Top Banner
ENERGI DAN METABOLISME Energi pada metabolisme karbohidrat, lipid, protein Represented by HELMIN ELYANI
44

ENERGI DAN METABOLISME

Dec 31, 2015

Download

Documents

uma-marks

ENERGI DAN METABOLISME. Energi pada metabolisme karbohidrat, lipid, protein. Represented by HELMIN ELYANI. food. PROTEIN. KARBOHIDRAT. LEMAK. amino acids. sugars. glycerol fatty acids. Molekul lain yang digunakan pada respirasi. GLIKOLISIS. glukosa. Asam piruvat. acetyl CoA. DAUR - PowerPoint PPT Presentation
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: ENERGI DAN METABOLISME

ENERGI DAN METABOLISME

Energi pada metabolisme karbohidrat, lipid, protein

Represented byHELMIN ELYANI

Page 2: ENERGI DAN METABOLISME

PROTEIN LEMAKKARBOHIDRAT

food

amino acids sugars glycerol fatty acids

GLIKOLISISglukosa

Asam piruvat

acetyl CoA

DAURKREB

NH3

(ammonia)

RANGKAIANTRANSPOR ELEKTRON

Molekul Molekul lain yang lain yang digunakadigunakan pada n pada respirasirespirasi

Page 3: ENERGI DAN METABOLISME

ENERGI KIMIA

• BIOSINTESIS : anabolic pathway endergonic reaction

• DEGRADASI : katabolic pathway exergonic reaction

• INTERKONVERSI : katabolic and anabolic conversion

• ENERGI : asetil-KoA, pyruvat, glycerol in TCA Cycle and oxphos

Page 4: ENERGI DAN METABOLISME

ENERGI

Page 5: ENERGI DAN METABOLISME

Tiga tahap penuaian energi Glikolisis Daur Krebs Rangkaian transpor elektron Reaksi secara keseluruhan:

C6H12O6 + 6 O2 + ADP 6 CO2 + 6 H2O + ATP.

RESPIRASI SEL

Page 6: ENERGI DAN METABOLISME

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.

ATP (Adenosin Tri Phosphat)SIMPANAN ENERGI KIMIA TERBESAR

Page 7: ENERGI DAN METABOLISME

p p p

ATPenergikeluar

energimasuk

p p p p p p

Tanjakan energi

P + ADP P + ADP

Page 8: ENERGI DAN METABOLISME

Sumber Energi didapat dari :- Glikolisis (glukosa) - Oksidasi beta (asam lemak)- Siklus asam sitrat- Oksidasi fosforilasi

Memperoleh Energi (ATP)

Page 9: ENERGI DAN METABOLISME

Katabolisme Glukosa

Page 10: ENERGI DAN METABOLISME

- di sitoplasma.- di sitoplasma.- Memotong 1 molekul gula berkarbon 6 - Memotong 1 molekul gula berkarbon 6 menjadi 2 molekul gula berkarbon 3 menjadi 2 molekul gula berkarbon 3 (asam piruvat adalah hasil akhir).(asam piruvat adalah hasil akhir).- Tidak menghasilkan banyak energi - Tidak menghasilkan banyak energi (hanya dihasilkan 2 ATP), tetapi dapat (hanya dihasilkan 2 ATP), tetapi dapat berlangsung sangat cepat dan jika tidak berlangsung sangat cepat dan jika tidak ada oksigen (anaerobik) masih bisa ada oksigen (anaerobik) masih bisa berlangsung.berlangsung.- Ada 2 fase, yaitu - Ada 2 fase, yaitu 1. Glukosa diubah menjadi triosa fosfat1. Glukosa diubah menjadi triosa fosfat2. Triosa fosfat menjadi asam laktat 2. Triosa fosfat menjadi asam laktat

G

L

I

K

O

L

I

S

I

S

Page 11: ENERGI DAN METABOLISME

DaurKrebs

CoAasetil koenzim A

asam sitrat

CO2

NADHNAD+

asam oksaloasetat 1.

2.

3.

4.

5.

