Metabolisme-sel Edit Vina

BAB I

PENDAHULUAN

Mahkluk hidup membutuhkan makanan untuk mempertahankan hidupnya.

Makanan tersebut berfungsi sebagai sumber energi berbagai metabolisme dalam

tubuh. Nutrien utama dalam makanan dalam bentuk karbohidrat, protein, dan

lemak serta vitamin dan mineral lainnya yang dibutuhkan dalam jumlah kecil.

Seluruh makanan yang masuk ke dalam tubuh akan dimetabolisme menjadi

bentuk yang dapat dimanfaatkan oleh tubuh. Metabolisme merupakan segala

proses reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup, mulai dari

organisme bersel satu yang sangat sederhana seperti protozoa, bakteri, jamur

sampai makhluk hidup yang susunan tubuhnya lebih kompleks seperti manusia.

Di dalam proses ini, makhluk hidup mendapat, mengubah dan memakai senyawa

kimia dari lingkungan sekitarnya untuk mempertahankan hidup. 1,2

Metabolisme meliputi proses sintesis (anabolisme) dan proses penguraian

(katabolisme) senyawa atau komponen di dalam sel hidup yang dikatalis oleh

enzim. Metabolisme memiliki peranan penting dalam proses detoksifikasi, yaitu

reaksi pengubahan zat yang beracun menjadi senyawa tak beracun dan kemudian

dikeluarkan dari tubuh. Anabolisme dibedakan dengan katabolisme dalam

beberapa hal, yaitu:1,2 anabolisme merupakan proses sintesis molekul kimia kecil

menjadi molekul kimia yang lebih besar, sedangkan katabolisme merupakan

proses penguraian molekul besar menjadi molekul kecil; anabolisme merupakan

proses membutuhkan energi, sedangkan katabolisme melepaskan energi;

anabolisme merupakan reaksi reduksi, katabolisme merupakan reaksi oksidasi;

dan hasil akhir anabolisme adalah senyawa awal untuk proses katabolisme.

1

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 METABOLISME KARBOHIDRAT

Metabolisme karbohidrat secara umum, setelah melalui proses absorbsi pada

dinding usus halus, sebagian besar monosakarida (fruktosa dan galaktosa) akan

dibawa oleh aliran darah ke hati. Di dalam hati, monosakarida disintesis menjadi

glikogen yang bisa dioksidasi kembali menjadi glukosa untuk menghasilkan ATP,

CO 2 dan H 2 O atau dilepaskan untuk dibawa oleh aliran darah kebagian tubuh

yang memerlukannya, seperti digambarkan pada gambar 1.3

HATI DARAH OTOTglikogen

fruktosa

galaktosa

glukosa

ATP

piruvat

lipida CO 2 + H 2

O

sterol kolsterol

fruktosa

galaktosa

glukosa

ATP

piruvat

laktat

glikogen

glukosa

ATP

piruvat

laktat

ATP

CO 2 + H 2 O

Gambar 1. Gambaran Umum Metabolisme Karbohidrat: Hubungan antara hati,

darah dan otot.

2

Hati dapat mengatur kadar glukosa dalam darah dipengaruhi oleh berbagai

faktor terutama hormon insulin yang dihasilkan oleh kelenjar pankreas. Bila kadar

glukosa dalam darah meningkat sebagai akibat meningkatnya proses pencernaan

dan penyerapan karbohidrat, sintesis glikogen dari glukosa oleh hati akan naik.

Sebaliknya bila kadar glukosa menurun, misalnya akibat berolahraga atau

beraktivitas fisik berat, glikogen diuraikan kembali menjadi glukosa yang

selanjutnya mengalami proses katabolisme menghasilkan energi (dalam bentuk

energi kimia, ATP) yang dibutuhkan saat kegiatan olahraga tersebut.3

Kadar glukosa dalam darah merupakan faktor yang sangat penting untuk

kelancaran kerja tubuh. Kadar normal glukosa dalam darah adalah 70-90 mg/dL.

Keadaan dimana kadar glukosa berada di bawah 70 mg/dL disebut hipoglikemia,

sedangkan diatas 90 mg/dL disebut hiperglikemia. Kadar glukosa yang tinggi

merangsang pembentukan glikogen dari glukosa, sintesis asam lemak dan

kolesterol dari glukosa. Kadar glukosa antara 140 dan 170 mg/dL disebut kadar

ambang ginjal, karena pada kadar ini glukosa akan diekskresi dalam urine melalui

ginjal. Gejala ini disebut glukosuria yaitu keadaan ketidakmampuan ginjal untuk

menyerap kembali glukosa yang telah mengalami filtrasi.3

Glukosa dalam darah diatur oleh beberapa hormon. Insulin yang dihasilkan

olehkelenjar pankreas bekerja menurunkan kadar glukosa dengan menaikkan

pembentukan glikogen dari glukosa. Glukagon yang juga dihasilkan oleh pankreas

berperan dalam menaikkan kadar glukosa dalam darah. Kedua hormon tersebut

bekerjasama secara terkoordinasi mempertahankan kadar glukosa tetap normal

untuk menunjang berlangsungnya proses metabolisme secara optimum.3

2.1.1 Glikogenesis dan Glikogenolisis Secara Umum

Glukosa 6-fosfat dan glukosa 1-fosfat merupakan senyawa antara dalam

proses glikogenesis atau pembentukan glikogen dari glukosa. Proses

kebalikannya, penguraian glikogen menjadi glukosa yang disebut glikogenolisis

yang juga melibatkan terjadinya kedua senyawa antara tersebut tetapi dengan jalur

