Kelompok 5 Anita Christin Fonny Lanry Theresia Yulianti

KETERKAITAN METABOLISME KARBOHIDRAT, LEMAK, DAN PROTEIN

Keterkaitan METABOLISME KARBOHIDRAT,LEMAK,DAN PROTEIN yang berasal dari MAKANAN. Setiap substrat respirasi yang aka masuk ke dalam siklus krebs harus berupa asam karboksilat (senyawa Gula).Oleh karena itu , substrat respirasi yang berasal dari karbohidrat,lemak dan protein harus mengalami proses penguraian menjadi substrat respirasi sederhana.

KARBOHIDRAT Karbohidrat di golongkan menjadi 3 macam berdasakan ukuran molekul terbesar. Berturut-turut molekul terbesar adalah : POLISAKARIDA OLIGOSAKARIDA MONOSAKARIDA Contoh MONOSAKARIDA ( Gula Tunggal ) adalah Fruktosa dan Glukosa . Gula ganda disakarida (C12H22O11) terdiri atas dua molekul gula tunggal ,

CONTOH : Maltosa terdiri atas 2 molekul glukosa Laktosa atau ( gula susu),terdiri atas glukosa dan Galaktosa Sukrosa terdiri atas glukosa dan frutosa. Fruktosa adalah monosakarida yg paling manis,yaitu 10 kali lebih manis dari laktosa. Galaktosa adalah gula susu monosakarida (dalam usus ); galaktosa mudah di ubah menjadi glukosa di hati. Gula di simpan sebagai glikogen. Pada tumbuhaan terdapat Polisakarida cadang yang terdiri atas Glukosa ,disebut Pati. Senyawa Glukosa dengan Lipid disebut Glukopid, Sedangkan senyawa glukosa dengan protein disebut Glikoprotein.

Karbohidrat atau amilum di pecah oleh enzim karbonhidrase (amilase ) menjadi maltosa (disakarida).oleh enzim malltase, maltosa diubah menjadi 2 molekul glukosa yang dapat masuk tahap glikolisis pada respirasi sel.sedangkan sukrosa dipecah oleh enzim sukrase menjadi fruktosa dan glukosa .

II. LEMAK Lemak merupakan komponen penting di setiap sel yang terdiri dari unsur-unsur C,H Dan O.Seperti halnya karbohidrat,lemak merupakan substrat penting dalam proses respirasi.Lemak disintesis dari protein atau karbohidrat melalui asetil koenzim A dan Gliserol yang berasal dari PGAL (fosfogliseraldehida).PGAL merupakan zat antara dalam peristiwa Glikolisis dan daur Krebs.

Secara kimiawi,lemak tersusun dari penggabungan suatu asam lemak dengan gliserol.Lemak yang mengandung asam lemak tak jenuh biasanya berbentuk cair,sedangkan lemak jenuh berbentuk padat.

Asam lemak Contoh asam lemak adalah asam stearat, asam laurat, asam palmitat,asam oleat, asam linoleat. Menurut penyelidikan, jumlah asaam lemak yang ada di dalam suatu jaringan tidak pernah banyak. Adanya pengubahan lemak menjadi karbohidrat( gula sukrosa) ini telah berhasil di buktikan oleh Kornberg dan Kerbs ( 1957), melalu penelitian nya dengan label zat radioaktif. Selanjutnya diberi nama siklus glioksilat. Melalui siklus glioksilat inilah lemak dapat di ubah menjadi sukrosa. Perbedaan siklus glioksilat dengan siklus krebs terletak pada senyawa antaranya. Tidak semua senyawa antara yang terdapat pada siklus Krebs dapat di temukan dalam siklus glioksilat, tetapa semua senyawa antara dalam siklus glioksilat, pasti terdapat pada siklus Krebs.

b. ) Gliserol Gliserol dapat terbentuk dari transformasi karbohidrat yang merupakan satu hasil dari fotosintesis. Jika gliserol mengalami reduksi, akan terbentuk gliserolfosfat. Bertindak sebagai pembawa hidrogen adalah NAD( nikotinamid adanin dinukleotida). Proses hidrolisis ( defosforilasi) terhadap gliserolfosfat yang dibantu oleh enzim fosfatase akan membentuk gliserol. Gliserol dan asam lemak serta gula sederhana dapat dianggap sebagai anggota dari pool metabolit ( sari makanan hasil metabolisme) karna masing-masing dapat saling di ubah menjadi lainya.