6.

asam -ketoglutarat

CO2

NAD+

NAD+

asam malat

NADH

NADHFADH2 FAD+

asam suksinat

ATP

turunan asam -ketoglutarat

ADP

6 NADH

2 FADH2

Rangkaian transpor elektron

CO2

2 ATP

GLYCOLYSISSUMMARY OF THE KREBS CYCLE

Page 12: ENERGI DAN METABOLISME

Asetil koA didegradasi sempurna menjadi CO2.

Hanya 1 ATP yang dihasilkan dari setiap asetil koA yang memasuki Daur Krebs (total 2 ATP tiap glukosa).

Semua elektron dapat diikat dalam bentuk 6 NADH (per glukosa) untuk diproses lebih lanjut melalui rangkaian transpor elektron.

Ringkasan Daur Krebs

Page 13: ENERGI DAN METABOLISME

sel

membran dalam

Membran luarmitokondrion

Page 14: ENERGI DAN METABOLISME

glikolisis

Daur Krebs

membrane luar

membrandalam

Rangkaian transpor elektron

kompartemendalam

H2O

O2

H+

e-

kompartemenluar

H+

H+

H +

H+

H+

H +

H +

H +

Page 15: ENERGI DAN METABOLISME

glikolisis

Asam piruvat

cytosolNAD+

koenzimA NADH Menuju ke

rangkaian transpor elektron

koA

CO2

Kompartemen dalam Daur Krebs

mitokondrion

asetll koenzim A

Page 16: ENERGI DAN METABOLISME

• Elektron dibebaskan dari oksidasi nutrisi selama katabolisme.

• Elektron dipindahkan oleh pembawa elektron melalui suatu proses untuk menghasilkan ATP.

Katabolisme, Transfer Elektron dan Reaksi Oksidasi Reduksi

Page 17: ENERGI DAN METABOLISME

Oksidasi: Pengambilan/pemindahan elektron dari suatu senyawa. Reduksi:Penambahan/pemberian elektron kepada suatu senyawa. Pembawa Elektronadalah molekul yang memindahkan elektron selama proses oksidasi reduksi di dalam sel diperankan oleh NADH, FADH2

Oksidasi - Reduksi

Page 18: ENERGI DAN METABOLISME

Di dalam sel, NAD terdapat dalam 2 bentuk: Bentuk membawa elektron atau atom hidrogen

( NADH) dan tanpa atom hidrogen (NAD+). NAD+ berperan sebagai senyawa pengoksidasi,

bila menerima atom hidrogen dan elektron, menjadi NADH.

NAD (Nikotinamida Dinukleotida)

Page 19: ENERGI DAN METABOLISME

NADH dapat memindahkan elektron ke molekul lain, dan kembali menjadi NAD.

Proses pemindahan ini dikendalikan/dilakukan oleh enzim.

NAD (Nikotinamida Dinukleotida)

Page 20: ENERGI DAN METABOLISME

NAD+

- -NADH NAD+

- -

kosong kosongterisi

NAD +

H

H

+

+

-

-

NAD

NAD

- -

-

-+

H

+ H+

+H

proton

teroksidasi

tereduksi

Page 21: ENERGI DAN METABOLISME

■ NADH memindahkan elektron ke suatu rangkaian molekul yang terdapat di membran dalam mitokondria.

■ Perpindahan elektron mengakibatkan perpindahan ion H+ melawan gradien konsenrasi.

Rangkaian Transpor Elektron

Page 22: ENERGI DAN METABOLISME

■ Energi yang terbentuk pada saat masuknya kembali ion H+ ke dalam mitokondria melalui ATP sintase, digunakan untuk menggabungkan fosfat dengan ADP untuk membentuk ATP.

■ Dihasilkan ATP yang lebih banyak pada tahap ini (32 ATP per glukosa).