yang berbeda seperti digambarkan pada gambar 6. Senyawa antara UDP-glukosa

(Glukosa Uridin Difosfat) terjadi pada jalur pembentukan tetapi tidak pada jalur

3

penguraian glikogen. Demikian pula enzim yang berperan dalam kedua jalur

tersebut juga berbeda. 3

Glikogen

UDP Pi

E 6 E 1

UDP-glukosa glukosa 1-fosfat

E 5

PPi UTP E 2

glukosa 6-fosfat

ADP E 3

E 4

ATP glukosa Pi

Gambar 2. Jalan reaksi glikogenesis dan glikogenolisis. UTP = Uridin Tripospat, ADP = Adenosin Dipospat, (P) = gugus pospat anorganik. UDP-glukosa = Uridin dipospat glukosa. Enzim: E 1 = fosforilase, E 2 =

fosfoglukomutase, E 3 = fosfatase, E 4 = glukokinase, E 5 = piro-

fosforilase, E 6 = glikogen sintetase. PPi = asam piropospat

1. Glikogenesis

Gugus fosfat dan energi yang diperlukan dalam reaksi pembentukan glukosa

6-fosfat dari glukosa diberikan oleh ATP yang berperan sebagai senyawa kimia

berenergi tinggi. Sedangkan enzim yang mengkatalisnya adalah glukokinase.

Selanjutnya, dengan fosfoglukomutase, glukosa 6-fosfat mengalami reaksi

isomerasi menjadi glukosa 1-fosfat.3,4 Glukosa 1-fosfat bereaksi dengan uridin tri

fosfat (UTP) dikatalis oleh glukosa 1-fosfat uridil transferase menghasilkan uridin

difosfat glukosa (UDP-glukosa) dan pirofosfat (PPi). 4

4

ATP ADP

Glukosa glukosa 6-fosfat

heksokinase

fosfoglukomutase

Uridin difosfat UTP uridil transferase glukosa (UDPG) Glukosa 1-fosfat

PPi UTP

Gambar 3. Glikogenesis: pembentukan uridin difosfat glukosa (UDPG) dari

glukosa, melalui pembentukan glukosa 6-fosfat dan glukosa 1-fosfat.

2. Glikogenolisis

Tahap pertama penguraian glikogen adalah pembentukan glukosa 1-fosfat.

Berbeda dengan reaksi pembentukan glikogen, reaksi ini tidak melibatkan UDP-

glukosa, dan enzimnya adalah glikogen fosforilase. Selanjutnya glukosa 1-fosfat

diubah menjadi glukosa 6-fosfat oleh enzim yang sama seperti pada reaksi

kebalikannya (glikogenesis) yaitu fosfoglukomutase.3,4

Glikogen, (glukosa) n

Pi

glikogen fosforilase

Glukosa 1-fosfat + Glikogen, (glukosa) n

fosfoglukomutase

Glukosa 6-fosfat

Gambar 4. Glikogenolisis: penguraian glikogen menghasilkan glukosa 6-fosfat.

5

Tahap reaksi berikutnya adalah pembentukan glukosa dari glukosa 6-fosfat.

Berbeda dengan reaksi kebalikannya dengan glukokinase, dalam reaksi ini enzim

lain, glukosa 6-fosfatase, melepaskan gugus fosfat sehigga terbentuk glukosa.

Reaksi ini tidak menghasilkan ATP dari ADP dan fosfat.4

Glukosa 6-fosfat glukosa + asam fosfat

3. Glikolisis

Proses penguraian glukosa menjadi piruvat disebut jalur metabolisme

Emden-Meyergoff. Proses ini terjadi dalam sitoplasma. Glikolisis anaerob

merupakan proses penguraian glukosa menjadi laktat melalui piruvat tanpa

melibatkan oksigen.4

Proses penguraian glukosa menjadi CO 2 dan air adalah proses oksidasi dan

menghasilkan energi sebesar 690 kilo-kalori (kkal).4,3

Glukosa + 6 O 2 6 CO 2 + 6 H 2 O + 690 kkal

Jumlah energi ini sebenarnya jauh lebih besar daripada jumlah energi yang

dapat disimpan dalam bentuk energi kimia ATP yang dihasilkan dalam proses

penguraian tersebut.

