Struktur Karbohidrat dan Energi yang menyertai Metabolisme Oleh: Lailatul Hikmah (121810301008) Mulik Kholifa (121810301012) Anni fiqrotus (121810301013) Lusi Ike (121810301014) Mindarti Sartikasari (121810301015)

Karbohidrat Karbohidrat adalah senyawa organik terdiri dari unsur karbon, hidrogen, dan oksigen. Terdiri atas unsur C, H, O dengan perbandingan 1 atom C, 2 atom H, 1 atom O. karbohidrat banyak terdapat pada tumbuhan dan binatang yang berperan struktural & metabolik. Rumus umum karbohidrat yaitu Cn(H2O)m

Energi yang digunakan dalam Metabolisme Monosakarida Oligosakarida Polisakarida Jenis Karbohidrat Energi yang digunakan dalam Metabolisme ATP ADP

KLASIFIKASI KARBOHIDRAT berdasar jumlah monomernya Monosakarida Oligosakarida Polisakarida 5-6 karbon sbg rantai atau cincin Punya bbrp gugus hidroksil (-OH) dan satu karbonil (-C=O ) Glukosa Fruktosa Galaktosa 2 – 10 unit monosakarida: Sukrosa Laktosa Maltosa Rafinosa Stakiosa Lebih dari 10 unit monosakarida: Pati Cellulosa Mannan galaktan galaktomannan pektin mannoglukan.

Monosakarida Keton Aldehid Ketosa Aldosa

Monosakarida dapat dikelompokkan berdasarkan jumlah karbon penyusunnya C kategori Aldosa Ketosa 3 Triosa gliserosa Dihidroksiaseton 4 Tretrosa eritrosa Eritrulosa 5 Pentosa Ribosa Ribulosa 6 Heksosa glukosa fruktosa 7 Heptosa 8 oktosa

Aldosa

Ketosa

Perubahan Glukosa ke bentuk cincin Gugus reduktif

Konfigurasi D dan L Sifat fisik dan sifat kimia dari pasangan enantiomer adalah identik. Perbedaan sifat dari enantiomer ini terletak pada interaksinya terhadap bidang cahaya terpolarisasi. D= apabila gugus –OH yang terikat pada atom C langsung mengikat gugus –CH2OH(atom C asimetris terakhir) terletak di sebelah kanan (+). L = apabila gugus –OH yang terikat pada atom C langsung mengikat gugus –CH2OH(atom C asimetris terakhir) terletak di sebelah kiri (-).

Cara penulisan ini merupakan modifikasi dari penulisan Haworth, dimana pada penulisan konformasi kursi sudut ikatan lebih diperhatikan. Seperti pada penulisan Haworth, bentuk α yaitu bila gugus OH berada di bawah, sedangkan β bila gugus OH di atas bidang.

Oligosakarida Ikatan glikosida antar monosakarida akan membentuk  oligosakarida dan polisakarida Oligosakarida  karbohidrat yang mempunyai 2-10 rantai monosakarida. Contohnya: disakarida, trisakarida dst

Disakarida Gugus reduktif a1-4 linkage

Polisakarida Polisakarida adalah polimer dengan beberapa ratus hingga ribu monosakarida yang dihubungkan dengan ikatan glikosida. Rumus umum polisakarida yaitu (C6H10O5)n Polisakarida dibagi menjadi 2 : - secara fungsional Polisakarida struktural Polisakarida Nutrien / Simpanan Secara kimia Heteropolisakarida Homopolisakarida

Secara Fungsional 1. Polisakarida struktural Berlaku sebagai pembangun komponen dari organel sel dan juga sebagai unsur penyokong interseluler Termasuk ke dalam golongan ini adalah selulosa, mannan, kitin, kondroitin, dan asam hialuronat (cairan sinoval) 2. Polisakarida Nutrien / Simpangan Berlaku sebagai materi cadangan ketika dibutuhkan akan dihidrolisis untuk memenuhi permintaan gula bagi sel Termasuk ke dalam golongan ini adalah paraamilum, pati, dekstran dan glikogen