C. Pembentukan Lemak sintesis ( penyusunan ) maupun pembongkaran lemak dapat terlaksana karena peran enzim lepase. Dengan bantuan enzim lepase, jika pada suatu gliserol ditambah tiga molekul asam lemak, maka akan tersusun suatu ester yang disebut lemak. Reaksi ini dapat berlangsung bolak balik. lemak dapat pula dibongkar menjadi asam lemak dan gliserol oleh lipase. Pembongkaran ini sangat penting untuk mendistribusikan lemak ke seluruh tubuh, sehingga dapat di pergunakan sebagai substrat respirasi. Mula-mula, lemak dibongkar menjadi gliserol. Kemudian, gliserol diubah kebentuk dihidroaseton fosfat. Selanjutnya dihidroaseton fosfat diubah menjadi fosfogliseraldehida yang merupakan zat antara pada peristiwa glikolisis dan daur Krebs.

III . Protein Protein berasal dari kata proteios(Yunani) yang berarti bertingkat pertama. Istilah protein dikemukakan oleh Mulder ahli kimia Belanda pada tahun 1830 an. Protein di dalam sel tersusun dari asam amino dan pembentukan nya melibatkan DNA , RNA, dan Ribosom.

a. Asam Amino Menurut penyelidikan, beberapa asam amino yang dibutuhkan oleh tubuh untuk keperluan sintesis protein tidak dapat dibentuk sendiri oleh tubuh. Asam amino tersebut dinamakan ASAM AMINO ESENSIAL. Sdangkan asam-asam amino yang dapat terbentuk dari zat-zat lain yang telah ada dalam tubuh disebut asan amino nonesensial. Yang termasuk asanm amino esensial ,yaitu:

1.Lisin 2.Valin 3.Leusin 4.Metionin 5.Venilalanin 6.Isoleusin 7.Treonin 8.Triptofan Sedangkan yang tergolong asam amino nonesensial adalah: 1.Asam Glutamat 2.Asam Aspartat 3.Prolin

Asam amino yang dapat diubah menjadi glukosa disebut ASAM AMINO GLUKOGENETIK, misalnya: Alanin,Serin,Glisin,Sistein,Metionin,dan Triptofan. Asam amino yang dapat diubah menjadi asam lemak disebut ASAM AMINO KETOGENETIK. Antaralain: venilalanin,Tirosin,Leusin,Isoleusin, dan Lisin. Dari data tersebut, jelaslah bahwa metabolisme asam amino(protein) secara erat terintegrasikan dengan metabolismr karbohidrat dengan metabolisme karbohidrat dan metabolismr lemak.

Protein dipecahkan oleh enzim protease dan peptidase menjadi asam amino . Asam anino dapat masuk ke dalam jalur respirasi melalui cara transaminas(perpindahan gugus amin- nh2) atau deaminasi(pembuangan gugus amin). Dengan transaminasi, asam amino dapat diubah menjadi asam karboksilat sehingga dapat masuk ke dalam jalur respirasi.Demikian pula sebaliknya , asam karboksilat juga dapat diubah menjadi asam amino

Protein dipecahkan oleh enzim protease dan peptidase menjadi asam amino . Asam anino dapat masuk ke dalam jalur respirasi melalui cara transaminas(perpindahan gugus amin- nh2) atau deaminasi(pembuangan gugus amin). Dengan transaminasi, asam amino dapat diubah menjadi asam karboksilat sehingga dapat masuk ke dalam jalur respirasi.Demikian pula sebaliknya , asam karboksilat juga dapat diubah menjadi asam amino.

b. PERANAN PROTEIN Peranan protein bagi tubuh makhluk hidup adalah sebagai zat pembangun, enzim,pengatur asam basa dalam darah, keseimbangan tubuh dan pembentukan antibodi. Protein juga berfungsi sebagai sumber enegi. Jika karbohidrat maupun lemak tidak ada lagi, protein dibongkar menjadi asam amino dengan proses hidrolisis. Kemudian, asam amino dioksidasi sehingga dibebaskan energui. Misalnya:waktu pekerja berat atau waktu kelaparan yang berlebihan. Jumlah energi yang dihasilkan setiap gram protein setara dengan jumlah energi yang dihasilkan oleh setiap gram karbohidrat, yaitu kurang lebih 4,1 kkal. Sedangkan setiap gram lemak dapat menghasilkan 2 kali lipat dari jumlah energi tersebut,taitu kurang lebih 9,3 kkal. Mengapa ???