Dengan adanya oksigen (dalam suasana aerob), glikolisis menghasilkan

piruvat, atau tanpa oksigen (glikolisis anaerob) menghasilkan laktat. Glikolisis

menghasilkan dua senyawa karbohidrat beratom tiga dari satu senyawa beratom

enam; pada proses ini terjadi sintesis ATP dari ADP + Pi. Gambar 6. me-

nunjukkan proses glikolisis secara keseluruhan.4

6

Glikogen

Uridin difosfat glukosa

Glukosa – 1 - P

Glukosa Glukosa – 6 – P

Fruktosa – 6 – p

Fruktosa – 1,6 – di P

Gliseraldehida – 3 – P dihidroksiaseton fosfat

1,3 – d- - P – gliserat

3 – P – gliserat

2 – 2 P – gliserat

fosfoenol piruvat

piruvat

Gambar 6. Glikolisis ( ) dan glikogenesis ( ) secara keseluruhan. Glukogenesis: pembentukan glukosa dari piruvat.

7

Melalui mitokondrion

fosfoenol piruvat

piruvat piruvat

fosfoenol piruvat karboksikinase

oksalasetat oksaloasetat

malat dehidrogenase

Malat Malat

Sitoplasma Mitokondria Sitoplasma

Gambar 7. Perubahan piruvat menjadi fosfoenol piruvat dengan bantuan mitokondrion.

Seperti halnya reaksi dengan glukokinase (reaksi tahap pertama) dan

fosfofruktokinase (reaksi tahap ketiga), reaksi dengan piruvat kinase ini juga

merupakan reaksi yang tidak reversibel, sehingga merupakan salah satu tahap

reaksi pendorong glikolisis.

Reaksi kebalikannya yang merupakan reaksi tahap pertama glukoneogenesis

merupakan suatu reaksi kompleks yang melibatkan beberapa enzim dan organel

sel yaitu mitokondria, yang diperlukan untuk terlebih dahulu mengubah piruvat

menjadi malat sebelum terbentuknya fosfoenol piruvat. Pada jalur metabolisme

ini, piruvat diangkut kedalam mitokondria dengan cara pengangkutan aktif

melalui membran mitokondria. Selanjutnya piruvat bereaksi dengan CO2

menghasilkan asam oksalasetat. Reaksi ini dikatalis oleh piruvat karboksilase

(enzim yang terdapat pada mitokondria tetapi tidak terdapat pada sitoplasma), dan

memerlukan koenzim biotin dan kofaktor ion maggan, serta ATP sebagai sumber

energi. Dalam mekanisme reaksinya, biotin (sebagai gugus biotinil) yang terikat

pada gugus lisina dari piruvat karboksilase, menarik CO2 atau HCO-

3 dalam

mitokondria kemudian mengkondensasikan dengan asam piruvat (dengan bantuan

ATP dan Mn2+) menghasilkan asam oksalasetat. Asam oksalasetat kemudian

direduksi menjadi asam malat oleh NADH dan dikatalis malat dehidrogenase.

8

Piruvat karboksilase

Malat dehidrogenase

ATP

ADP+Pi

NAD

NADH

NAD

CO 2

GTP

GDP

CO 2

NADH

Asam malat diangkut keluar mitokondria dengan cara pengangkutan aktif melalui

membran mitokondria yang kemudian dioksidasi kembali menjadi asam

oksalasetat oleh NAD dan malat dehidrogenase yang terdapat dalam sitoplasma.

Akhirnya oksalasetat dikarboksilasi dengan CO 2 dan difosforilasi dengan gugus

fosfat dari GTP (guanosin trifosfat, sebagai sumber energi yang khas disamping

ATP) dan dikatalis oleh fosfoenolpiruvat karboksikinase menghasilkan

fosfoenolpiruvat. Dengan demikian untuk mengubah satu molekul piruvat

menjadi fosfoenolpiruvat diperlukan energi sebanyak satu ATP plus satu GTP dan

melibatkan paling sedikit empat macam enzim. Dibandingkan dengan reaksi

kebalikannya, yaitu perubahan zat molekul fosfoenol piruvat menjadi piruvat,

dihasilkan satu ATP dan melibatkan satu macam enzim saja.4

Fosfoenol piruvat piruvat (PEP)

