Metabolisme Karbohidrat

mulut GLIKOLISIS Pati maltosa Pembuluh darah maltase Maltosa 2 glukosa  Amilase Pati maltosa mulut Pembuluh darah maltase GLIKOLISIS Maltosa 2 glukosa

Tahapan metabolisme kerbohidrat Glikolisis Dekarboksilasi oksidasi (reaksi junction) Siklus krebs (TCA) Transfer elektron

RESPIRASI SELULER

Definisi Glikolisis adalah rangkaian reaksi yang mengubah glukosa menjadi dua molekul piruvat Pada proses ini juga dihasilkan ATP Dikenal sebagai Embden-Meyerhof pathway 10 langkah utk menjadi piruvat

Tahap pengembalian / pay off Tahap persiapan Memerlukan 2 molekul ATP Memecah gula heksosa menjadi molekul 2 triose fosfat Tahap pengembalian / pay off 4 ATP 2 molekul piruvat 2 molekul NADH + H

Tahap 1. Heksokinase Fosforilasi glukosa Reaksi yang irreversibel Heksokinase : tranfer gugus fosfat pada molekul heksosa Memerlukan Mg sebagai kofaktor Terdapat di semua jenis sel

tahap ke 2: fosfoglukoisomerase/fosfoheksoisomerase Dikatalisis fosfoglukoisomerase Perubahan isomer dari aldosa ke ketosa (reaksi isomerasi) Reaksi berlangsung dengan cepat krn standar energi bebas yang kecil Tidak memerlukan kofaktor

Tahap ke 3. fosfofruktokinase Dikatalisis oleh fosfofruktokinase (PFK). Dibantu oleh ion Mg sebagai kofaktor

Tahap ke 4. Aldolase Menghasilkan 2 molekul tiga karbon : DHAP dan G3P Dikatalisis oleh Fructose-1,6-Bisphosphate Aldolase. Meskipun energi bebas nya sangat positif, akan tetapi di dalam sel  dapat diatur agar tetap cenderung ke arah pembentukan produk dengan cara : konsentrasi produk dibuat sangat rendah

Tahap ke 5. Triose Phosphate Isomerase Dikatalisis oleh Triose Phosphate Isomerase Reaksi lebih cenderung ke arah kanan, dan dilakukan dengan tetap menjaga konsentrasi G3P rendah

Tahap ke 6. Gliseraldehida 3 fosfat dehidrogenase Memerlukan NAD+  sehingga ratio NAD+/NADH+H di dalam sel sangat penting untuk pengaturan laju dan arah reaksi.

Tahap ke 7. Fosfogliseril Kinase Merupakan reaksi fosforilasi tingkat substrat untuk ADP menjadi 3PG dan ATP Karena dihasilkan 2 molekul ATP untuk setiap 1 glukosa, maka pada tahap ini, reaksi menjadi impas

Tahap ke 8. Fosfogliseril mutase Reaksi pada kondisi standar cenderung lebih ke arah kiri untuk membentuk 3PG Di dalam sel, konsentrasi 3PG dijaga pada konsentrasi yg selalu tinggi, sehingga reaksi cenderung ke arah kanan

Tahap ke 9. Enolase Dikatalisis oleh enzim enolase dan ion Mg sebagai kofaktor Merupakan reaksi dehidrasi sederhana dari 2PG menjadi PEP Mempunyai efek naiknya energi hidrolisis ikatan fosfat (dr -15.6 kJ/mol dalam 2PG menjadi -61.9 kJ/mol dalam PEP ) Energi bebas tersebut digunakan utk reaksi berikutnya  fosforilasi tingkat substrat utk ADP menjadi ATP

Tahap ke 10. Piruvat Kinase Reaksi ini penting, karena: Menghasilkan ATP dari reaksi fosforilasi tingkat subtrat ADP Reaksi ini secara energetik sangat bagus, sehingga berfungsi untuk menarik dua reaksi sebelumnya Ensim yg mengkatalisis reaksi ini secara allosterik dinon aktifkan oleh : ATP, alanine, and acetyl-CoA, Diperlukan ion Mg dan K sebagai kofaktor

Dekarboksilasi Oksidatif (persambungan Glikolisis – Krebs) Proses Pengubahan Piruvat menjadi Asetil CoA: 1. Protein dlm membran dalam mitokondria mentranslokasi piruvat dari sitosol ke matriks mitokondria. Ggs karboksil piruvat, yang telah dioksidasi sepenuhnya, dikeluarkan sebai CO2 (difusi). 2 Fragmen berkarbon 2 dioksidasi. NAD+ direduksi menjadi NADH. 3. Gugus asetil berkarbon 2 diikatkan pada CoA. Koenzin ini memiliki satu atom sulfur yg diikat pada fragmen asetil o/ iktan yg tidak stabil. Ini akan mengaktifkan gugus asetil pada siklus pertama Krebs.