Secara Kimia 1. Heteropolisakarida Polisakarida yang tersusun oleh gula pembangun yang tidak sama/bermacam-macam Termasuk ke dalam golongan ini adalah asam hialuronat dan kondroitin sulfat 2. Homopolisakarida Polisakarida yang tersusun oleh gula pembangun yang sama Termasuk ke dalam golongan ini adalah selulosa, kitin, paraamilum, glikogen, dan pati

Senyawa polisakarida

selulosa berupa rantai lurus ( ikatan β-1,4 glikosidik ) Banyak terdapat dalam dinding sel pelindung seperti batang, dahan, dan daun Struktur Selulosa

Kitin Merupakan polimer N-asetil β – D glukosamin Terhubung dengan ikatan β 14 , sehingga memiliki struktur yg mirip dengan selulosa kecuali pada gugus OH atom C 2 diganti dengan gugus amino yg terasilasi Terdistribusi luas di banyak organisme terutama menyusun eksoskeleton bbrp moluska dan artropoda Struktur Kitin

Pati Pati merupakan homopolimer glukosa dengan ikatan alfa-glikosidik. Berbagai macam pati tidak sama sifatnya, tergantung dari panjang rantai C-nya, serta apakah lurus atau bercabang rantai molekulnya. Pati terdiri dari dua fraksi yang dapat dipisahkan dengan air panas. Fraksi terlarut disebut amilosa dan fraksi tidak terlarut disebut amilopektin. Amilosa mempunyai struktur lurus sedang amilopektin mempunyai cabang. Struktur Amilosa

Glikogen Glikogen merupakan “pati hewan”, banyak terdapat pada hati dan otot bersifat larut dalam air, serta bila bereaksi dengan iodin akan berwarna merah. Glikogen juga telah berhasil diisolasi dari benih jagung (sweet corn). Glikogen disimpan dalam hati hewan sebagai cadangan energi yang sewaktu-waktu dapat diubah menjadi glukosa. Struktur Glikogen

METABOLISME Metabolisme adalah semua proses kimiawi yang terjadi dalam tubuh makhluk hidup. Metabolisme berasal dari bahasa Yunani, “metabole” yang artinya “berubah”.

METABOLISME KATABOLISME ANABOLISME (Penguraian) (Pembentukan) Proses metabolisme ini melibatkan berbagai reaksi kimia. Baik berupa reaksi pembentukan (anabolisme) maupun reaksi penguraian (katabolisme).

Katabolisme adalah reaksi pemecahan / pembongkaran senyawa kimia kompleks yang mengandung energi tinggi menjadi senyawa sederhana yang mengandung energi lebih rendah. Anabolisme adalah proses sintesis molekul kompleks dari senyawa-senyawa kimia yang sederhana secara bertahap Berdasarkan pengertian diatas dapat dikatakan bahwa proses metabolisme didalam tubuh melibatkan energi didalamnya.

Dari mana datangnya energi?

Energi Makanan Energi yang diekstrak dari makanan digunakan untuk memberi energi gugus fosfat agar dapat membentuk ATP.

ATP Adenosin trifosfat adalah suatu nukleotida yang dalam biokimia dikenal sebagai "satuan molekular" pertukaran energi intraselular. ATP dapat digunakan untuk menyimpan dan mentranspor energi kimia dalam sel, serta berperan penting dalam sintesis asam nukleat.

Rumus struktur Adenosin Trifosfat (ATP) ATP memiliki energi yang dapat dilepaskan dengan mudah melalui pemutusan ikatan pada fosfat ketiga. Energi yang dilepaskan digunakan untuk menjalankan proses-proses kehidupan. Pembebasan fosfat ketiga mengubah ATP menjadi molekul yang memiliki 2 gugus fosfat ( ADP). ADP dapat membentuk ATP kembali bila terdapat gugus fosfat dan energi. Ikatan tiga fosfat pada ATP tidak stabil dan ikatannya dapat putus melalui hidrolisis. Jika satu gugus fosfat terputus dari ikatan tersebut, ikatan ATP menjadi ikatan ADP (adenosin difosfat).

