Metabolisme Karbohidrat - Berbagi Kisah – Noyalita Khadij · PPT file · Web viewMetabolisme Karbohidrat Siklus cori Glikogen hati Glukosa darah Glikogen otot Asam laktat Dalam

Metabolisme Karbohidrat

mulut

Amilase

maltaseMaltosa

2 glukosa

Pembuluh darah

GLIKOLISIS

Pati

maltosa

Tahapan metabolisme kerbohidrat

1. Glikolisis2. Dekarboksilasi oksidasi (reaksi junction)3. Siklus krebs (TCA)4. 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

• Memerlukan 2 molekul ATP• Memecah gula heksosa menjadi molekul 2 triose fosfat

Tahap persiapan

• 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 fosfoglukoisomerasePerubahan isomer dari aldosa ke ketosa (reaksi isomerasi)Reaksi berlangsung dengan cepat krn standar energi bebas yang kecilTidak memerlukan kofaktor

Tahap ke 3. fosfofruktokinase

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

Tahap ke 4. AldolaseMenghasilkan 2 molekul tiga karbon : DHAP dan G3PDikatalisis 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 dehidrogenaseMemerlukan NAD+ sehingga ratio NAD+/NADH+H di dalam sel sangat penting untuk pengaturan laju dan arah reaksi.

Tahap ke 7. Fosfogliseril KinaseMerupakan reaksi fosforilasi tingkat substrat untuk ADP menjadi 3PG dan ATPKarena 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 3PGDi dalam sel, konsentrasi 3PG dijaga pada konsentrasi yg selalu tinggi, sehingga reaksi cenderung ke arah kanan

Tahap ke 9. EnolaseDikatalisis oleh enzim enolase dan ion Mg sebagai kofaktor

Merupakan reaksi dehidrasi sederhana dari 2PG menjadi PEPMempunyai 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 KinaseReaksi 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

Glikolisis1. Reaksi berjalan

linier2. Lokasi di sitoplasma

TCA1. Reaksi siklis2. 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).

Isocitrate DH

Tahap 3. Isositrat dehidrogenaseSubstrat kehilangan molekul CO2. Senyawa berkarbon 5 yang tersisa dioksidasi.

Mereduksi NAD+ menjadi NADH.

Ketoglutarat DH compleks

Suksinil coA sintetaseSuksinal-Co A,

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

fumarase

Tahap 7. Fumarat hidratase, membentuk oksaloasetat dan satu NADH lagi dari malat. Ikatan dalam substrat disusun ulang (melalui penambahan molekul air).

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.

Malate DH

Tahap 8. Malat dehidrogenaseLangkah 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.

BIOSINTESISKARBOHIDRAT DALAM JARINGAN HEWANSintesis glukosa sangat penting krn otak dan sistem saraf kita membutuhkan glukosa sebagai sumber energi utama

PRINSIP-PRINSIP PENGATURAN BIOSINTESIS:

1)Lintas yang dilalui di dalam biosintesis suatu biomolekul, biasaya tidak identik dengan lintas yang dilalui pada proses degradasinya.2)Lintas biosintetis dikontrol oleh enzim pengatur yang berbeda dari enzim yang mengontrol lintas katabolik yang bersangkutan3)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

Glikogen otot

Asam laktat

• 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)