METABOLISME KARBOHIDRAT 22 April 2015

KATEGORI LINTASAN METABOLISME Lintasan Anabolik : lintasan yang digunakan pada sintesis senyawa pembentuk struktur dan mesin tubuh. Contoh: sintesis protein. Lintasan Katabolik : meliputi berbagai proses oksidasi yang melepaskan energi bebas, biasanya dalam bentuk fosfat energi tinggi, seperti rantai respirasi dan fosforilasi oksidatif. Lintasan Amfibolik (persimpangan) : memiliki lebih dari satu fungsi dan terdapat pada persimpangan metabolisme sehingga bekerja sebagai penghubung antara lintasan anabolik dan katabolik. Contoh: siklus asam sitrat.

METABOLISME KARBOHIDRAT PADA MANUSIA Terutama: Glikolisis : oksidasi glukosa/glikogen menjadi piruvat dan asam laktat melalui EMP Glikogenesis : sintesis glikogen dari glukosa Glikogenolisis : pemecahan glikogen, pada hepar hasil adalah glukosa, sedangkan di otot menjadi piruvat dan asam laktat Siklus Krebs : suatu jalan bersama dari oksidasi karbohidrat, lemak, dan protein melalui asetil CoA dan dioksidasikan secara sempurna menjadi CO2 & H2O Glukoneogenesis : pembentukan glukosa/glikogen dari zat-zat bukan karbohidrat Oksidasi asam piruvat menjadi asetil CoA : lanjutan dari glikolisis serta menjadi penghubung antara glikolisis dan siklus Krebs

JALUR-JALUR METABOLISME KARBOHIDRAT Glukosa mengalami glikolisis  2 piruvat  masing-masing piruvat dioksidasi  asetil CoA  masuk jalur persimpangan yaitu siklus asam sitrat Jika sumber glukosa berlebih  glukosa tidak dipecah  dirangkai jadi polimer glukosa (glikogen) Jika terjadi kekurangan glukosa  glikogen dipecah jadi glukosa  glikolisis  oksidasi piruvat  siklus asam sitrat Jika glukosa tak tersedia dan cadangan glikogen juga habis  digunakan sumber energi non karbohidrat (lipid dan protein) untuk membentuk glukosa. Jalur ini dinamakan glukoneogenesis.

GLIKOLISIS Glikolisis : sebuah rangkaian reaksi biokimia dimana glukosa dioksidasi menjadi molekul asam piruvat. Salah satu proses metabolisme yang universal  dengan berbagai variasi  ditemukan pada banyak tipe sel di hampir semua jenis tipe organisme Tipe glikolisis yang paling umum dan paling dikenal adalah Embden-Meyerhof pathway. Ditemukan oleh Gustav Embden dan Otto Meyerhof. Memproduksi molekul energi tinggi (ATP & NADH)

GLIKOLISIS Berlangsung di dalam sitosol semua sel. Lintasan katabolisme ini adalah proses pemecahan glukosa menjadi: 1. Asam piruvat, pada suasana aerob (tersedia oksigen). 2. Asam laktat, pada suasana anaerob (tidak tersedia oksigen).

LINTASAN GLIKOLISIS

OKSIDASI PIRUVAT Dalam jalur ini, piruvat dioksidasi menjadi Asetil CoA, yang terjadi di dalam mitokondria sel. Reaksi ini dikatalisir oleh berbagai enzim (kompleks piruvat dehidrogenase). Jalur ini merupakan penghubung antara glikolisis dengan siklus Krebs. Jalur ini merupakan konversi glukosa menjadi asam lemak dan sebaliknya dari senyawa non karbohidrat menjadi karbohidrat.

REAKSI KIMIA DALAM LINTASAN OKSIDASI PIRUVAT Dengan adanya tiamin difosfat (TDP), piruvat didekarboksilasi menjadi derivate hidroksiasetil tiamin difosfat terikat enzim oleh komponen kompleks enzim piruvat dehidrogenase. Produk sisa : CO2. Hidroksiasetil tiamin difosfat bertemu dengan lipoamid teroksidasi  asetil lipoamid  TDP lepas. Dengan adanya CoA-SH, asetil lipoamid diubah menjadi asetil CoA. Hasil samping : lipoamid tereduksi. Siklus ini selesai jika lipoamid tereduksi direoksidasi oleh flavoprotein, yang mengandung FAD, pada kehadiran dihidrolipoil dehidrogenase. Piruvat + NAD+ + CoA  Asetil CoA + NADH + H+ + CO2

SIKLUS KREBS Sering juga disebut sebagai siklus asam sitrat atau siklus asam trikarboksilat. Berlangsung di dalam mitokondria. Merupakan jalur bersama oksidasi karbohidrat, lipid, dan protein. Berfungsi mengoksidasi hasil glikolisis menjadi CO2 dan juga menyimpan energi ke bentuk molekul berenergi tinggi seperti ATP, NADH, FADH2.

SIKLUS KREBS Berfungsi dalam katabolisme dan juga anabolisme  amfibolik Katabolisme  memproduksi molekul berenergi tinggi Anabolisme  memproduksi intermedier untuk prekursor biosintesis makromolekul Berbagai daur mengambil senyawa antara dalam siklus kreb  berkurang  harus ada mekanisme untuk mengganti senyawa antara tadi  daur anaplerotik

GLIKOGENESIS Glikogenesis : sintesis glikogen dari glukosa Glikogen otot berfungsi sebagai sumber heksosa yang tersedia dengan mudah untuk proses glikolisis di dalam otot itu sendiri. Gliogen hati sangat berhubungan dengan simpanan dan pengiriman heksosa keluar untuk mempertahankan kadar glukosa darah, khususnya pada saat diantara waktu makan.

RANGKAIAN PROSES GLIKOGENESIS Glukosa mengalami fosforilasi  glukosa 6-fosfat. Di otot reaksi ini dikatalisir oleh heksokinase, di hati oleh glukokinase. Glukosa 6-fosfat  glukosa 1-fosfat, dengan bantuan enzim fosfoglukomutase. Glukosa 1-fosfat bereaksi dengan uridin trifosfat (UTP)  uridin difosfat glukosa (UDPGlc), dikatalisir oleh enzim UDPGlc pirofosforilase. UTP + Glukosa 1-fosfat ↔ UDPGlc + PPi

GLIKOGENOLISIS Glikogenolisis : pemecahan glikogen apabila glukosa dari diet tidak mencukupi kebutuhan. Pada hepar hasil akhir adalah glukosa, sedangkan di otot menjadi piruvat dan asam laktat. Untuk memutuskan ikatan glukosa satu demi satu dari glikogen diperlukan enzim fosforilase.

GLUKONEOGENESIS Glukoneogenesis : proses pembentukan glukosa dari senyawa-senyawa non karbohidrat, bisa dari lipid maupun protein. Glukoneogenesis terjadi jika sumber energi dari karbohidrat tidak tersedia lagi  digunakan lemak sebagai sumber energi  jika lemak tak tersedia, protein dipecah untuk energi.

JALUR GLUKONEOGENESIS DARI LIPID DAN PROTEIN Lipid terpecah menjadi komponen penyusunnya yaitu asam lemak dan gliserol. Asam lemak dioksidasi menjadi asetil CoA  masuk dalam siklus Krebs. Gliserol  masuk jalur glikolisis. 2. Protein terpecah menjadi komponen penyusunnya yaitu asam amino  masuk dalam siklus Krebs.

TERIMA KASIH