ADP Adenosin difosfat adalah sebuah nukleotida. Ia adalah bentuk ester dari asam pirofosforat dengan nukleobasa adenina. ADP terdiri dari gugus pirofosfat, ribosa gula pentosa, dan nukleobasa adenina. ADP adalah produk dari reaksi defosforilasi hidrolisis ATP pada ATPase. ADP dapat kembali menjadi ATP oleh ATP synthase.

Rumus struktur Adenosin Difosfat (ADP)

Dalam proses metabolisme, terdapat beberapa jenis molekul energi lainnya yang berperan sebagai molekul penyimpan energi, yakni NADH dan FADH. Semua molekul tersebut memiliki kesetaraan dengan produksi ATP. NADH setara dengan 3 ATP dan FADH setara dengan 2 ATP.

NADH Nikotinamida Adenosin Dinukleotida Hidrogen ditemukan di alam  dan di semua sel hidup baik tanaman, hewan ataupun manusia. NADH adalah sebutan bagi molekul NAD+ yang tereduksi dengan penambahan 1 atom hidrogen. NADH yang terbentuk kemudian mengalami oksidasi menjadi NAD+. Begitu seterusnya, proses pembentukan NAD+ dan NADH terjadi dalam proses respirasi sel.  NADH adalah sumber energi setara 3 ATP (Adenosin Trifosfat). NADH berfungsi untuk meningkatkan energi sel yang berhubungan langsung dengan aktivitas fisik dan mental makhluk hidup. NADH juga berfungsi untuk menjaga agar sel dapat bertahan hidup lebih lama dan mencegah timbulnya penyakit degenartif yang mengurangi kualitas hidup.

Rumus struktur Nikotinamida Adenosin Dinukleotida

FADH Flavin Adenin Dinucleotida Hidrogen adalah kofaktor redoks yang berperan dalam beberapa lintasan metabolisme. Molekul FAD terdiri dari riboflavin yang berikat dengan gugus fosfat molekul ADP. Berfungsi sebagai akseptor hidrogen dalam reaksi dehidrogenasi. Ini pada gilirannya dioksidasi menjadi FAD oleh rantai transpor elektron, sehingga menghasilkan ATP (dua molekul ATP per molekul FADH 2).

Rumus struktur Flavin Adenine Dinucleotide

Berbagai energi tersebut dapat diperoleh dari beberapa proses Katabolisme, diantaranya: Glikolisis Dekarboksilasi Oksidatif Daur Krebs Transfer Elektron Pada akhir tahapan proses ini, elektron yang terdapat di dalam molekul NADH akan mampu untuk menghasilkan 3 buah molekul ATP sedangkan elektron yang terdapat dalam molekul FADH akan menghasilkan 2 buah molekul ATP.

Metabolisme NUTRISI MAKRO- PENGHASIL MOLEKUL ENERGI SEL Karbohidrat Lemak Protein MAKRO- MOLEKUL SEL Polisakarida Lipida Protein Asam Nucleat ENERGI KIMIA ATP NADH/NADPH FADH2 Katabolisme Anabolisme Berawal dari nutrisi penghasil energi seperti karbohidrat, lemak dan protein yang mengalami proses katabolisme, dimana reaksinya menghasilkan energi kimia berupa ATP….. Dan hasil akhir rendah energi berupa CO2…….. Hasil dari proses katabolisme tersebut dapat digunakan sebagai bahan baku asam amino……untuk kemudian disusun menjadi makromolekul sel seperti poisakarida………..pastinya dengan bantuan energi kimia. MOLEKUL PREKURSOR Asam Amino Gula Asam Lemak Basa Nitrogen HASIL AKHIR RENDAH ENERGI CO2 H2O NH3