Malat dehidrogenase

sitoplasma

Gambar 8. Perubahan dari fosfoenolpiruvat ke piruvat diluar mitokondrion dan

dari piruvat ke fosfoenol piruvat dengan melibatkan mitokondrion

Dilihat dari keseluruhan, glikolisis terbagi menjadi dua bagian. Bagian

pertama meliputi tahap reaksi enzim yang memerlukan ATP, yaitu tahap reaksi

9

oksalasetat

NAD NADH Malat oksalasetat Malat dehidrogenase

mitokondrion

CO

Biotin ATP

Piruvat karboksilase

ADP

Piruvat kinase

Fosfoenolpiruvat karboksikinase

GTP

CO

GDP

NADH NAD

dari glukosa sampai dengan pembentukan fruktosa 6-fosfat., yang menggunakan

dua molekul ATP tiap satu molekul glukosa yang dioksidasi. Bagian kedua

meliputi tahap reaksi yang menghasilkan energi (ATP dan NADH) yaitu dari

gliseraldehide 3-fosfat sampai dengan piruvat. Dari bagian kedua ini dihasilkan

dua molekul NADH dan empat molekul ATP untuk tiap molekul glukosa yang

dioksidasi (atau untuk dua molekul gliseraldehid 3-fosfat yang dioksidasi). Karena

satu molekul NADH yang masuk rantai pengangkutan elektron dapat

menghasilkan tiga molekul ATP, maka tahap reaksi bagian kedua ini

menghasilkan 10 molekul ATP. Dengan demikian, keseluruhan proses glikolisis

menghasilkan 10-2 = 8 molekul ATP untuk tiap molekul glukosa yang dioksidasi.

Sebaliknya, untuk mensintesis satu molekul glukosa dari dua molekul piruvat

dalam proses glukoneogenesis diperlukan energi dari 4 molekul ATP, 2 GTP

(sebanding dengan 2 ATP) dan 2 NADH (= 6 ATP) atau sebanding dengan 12

molekul ATP.4

4. Glikolisis Anaerob

Dalam keadaan tanpa oksigen respirasi terhenti karena proses pengangkutan

elektron yang dirangkaikan dengan fosforilasi bersifat oksidasi melalui rantai

pernafasan yang menggunakan molekul oksigen sebagai penerima elektron

terakhir, tidak berjalan. Akibatnya jalan metabolisme lingkar asam trikarboksilat

(daur Krebs) akan terhenti pula sehingga piruvat tidak lagi masuk kedalam daur

Krebs melainkan dialihkan pemakaiannya yaitu diubah menjadi asam laktat oleh

laktat dehidrogenase dengan NADH sebagai sumber energinya.4

NADH NAD

Piruvat laktat

Laktat dehidrogenase

Gambar 9. Reaksi perubahan piruvat ke laktat dalam proses fermentasi asam

laktat

Dalam hal ini, dua molekul NADH yang dihasilkan oleh reaksi tahap kelima

dalam glikolisis (reaksi dengan gliseraldehida 3-fosfat dehodrogenase) tidak

10

dipakai untuk membentuk ATP melainkan digunakan untuk reaksi reduksi 2

molekul asam piruvat menjadi asam laktat. Jadi paad glikolisis anaerob energi

yang dihasilkannya hanya 2 molekul ATP saja (Gambar 9). Jumlah ini jauh lebih

kecil jika dibandingkan dengan energi yang dihasilkan oleh glikolisis aerob yaitu

8 ATP.4,3

5. Perubahan Piruvat Menjadi Asetilkoezim – A

Reaksi oksidasi piruvat hasil glikolisis menjadi asetil koenzim-A,

merupakan tahap reaksi penghubung yang penting antara glikolisis dengan jalur

metabolisme lingkar asam trikarboksilat (daur Krebs). Reaksi yang diaktalisis

oleh kompleks piruvat dehidrogenase dalam matriks mitokondria melibatkan tiga

macam enzim (piruvat dehidrogenase, dihidrolipoil transasetilase, dan

dihidrolipoil dehidrogenase), lima macam koenzim (tiaminpirofosfat, asam lipoat,

koenzim-A, flavin adenin dinukleotida, dan nikotinamid adenin dinukleotida) dan

11

Gambar 10. Metabolisme karbohidrat

berlangsung dalam lima tahap reaksi. Keseluruhan reaksi dekarboksilasi ini

irreversibel, dengan ∆ G = - 80 kkal per mol.4

Piruvat + NAD + koenzim A asetil ko-A + NADh + CO

Reaksi ini merupakan jalan masuk utama karbohidrat kedalam daur Krebs.

Tahap reaksi pertama dikatalis oleh piruvat dehidrogenase yang menggunakan

tiamin pirofosfat sebagai koenzimnya. Dekarboksilasi piruvat menghasilkan

senyawa α-hidroksietil yang terkait pada gugus cincin tiazol dari tiamin pirofosfat.

Pada tahap reaksi kedua α-hidroksietil didehidrogenase menjadi asetil yang

kemudian dipindahkan dari tiamin pirofosfat ke atom S dari koenzim yang

berikutnya, yaitu asam lipoat, yang terikat pada enzim dihidrolipoil transasetilase.