Rangkaian Transpor Elektron

Page 23: ENERGI DAN METABOLISME

GLYCOLYSIS

ELECTRONTRANSPORTCHAIN

O2H2O

32ATP

KREBSCYCLE

SINTESIS ATP

mitokondriamitokondria

inner compartment

outer compartment

inner membrane

Kompartemen bagian luar

innermembrane

NADH

RANGKAIAN TRANSPOR ELEKTRON

ATP synthesis

ADP + P

ATP

NAD+

2 H+ + 1/2 O2

H2OKompartemen bagian dalam

H+H+

H+H+

H+

H+

H+

H+ H+

H+

H+

H+

H+

H+ H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+H+ H+H+

H+

H+

H+

H+

Page 24: ENERGI DAN METABOLISME

SIKLUS ASAM SITRAT

fosforilasi pada tingkat substrat :

1,3 BPG 3 PG 2 ATPPEP Piruvat 2 ATPSuksinil koA suksinat 2 ATP

TOTAL 6 ATP

Page 25: ENERGI DAN METABOLISME

OKSIDASI FOSFORILASI

Page 26: ENERGI DAN METABOLISME

ENERGI HASIL GLIKOLISIS

Hasil 2 mol ATP eq dg energi 14.000 kalori

Total energi yang dibebaskan (dari glukosa-as laktat) = 56.000 kalori

Maka efisiensinya = 25

%

Page 27: ENERGI DAN METABOLISME

ATP YANG TERBENTUKATP dibentuk

• fosforilasi oksidatif dari reoksidasi koenzim tereduksi oleh rantai pernafasan

1. 3PG 1,3 BPG = NAD = 4 ATP2. Pir asetil KoA = NAD = 6 ATP3. Isositrat alfa ketoglutarat = NADP = 6 ATP4. Alfa ketoglutarat suksinil koA = NAD = 6 ATP5. Suksinat fumarat = FAD = 4 ATP6. Malat oksaloasetat = NAD = 6 ATPTOTAL = 32 ATP

fosforilasi pada tingkat substrat :1. 1,3 BPG 3 PG 2 ATP2. PEP Piruvat 2 ATP3. Suksinil koA suksinat 2 ATPTOTAL 6 ATP

Page 28: ENERGI DAN METABOLISME

Energetika Oksidasi KH• 1 mol glukosa CO2 + H2O (kolorimeter) timbul panas 2870 KJ

• dalam jaringan sebagian panas (1398 KJ) diikat fosfat berenergi tinggi.

• 1 mol glukosa CO2 + H2O + 38 ATP(1ATP 36,8 KJ)

Page 29: ENERGI DAN METABOLISME

Metabolisme energi lipid

Page 30: ENERGI DAN METABOLISME

Overview METABOLISME LIPID

Page 31: ENERGI DAN METABOLISME
Page 32: ENERGI DAN METABOLISME

OKSIDASI LIPID• Asam lemak yang ada di dalam sel ( sitosol ) berasal dari 2

sumber :- Asam lemak bebas dari darah- Hasil pemecahan triasilgliserol sel oleh enzim lipase

• Selanjutnya untuk menghasilkan energi, asam - asam lemak tersebut harus dioksidasi.

• Proses oksidasi asam lemak berlangsung di dalam mitokondria

• Jadi asam lemak yang ada di sitosol harus dikirim ke dalam mitokondria untuk bisa mengalami proses oksidasi

Page 33: ENERGI DAN METABOLISME

OKSIDASI BETA• perubahan asam lemak bebas menjadi asetil KoA

( untuk bisa masuk ke siklus sel)• ASAM LEMAK DAPAT MASUK KE DALAM MITOKONDRIA

MELALUI TAHAP – TAHAP SEBAGAI BERIKUT :

Page 34: ENERGI DAN METABOLISME

OKSIDASI BETA

Page 35: ENERGI DAN METABOLISME

HASIL ATP DI DALAM TAHAP – TAHAP OKSIDATIF SELAMA OKSIDASI SATU MOLEKUL

PALMITOIL – KoA MENJADI CO2 + H2O

Tahap yang berkaitan dengan

NAD

Tahap yang berkaitan dengan

FAD

ATP

Asil-KoA dehidrogenase 7 14

3-Hidroksiasil-KoA dehidrogenase 7 21

Isositrat dehidrogenase 8 24

a-ketoglutarat dehidrogenase 8 24

Suksinil-KoA * sintetase 8

Suksinat dehidrogenase 8 16

Malat dehidrogenase 8 24

Total ATP yang terbentuk : 131

Page 36: ENERGI DAN METABOLISME

1. Asetil – KoA akan langsung dioksidasi lebih lanjut menjadi CO2

melalui siklus asam sitrat / siklus Krebs.2. 2. Asetil – KoA akan diubah menjadi badan keton untuk dikirim ke

jaringan perifer. (Selanjutnya di jaringan perifer badan keton akan dioksidasi)