Daur Kreb (TCA)

Glikolisis vs TCA Glikolisis Reaksi berjalan linier Lokasi di sitoplasma TCA Reaksi siklis Letak di matriks mitokondria

Tahap 1. Sitrat sintase Asetil CoA menambahkan fragmen berkarbon 2 ke oksaloasetat (senyawa berkarbon 4). Ikatan tak stabil asetil CoA dipecah saat oksaloasetat memindahkan koenzim tsb dan terikat ke gugus asetil. Hasil : sitrat berkarbon 6. CoA bebas memancing fragmen berkarbon 2 lainnya yang diturunkan dari piruvat.

Aconitase Tahap 2. Akonitase, Satu molekul air dikeluarkan dan yang lain ditambahkan kembali. Selisih hasil: sitrat menjadi isositrat (isomer).

Tahap 3. Isositrat dehidrogenase Isocitrate DH Tahap 3. Isositrat dehidrogenase Substrat kehilangan molekul CO2. Senyawa berkarbon 5 yang tersisa dioksidasi. Mereduksi NAD+ menjadi NADH.

Ketoglutarat DH compleks Suksinal-Co A, Suksinil coA sintetase Tahap 4. alpha ketoglutarat dehidrogenase, menghasilkan suksinil Co-A dari alpha ketoglutarat dan koenzim. Tahap 5. Suksinil-CoA sintetase, mengubah suksinil Co-A menjadi suksinat.

Suksinate DH Tahap 6. suksinat dehidrogenase, mengoksidasi suksinat menjadi fumarat, enzim ini adalah satu-satunya enzim yang terlibat dalam siklus asam sitrat yang terikat kuat dengan membran. Dua hidrogen ditrasnsfer ke FAD untuk membentuk FADH2. fumarase Tahap 7. Fumarat hidratase, membentuk oksaloasetat dan satu NADH lagi dari malat. Ikatan dalam substrat disusun ulang (melalui penambahan molekul air).

Tahap 8. Malat dehidrogenase Malate DH Tahap 8. Malat dehidrogenase Langkah oksidatif terakhir; menghasilkan molekul NADH lain & meregenerasi oksaloasetat (menerima satu fragmen berkarbon 2 dari asetil CoA untuk putran siklus selanjutnya).

TRANSPOR ELEKTRON “ Tahap akhir dalam respirasi sel aerobik yang meliputi proses perpindahan elektron dari molekul donor (misal: NADH, substrat organik) menuju aseptor terakhir yakni oksigen”

Transpot elektron adalah tahap akhir dalam respirasi sel aerobik yang meliputi proses perpindahan elektron dari molekul donor (misal: NADH, substrat organik) menuju aseptor terakhir yakni oksigen.

BIOSINTESIS KARBOHIDRAT DALAM JARINGAN HEWAN Sintesis glukosa sangat penting krn otak dan sistem saraf kita membutuhkan glukosa sebagai sumber energi utama

PRINSIP-PRINSIP PENGATURAN BIOSINTESIS: Lintas yang dilalui di dalam biosintesis suatu biomolekul, biasaya tidak identik dengan lintas yang dilalui pada proses degradasinya. Lintas biosintetis dikontrol oleh enzim pengatur yang berbeda dari enzim yang mengontrol lintas katabolik yang bersangkutan Memerlukan energi ATP, prosesnya tidak dapat balik (seperti pada proses katabolisme)

Glukoneogenesis Universal ditemukan di hewan, tumbuhan , fungi dan mikroorganisme lainnya Glukosa dimetabolisme di dalam semua sel sebagai bahan bakar glikolitik dan disimpan di dalam hati dan otot sebagai polimer glikogen. Pada dasarnya glukoneogenesis ini adalah sintesis glukosa dari senyawa-senyawa bukan karbohidrat, misalnya asam laktat dan beberapa asam amino. Lintasnya tidak identik dengan glikolisis walaupun terdapat beberapa tahap yang sama. Tujuh reaksi enzimatik pada glikolisis juga berlangsung dalam glukoneogenesis, ketujuhnya bersifat dapat balik

Glikogenesis dan glikogenolisis Glikogenesis, pembentukan glikogen dari glukosa. Glikogenolisis, penguraian glikogen menjadi glukosa. Jika glukosa terlalu berlebih, maka glukosa akan disimpan dengan cara mengubah glikogen dalam hati dan jaringan otot.

Siklus cori Glikogen hati Glukosa darah Asam laktat Glikogen otot

Dalam keadaan normal konsentrasi glukosa darah manusia berkisar antara 80 – 100 mg/dl. Setelah makan karbohidrat kadar dapat meningkat sampai sekitar 120-130 mg/dl. Selama puasa, kadarnya turun sampai sekitar 60-70 mg/dl. Dalam keadaan normal, kadarnya dikontrol dalam batas-batas ini. Kelebihan insulin menyebabkan hyperglikemia (glukosa darah lebih dari normal). Kekurangan insulin menyebabkan hypoglikemia (glukosa darah kurang dari normal)