Dalam hal ini gugus disulfida dari asam lipoat diubah menjadi bentuk reduksinya,

gugus sulfhidril. Pada tahap reaksi ketiga, gugus asetil dipindahkan dengan

perantara enzim dari gugus lipoil pada asam dihidrolipoat, kegugus tiol (sulfhidril

pada koenzim-A). Kemudian asetil ko-A dibebaskan dari sistem enzim kompleks

piruvat dehidrogenase. Pada tahap reaksi keempat gugus tiol pada gugus lipoil

yang terikat pada dihidrolipoil transasetilase dioksidasi kembali menjadi bentuk

disulfidanya dengan enzim dihidrolipoil dehidrogenase yang berikatan dengan

FAD (flavin adenin dinukleotida). Akhirnya (tahap reaksi kelima) FADH

(bentuk reduksi dari FAD) yang tetap terikat pada enzim, dioksidasi kembali oleh

NAD (nikotinamid adenin dinukleotida) manjadi FAD, sedangkan NAD

berubah menjadi NADH (bentuk reduksi dari NAD ).4

6. Pengaturan Dekarboksilasi Piruvat

Telah diketahui bahwa disamping mengandung tiga macam enzim tersebut

di atas, kompleks enzim piruvat dehidrogenase juga mempunyai dua macam

enzim yang terdapat dalam sub unit pengaturnya, yaitu piruvat dehidrogenase

kinase dan piruvat dehidrogenase fosfatase. Kedua enzim ini berperan dalam

mengatur laju reaksi dekarboksilasi piruvat dengan cara mengendalikan kegiatan

subunit katalitiknya pada kompleks enzim piruvat dehidrogenase itu sendiri.4

Pengaturan kegiatan kompleks piruvat dehidrogenase berlangsung sebagai

berikut:

12

Piruvat + ko-A asetil ko-A + CO

Gambar 11. Mekanisme pengaturan kegiatan enzim kompleks piruvat

dehidrogenase.

Bila jumlah ATP yang dihasilkan oleh daur krebas dan fosforilasi bersifat

oksidasi terlalu banyak, keseimbangan reaksi akan berjalan kebawah (laju reaksi

fosforilasi sub unit katalitik kompleks piruvat dehidrogenase bertambah besar)

sehingga kegiatan kompleks piruvat dehidrogenase terhambat dan menjadi tidak

aktif. Hal ini menyebabkan terhentinya reaksi pembentukan asetil ko-A dari

piruvat. Akibatnya, jumlah asetil ko-A yang diperlukan untuk daur Krebs akan

berkurang sehingga laju reaksi daur Krebs terhambat dan produksi ATP terhenti.

Sebaliknya jika jumlah ADP banyak (ATP sedikit), keseimbangan reaaksi

didorang ke atas (laju reaksi defosforilasi kompleks piruvat dehidrogenase

bertambah besar) sehingga kegiatan kompleks piruvat dehidrogenase bertambah.

13

Subunit katalik kompleks piruvat dehidrogenase (aktif)

Kompleks piruvat dehidrogenase dengan subunit katalitiknya yang terfosforilasi(tak aktif)

Piruvat dehidrogenase(bagian dari subunit pengatur)

Piruvat dehidrogenase fosfatase ( bagian dari sub unit pengatur), Ca

ADP

Pi

Akibatnya, reaksi dekarboksilasi piruvat menjadi asetil ko-A naik, sehingga laju

reaksi daur Krebs bertambah besar dan produksi ATP bertambah banyak.4

7. Jalur Metabolisme Daur Asam Trikarboksilat

Jalur metabolisme daur asam trikarboksilat (asam sitrat) pertama

diketemukan oleh Krebs (1937). Oleh karena itu, jalur ini disebut pula daur

Krebs. Jalur daur ini merupakan jalur metabolisme yang utama dari berbagai

senyawa hasil metabolisme, yaitu hasil katabolisme karbohidrat, lemak, dan

protein.

Lemak karbohidrat protein

Asam lemak glukosa asam amino

Asetil ko-A asetil ko-A asetil ko-AΑ-ketoglutaratOksalasetatfumarat

Gambar 12. Daur asam trikarboksilat (Krebs) sebagai bagian utama metabolisme

penghasil energi.

Asetil ko-A (sebagai hasil katabolisme lemak dan karbohidrat), oksalasetat,

fumarat, dan α-ketoglutarat (sebagaihasil katabolisme asam amino dan protein),

masuk kedalam daur Krebs untuk selanjutnya dioksidasi melalui beberapa tahap

reaksi yang kompleks menjadi CO , H Odan energi ATP. 4

Daur Krebs merupakan bagian rangkaian proses pernafasan yang panjang

dan kompleks, yaitu oksidasi glukosa menjadi CO dan H O serta produksi ATP.

Proses pernafasan terdiri dari 4 tahap utama: 1) glikolisis (oksidasi glukosa

14

Daur Krebs dan ramntai pernafasan

CO + H O ATP

menjadi piruvat), 2) konversi piruvat ke asetil ko-A, 3) daur Krebs dan 4) proses

pengangkutan elektron melalui rantai pernafasan yang dirangkaikan degan sintesis

ATP dari ADP = Pi melalui proses fosforilasi bersifat oksidasi.4

Didalam sel eukariota, metabolisme asam trikarboksilat berlangsung

didalam mitokondrion. Sebagian enzim dalam metabolisme ini terdapat di dalam

cairan matriks dan sebagian lagi terikat pada bagian dalam membran

mitokondrion.