Perhatikan hal-hl berikut ini: 1 molekul lemak+2H2o 2 C6H12O6 (glukosa)

IV.Keterkaitan Metabolisme karbohidrat dengan metaboloisme Lemak Secara garis besar, Metabolisme karbohidrat adalah seperti berikut ini : Glukosa – Piruvat-Asetil_KoA- Siklus Krebs –Energi + CO2 + H2O Gliserol memasuki jalur metabolisme karbohidrat diantara glukosa dan piruvat (Gliserol Piruvat masuk jalur metabolisme karbohidrat ) Asam lemak mengalami beta oksidasi menjadi unit-unit yang terdiri atas 2 karbon. Tiap unit 2 karbon mengikat 1 molekul KoA menjadi molekul asetil-KoA Yang dapat masuk ke jalur metabolisme karbohidrat.

Gliserol dapat berubah menjadi glukosa atau piruvat ,bergantung kebutuhan sel akan energi. Demikian pula Asetil-KoA. Jika sel tidak membutuhkan energi atau kebutuhan energi telah tercukupi, maka Asetil- KoA yang berasal dari betaoksidasi akan di rakit kembali menjadi komponen lemak. Karbohidrat pun jika berlebihan akan di ubah menjadi lemak yang di simpan di jaringan lemak tubuh di bawah kulit.

V.Keterkaitan metabolisme karbohidrat dengan metabolisme protein. Protein tubuh berada dalam keadaan dinamis,yang secara bergantian dirombak dan dirakit kembali.Suatu molekul asam amino terdiri dari gugus karboksil (-COOH) dan gugus Amino ( -NH2) . Asam amino paling sederhana adalah Glisin (CH2(NH2)COOH) . Untuk pembentukan protein di perlukan unsur-unsur C,H,O dan N. Pada umumnya tumbuhan menyerap unsur N dari dalam tanh berupa Ion Amunium ( NH4+) atau Ion Nitrat (NO3-). Beberapa jenis bakteri dan alga dapat mengikat N dari udara dalam bentuk gas.

Penambahan N2 secara Simbiotik terjadi pada tanaman-tanaman kacangan ( LEGUMINOSAE) dengan bakteri Rhizobium Leguminosarum atau Rhizobium Japonicum. Bakteri Rhizobium akan masuk kejarian korteks Leguminosae. Di dalam bintil akar inilah karbohidrat dari tumbuhan Leguminosae akan di gunakan untuk substrat respirasi oleh bakteri Rhizobium sehingga menghasilkan energi dan senyawa Tereduksi ( ATP dan NADH+H) yang digunakan untuk reduksi N2 menjadi NH4+. Contoh Lain : pada Alga Nostoc dan Anabaena ( Bersimbiosis dengan paku Air Azolla Pinnata )

Bakteri tidak melakukan fotosintesis tetapi mengikat N secara non simbiotik, misalnya Azotobacter and Clostridium pasteuranum. Bakteri Saprofit hidup di dalam tanah ,menggunakan energi dan senyawa pereduksi hasil respirasinya untuk mereduksi hasil respirasinya untuk mereduksi N2 dari udara.. Asimilasi N dalam tubuh tumbuhan,karena Nitrogen dalam tubuh tumbuhan akan direduksi menjadi asam amino dan selanjutnya dengan kode dari DNA akan di rangakai menjadi protein.

Tubuh makhluk hidup menjalankan semua proses secara efisiensi sehingga senyawa antara yang tidak berlanjut ke tahap berikut akan di sintesis menjadi senyawa lain . Asam amino mengalami katabolisme melalui 3 cara yaitu : Asam Amino glukogenik Di ubah menjadi piruvat. Asam piruvat kemudian akan memasuki jalur Metebolisme karbohidrat. 2. Asam Amino Ketogenik diubah menjadi Asetil-KoA yang dapat memasuki jalur metabolisme karbohidrat. 3. Asam Amino yang bukan glikogenik & bukan ketogenik,misalnya asam glutamat, dideaminasi dan langsung memasuki siklus krebs.

Melalui ketiga cara tersebut , akhirnya asam amino (protein) juga dapat menhasilkan energi dalam bentuk ATP ,karbon dioksida dan air , seperti halnya karbohidrat.