Asetil – KoA yang telah terbentuk dari hasil oksidasi asam LEMAK di dalam mitokondria, dihadapkan pada 2 alternatif / kemungkinan proses selanjutnya yaitu :

Yang terutama menentukan jalur mana yang akan dilalui asetil – KoA adalah : TERSEDIANYA OKSALOASETAT untuk memulai masuknya asetil – KoA ke dalam siklus asam sitrat.

Bila konsentrasi oksaloasetat rendah (pada keadaan : puasa, diet rendah karbohidrat, penyakit diabetes melitus yang tidak terkontrol ) maka hanya sedikit asetil – KoA yang masuk ke dalam siklus asam sitrat, sehingga jalur pembentukan “ badan keton “ yang akan terjadi.

Page 37: ENERGI DAN METABOLISME

KETON BODIES

Page 38: ENERGI DAN METABOLISME

brown fat• Jaringan lemak coklat (bayi usia sekitar 26

minggu gestasi )

- mempunyai banyak vakuola lemak dan mengelilingi inti yang ada ditengah, sedangkan sel lemak putih hanya mempunyai satu vakuola lemak besar dan satu inti berbentuk perak terletak pada perimeter

- Sel lemak coklat berisi glikogen dan banyak mengandung mitokondria dengan multipel cristae untuk menghasilkan bahan bakar dan energi yang dibutuhkan guna produksi panas dengan cepat, sedangkan sel lemak putih tidak berisi glikogen dan mitokondria relatif sedikit

Page 39: ENERGI DAN METABOLISME

• Jaringan lemak coklat berisi simpanan trigliserida konsentrasi tinggi.

• Jaringan lemak coklat mempunyai banyak vaskularisasi dan penuh persarafan tidak bermielin dengan ujung saraf simpatis disetiap sel lemak. Ujung saraf simpatis akan mengeluarkan noradrenalin yang akan menstimulasi lipolisis dan aktivitas uncoupling protein.

Page 40: ENERGI DAN METABOLISME

Fungsi lemak coklat

• Membawa nutrient seluler dan sampah metabolik ke tempat semestinya.

• Menyebarkan panas yang dihasilkan dalam jaringan lemak coklat untuk istirahat tubuh

• Suplai saraf tidak bermielin menghasilkan jalur untuk stimulasi jaringan lemak coklat

Page 41: ENERGI DAN METABOLISME

Termogenin dan ox phos pd brown fat

• pernafasan dalam jaringan lemak coklat adalah tidak menghasilkan energi dalam bentuk ATP, tetapi lebih dalam bentuk panas (jalur alternatif phosphorilasi oksidatif khas )

• proton menurunkan gradien elektrokimia dan masuk matrik mitokondria melalui ATP synthase, sampai gradient habis. Pada jaringan lemak coklat, UCP 1 menyediakan bypass bagi ATP synthase (kecepatan enzim dalam produksi panas terbatas), dan dengan demikian energi pada gradient elektrokimia tidak digunakan untuk sintesis ATP, tetapi oksidasi lemak lebih banyak dilepaskan sebagai panas

• Mitokondria dalam jaringan lemak coklat dapat menghabiskan “ hampir 90% energi respirasi sebagai termogenesis nonshivering

Page 42: ENERGI DAN METABOLISME

Non shivering thermogenesis

brown adipose tissue

Page 43: ENERGI DAN METABOLISME

Metabolisme energi protein

Page 44: ENERGI DAN METABOLISME

JALUR INTERKONVERSI ASAM AMINO