Gambar 13. Ringkasan keseluruhan daur asam trikarboksilat atau daur Krebs.

15

Asetil ko-A

suksinat

isositratfumarat

Cis-akonitatmalat

Sitratoksaloasetat

α-ketoglutarat

oksalosuksinat

CoASH

NAD

NADH

COCO

NAD

NADH

FADH

FAD

NADH

NAD

8. Energi yang Dihasilkan oleh Glikolisis dan DAur Asam Trikarboksilat

Dari pembahasan tentang daur asam trikarboksilat sebelumnya, ternyata

terdapat dua tahap reaksi yang masing-masing menghasilkan satu molekul CO ;

tiga reaksi menghasilkan NADH; satu reaksi menghasilkan GTP; satu reaksi

menghasilkan FADH .

Satu molekul GTP dapat menghasilkan satu molekul ATP. Dalam proses

pengangkutan elektron melalui rantai pernafasan yang dikaitkan dengan

fosforilasi bersifat oksidasi, satu molekul NADH dan satu FADH masing-masing

menghasilkan 3 dan 2 molekul ATP. Dengan demikian oksidasi satu molekul

asetil ko-A dalam daur Krebs menghasilkan (3 x 3 + 2 x 1 + 1) ATP = 12 ATP. 4

Asetil ko-A

Ko-A

Gambar 14. Jumlah energi (ATP) yang dihasilkan oleh daur Krebs.

Glukosa

2 piruvat

2 asetil ko-A

16

3 NADH

1 FADH

1 GTP

Rantai pernafasan(respirasi)

9 ATP

2 ATP

1 ATP

12 ATP

Daur Krebs

8 ATP

2 x 3 = 6 ATP

2 x 12 = 24 ATP

38 ATP

CO + H O

Gambar 15. Jumlah energi (ATP) yang dihasilka oleh glikolisis dan daur Krebs.

Bila proses oksidasi itu dimulai dari piruvat, jumlah molekul ATP yang

dihasilkan adalah 12 + 3 = 15 untuk setiap molekul piruvat (pembentukan satu

molekul asetil ko-A dari satu molekul piruvat menghasilkan satu molekul

NADH).

Oksidasi satu molekul glukosa melalui glikolisis menjadi dua molekul

piruvat, menghasilak 8 ATP. Dengan demikian oksidasi sempurna satu molekul

glukosa menjadi CO + H O menghasilkan 2 x 15 + 8 = 38 ATP.

2.2 METABOLISME PROTEIN

Nama protein pertama kali diusulkan oleh ahli kimia Swedia, Berzelius.

Protein berasal dari bahasa Yunani, protios, yang berarti bahan penyokong yang

pertama.

Protein merupakan komponen utama dalam semua sel hidup. Fungsi

utamanya sebagai unsur pembentuk struktur sel, misalnya dalam rambut, kolagen,

jaringan ikat, membran sel dan lain-lain. Selain itu dapat pula berfungsi sebagai

protein yang aktif seperti enzim yang berperan sebagai katalisator segala proses

biokimia dalam sel. Protein aktif selain enzim yaitu hormon, hemoglobin, protein

yang terikat pada gen, toksin, antibodi atau anti gen dan lain-lain.

Protein adalah rangkaian atau polimer dari sejumlah asam amino. Asam

amino adalah molekul organik kecil yang pada umumnya terbuat dari karbon,

hidrogen, oksigen, dan nitrogen. Protein dibuat dari suatu pool yang terdiri dari 20

asam amino yang berbeda. Ratusan atau ribuan asam amino dirangkai dengan

suatu urutan tertentu untuk membentuk rantai asam amino. 5,6

Fungsi protein dimungkinkan karena struktur tiga dimensinya yang unik.

Dengan strukturnya yang unik suatu molekul protein dapat melakukan interaksi

dengan molekul lainnya sehinnga dapat berfungsi sebagai molekul pengatur dalam

suatu ekspresi gen atau transmisi genetik menjadi fenotipik. Jadi, suatu protein

sangat tergantung pada kemampuannya untuk mengikat atau berpasangan dengan

17

molekul lainnya untuk menjalankan fungsinya. Kemampuan tersebut ditentukan

oleh struktur tiga dimensinya.

