KINETIKA KINETIKA PERTUMBUHAN PERTUMBUHAN

SELSEL

Kinematika pertumbuhan sel adalah ilmu bagian kimia fisika yang mempelajari laju reaksi dalam pertumbuhan sel.

PRINSIP PRINSIP DASARDASARPERTUMBUHPERTUMBUHAN SELAN SEL

Substrat

Ekstraseluler

Sel-selLebih

banyak sel

ΣS + X ΣP + nX

Penurunan laju & terhentinya pertubuhan krn Penurunan laju & terhentinya pertubuhan krn ber(-)ber(-)

substrat dpt ditunjukkan bds hub atr substrat dpt ditunjukkan bds hub atr μμ dan dan sisa substrat terbatassisa substrat terbatas

Substrat terbatas adalah substrat yg Substrat terbatas adalah substrat yg konsentrasinya dl medium tidak konsentrasinya dl medium tidak berlebihan dan dapat berupa satu atau berlebihan dan dapat berupa satu atau lebih komponen yg paling penting lebih komponen yg paling penting peranannya dl pertumbuhan.peranannya dl pertumbuhan.

dimana : dimana : μμ m m = laju pertumbuhan maksimum = laju pertumbuhan maksimum

S = konsentrasi sisa substratS = konsentrasi sisa substrat

μμ = = laju pertumbuhan spesifik laju pertumbuhan spesifik

KKss = konstante substrat spesifik, = konstante substrat spesifik, menunjukkan menunjukkan

affinitas sel terhadap substrat & affinitas sel terhadap substrat & merupa-merupa-

kan konsentrasi substrat pd kan konsentrasi substrat pd μμ=0,5 =0,5 μμ mm

Harga KHarga Kssumumnya sgt rendah, mis: E.coli harga umumnya sgt rendah, mis: E.coli harga KKss = 1 mg/l pada substrat glukosa = 1 mg/l pada substrat glukosa

• Hubungan atr μ dg konsentrasi substrat terbtas

• C A B• laju• pertumbh• spesifik

• Konsentrasi sisa substrat

• Zone AB = fase pertumbuhan eksponensial dimana pertumbuhan sel

• berlangsung dg laju pertumbuhan maksimum pd substrat

• berlebihan• Zone CA = pertumbuhan berlangsung dl keadaan

substrat sdh ber(-) • laju pertumbuhan td mencapai maksimal.

Jadi fase per-• tumbuhan menurun

Fermentasi sistem tertutup ini dpt digunakan Fermentasi sistem tertutup ini dpt digunakan utk memproduksi biomassa, metabolit primer utk memproduksi biomassa, metabolit primer & metabolit sekunder & metabolit sekunder

Pembentukan produk yg sesuai dg metabolit Pembentukan produk yg sesuai dg metabolit primerprimer

dpdp

------ = q------ = qpp x x

dtdt

dimana p = konsentrasi produkdimana p = konsentrasi produk

qqp p = laju spesifik pembentukan = laju spesifik pembentukan produkproduk

Persamaan Persamaan Kinetika Kinetika

Pertumbuhan SelPertumbuhan Sel

Persamaan Michaelis-Menten

Persamaan Blackman

Persamaan Reaksi Blackman (1)

6CO2 + ATP + 12 NADPH +12 H -> (CH2O)6 + 6 H2O + NADP + ADP +Pi

Pada tahun 1905 Blackman membuktikan bahwa perubahan karbon dioksida (CO2) menjadi glukosa (C6H12O6) berlangsung tanpa bantuan cahaya matahari. Peristiwa ini sering disebut sebagai reduksi karbon dioksida. Dengan demikian dalam fotosintesis ada dua macam reaksi, yaitu reaksi terang dan reaksi gelap. Yang merupakan reaksi terang (reaksi Hill) adalah fotolisis, yang merupakan reaksi gelap (reaksi Blackman) adalah reduksi karbon dioksida. Gabungan antara reaksi terang dan reaksi gelap itulah yang kita kenal sekarang sebagai reaksi fotosintesis.

Persamaan Reaksi Blackman (2)

6CO2 + ATP + 12 NADPH +12 H (CH2O)6 + 6 H2O + NADP + ADP +Pi

Persamaan Reaksi Michaelis-Menten

μo = μmax [S] Km + [S}

Km = affinitas enzim terhadap substratμo = laju pertumbuhanμmax = laju pertumbuhan maksimumS = Substrat

Pertumbuhan Sel Dengan Adanya Faktor Inhibisi

Inhibisi adalah reaksi pengurangan jumlah produk karena adanya inhibitor atau katalis negatif. Inhibisi juga dapat diartikan terjadinya hambatan atau halangan pada fungsi struktur atau organ oleh adanya zat kimia yang didapat dari bahan lain atau organ lain

Faktor InhibisiFaktor Inhibisi

Inhibisi KontakInhibisi

Kompetitif

Inhibisi non Kompetitif

Inhibisi Kontak

Inhibisi pada pertumbuhan sel yang terdapat pada kultur jaringan jika sel-sel dari organisme bersel banyak saling mengadakan kontak/bersinggungan. Kontak inhibisi tidak mempengaruhi pertumbuhan lapisan-lapisan sel tunggal dan mencegah ketidakteraturan penimbunan sel. Tidak adanya inhibisi kontak merupakan salah satu karakteristik dari sel ganas.

Inhibisi Kompetitif

Pada inhibitor kompetitif, inbhibitor mempunyai struktur mirip dengan struktur substrat. Apabila inhibitor menempel pada sisi aktif tersebut, maka substrat tidak dapat menempel sehingga tidak terbentuk produk.

Inhibisi Non Kompetitif

Pada inhibitor non kompetitif, inbhibitor mempunyai struktur yang tidak mirip dengan struktur substrat. Inhibitor berikatan dengan sisi non aktif enzim sehingga mengurangi affinitas enzim dengan substrat.