuk diuraikan secara sempurna menghasilkan CO2, H2O, dan enersi (ATP).
3. Proses penggunaan langsung asam amino bebas untuk menyusun protein baru.
Rangkuman Metabolisme Perkecambahan :
Metabolisme perkecambahan yang melibatkan berbagai sumber cadangan makanan dalam benih yaitu karbohidrat (pati), lemak, dan protein dapat digambarkan dalam rangkuman skematis sebagai berikut :
Lemak Gliserol Pati Protein
Glukosa
Asam lemak PGA
(Pospo Glyseric Acid)
Asam piruvat Asam amino
Tidak ada komentar:
Posting Komentar