Bila asam amino dirakit menjadi suatu rantai protein, rantai tersebut segera

melipat membentuk suatu struktur yang secara energetik paling relaks atau yang

bentuknya paling stabil. Bentuk yang secara energetik paling stabil ditentukan

oleh interaksi tiap-tiap asam amino yang membentuk protein tersebut. Oleh karena

itu, jenis asam amino dan urutannya dalam rantai protein akan menentukan

struktur tiga dimensi molekul protein yang terbentuk. Urutan asam amino dalam

suatu rantai protein sangat penting menentukan fungsi protein tersebut. Dengan 20

macam asam amino yang berbeda, diperoleh jumlah dan urutan yang berbeda-

beda sehingga dihasilkan protein-protein unik yang hampir tidak terbatas

jumlahnya. Keragaman ini sangat menguntungkan mengingat berbagai ragam

fungsi yang dilakukan oleh protein.6

Semua organisme merupakan kumpulan dari sejumlah protein dan segala

aktivitasnya. Fungsi protein tergantung pada struktur tiga dimensinya, yang pada

gilirannya ditentukan oleh sekuen asam amino penyusun protein tersebut. Jadi,

DNA menentukan karakteristik suatu organisme karena DNA menentukan sekuen

asam amino dari semua protein pada suatu organisme.

18

G C A C T A G G A

C G T G A T C C T

DNA

3’ 5’

Ala Leu

AlaProtein

Asam amino

Gambar 16. Sekuen DNA menentukan sekuen asam amino pada protein yang

terbentuk.

DNA mengandung sandi genetik untuk tiap asam amino yang ditampilkan

masing-masing dari sekuen tiga pasang basa. Ketiga basa (triplet) ini disebut

kodon. Urutan kodon pada suatu sekuen DNA mencerminkan urutan asam amino

yang akan dirakit menjadi suatu rantai protein. Satu bagian sekuen DNA lengkap

yang mampu menentukan sekuen asam amino suatu protein atau molekul r RNA

dan tRNA disebut gen, yaitu satuan hereditas yang didefinisikan oleh para ahli

genetika klasik. Semua gen dan sekuen DNA yang dimiliki oleh suatu organisme

disebut genom.

2.2.1 Sintesis Protein

Proses sintesis protein dari sandi genetik melibatkan beberapa langkah.

DNA pada dasarnya adalah penyimpan informasi yang pasif, mirip denga cetak

biru (blue print) untuk denah rumah. Aktivitas pembuatan protein terjadi pada

suatu situs khusus dalam sel yang disebut ribosom. Oleh karena itu, langkah

pertama dalam sintesis protein adalah menyampaikan informasi dari DNA ke

ribossom. Untuk melakukan hal ini enzim-enzim seluler membuat salinan kopi

gen sehinnga dapat dibaca oleh ribosom. Salinan kopi gen ini disebut RNA duta

(messennger RNA = mRNA). mRNA membawa sandi genetik yang dipakai

langsung untuk sintesis protein di ribosom. Tahap ini disebut dengan tahap

transkripsi. Dalam tahap berikutnya kodon pada mRNA harus dapt dikorelasi

dengan asam amino yang seharusnya. Tahapan ini dilakukan molekul RNA lain,

yaitu RNA transfer, (transfer RNA = tRNA) yang dikenal dengan tahap translasi.

Akhirnya asam amino harus disambungkan untuk membentuk rantai protein

fungsional (tahap sintesis). Ribosom yang terdiri dari RNA dan protein,

melakukan fungsi tersebut. Bila rantai protein sudah lengkap, suatu tanda berhenti

(stop sign) mempengaruhi ribosom sehingga ribosom melepas protein baru

tersebut ke dalam sel.6

1. Transkripsi

Transkripsi adalah sintesis RNA secara enzimatik dengan menggunakan

DAN sebagai cetakan. Untuk transkripsi suatu gen, hanya salah satu rantai DNA

19

5’ 3’

yang digunakan sebagai cetakan atau templat. Transkripsi dikatalis oleh enzim

RNA polimerase. Sintesis RNA selalu bergerak ke satu arah, yaitu dari ujung 5’

ke ujung 3’ dari molekul RNA.

Untuk menginisiasi transkripsi, RNA polimerase berikatan pada suatu

daerah di DNA yang disebut promoter. Promoter terletak disebelah hulu (ke

arah5’) dari gen. Perbedaan urutan nukleotida dari promoter berbagai gen

menyebabkan perbedaan tingkat efisiensi dan regulasi dari inisiasi transkripsi gen-

gen tersebut.

Setelah RNA polimerase terikat pada promoter DNA, kedua rantai DNA

dipisahkan dan RNA polimerase memulai sintesis RNA di tempat inisiasi. Tempat

ini disebut sebagai posisi +1. RNA polimerase menambahkan ribonukleotida ke

ujung 3’dari rantai RNA yang sedang disintesis. Hal ini dilakukan dengan

bergerak dari ujung 3’ ke arah 5’ dari rantai DNA cetakan., sambil memisahkan

bagian rantai ganda DNA yang dilaluinya. Dengan demikian ribonukleotida dapat

berpasangan dengan DNA cetakan dan ditambahkan pada ujung 3’ RNA dengan

pembentukan ikatan fosfodiester. Heliks ganda akan terbentuk kembali setelah

RNA polimerase lewat. 6

T A C G

A T G C

Transkripsi

5’ U A C G 3’

Gambar 17. Struktur gen

2. Translasi

20

Promoter Terminator Daerah yang ditranskripsi

5’

3’

DNA

RNA

Translasi merupakan proses sintesis protein di dalam sel. Sebelum sintesis

protein dimulai, setiap jenis tRNA berikatan dengan asam amino spesifik. Reaksi

ini dikatalis oleh enzim aminoasil tRNA sintetase bersama dengan ATP, sehingga

terbentuk aminoasil tRNA. Pada tRNA terdapat antikodon yang akan berpasangan

dengan kodon yang terdapat pada mRNA. Setiap macam aminoasil tRNA sintetase

akan menggabungkan asam amino tertentu pada tRNA yang spesifik. Pada tRNA

inisiator, tRNA terikat pada asam amino metionin yang termodifikasi, yaitu N-

formilinetionin. Proses sintesis protein terdiri dari tiga tahap yaitu:

Inisiasi : proses penempatan ribosom pada suatu molekul mRNA

Elongasi : proses penambahan asam amino

Terminasi : proses pelepasan protein yang baru disintesis

Pada sintesis protein sel prokariot, prosaes inisiasi memerlukan sub unit

kecil (30S) dan sub unit besar (50S) ribosom, mRNA, tiga faktor inisiasi (IF , IF

dan IF ) dan GTP. IF dan IF mula-mula terikat pada sub unit kecil ribosom,

kemudian IF dan GTP bergabung. Kompleks sub unit kecil ini terikat pada

mRNA di tempat pengikatan ribosom yang terletak 8 – 13 nukleotida sebelum

hulu kodon inisiasi Aug kemudian bergerak sepanjang mRNA ke arah hilir

sampai menemukan kodon inisiasi. Setelah pengikatan sub unit kecil ribosom

pada kodon inisiasi, tRNA inisiator dapat terikat pada kodon inisiasi dan

melepaaskan IF sehingga terbentuk kompleks inisiasi 30S, melepaskan IF , IF ,

GDP dan fosfat sehingga terbentuk inisiasi 70S.

Proses elongasi melibatkan tiga faktor elongasi (EF – Tu, EF – Ts, EF – G0,

GTR, aminoasil tRNA dan kompleks inisiasi 70 S. Proses elongasi terdiri dari tiga

tahap:

Aminoasil tRNA membentuk kompleks denagn EF-Tu dan GTP, terikat pada

“A-site” di ribosom dengan melepaskan EF-Tu – GDP. EF-Tu – GTP dapat

berubah lagi menjadi EF-Tu – GTP dengan bantuan EF-Ts dan GTP.

Enzim transferase peptidil yang terdapat pada ribosom membenyuk ikatan

peptida antara dua asam amino yang berdampingan.

21

Enzim translokase (EF-G) dengan energi GTP menggerakkan ribosom sejauh

satu kodon sepanjang mRNA sehingga tRNA pada “P-site” lepas dan tRNA

pada “A-site” pindah ke “P-site”.

Proses elongasi rantai peptida berjalan terus sampai ribosom mencapai suatu

kodon stop.

Proses terminasi melibatkan tiga faktor pelepas (“release faktor”, RF , RF

dan RF ). RF atau RF dapat mengenal kodon stop dan denagn bantuan RF

menyebabkan trasnsferase peptidil melepaskan rantai polipeptida dari tRNA.

Faktor-faktor pelepas membantu pelepasan kedua sub unit ribosom dari mRNA.

2.2.2 Ciri-ciri Molekul Protein

Beberapa ciri utama molekul protein yaitu:

berat molekulnya besar, yang merupakan suatu makromolekul

umumnya terdiri dari 20 macam asam amino, yang membentuk suatu

rantai polipeptida yang berikatan satu dengan yang lain. Ikatan peptida

merupakan ikatan antara α-karboksil dari asam amino yang satu dengan gugus

α-amino dari asam amino yang lainnya.

terdapatnya ikatan kimia yang lain yang menyebabkan terbentuknya

lengkungan-lengkungan rantai polipeptida menjadi struktur tiga dimensi

protein. Sebagai contoh misalnya ikatan hidrogen dan ikatan hidrofob.

strukturnya tidak stabil terhadap beberapa faktor seperti pH, radiasi,

temperatur, dan sebagainya

umumnya reaktif dan sangat spesifik, yang disebabkan terdapatnya gugus

samping yang reaktif dan susunan khas struktur makromolekulnya.. bberapa

gugus samping yang biasa terdapat diantaranya gugus kation, anion, hidroksil

aromati, hdroksil alifatik, amin, amida, tiol, dan gugus heterosiklik

2.2.3 Klasifikasi Asam Amino

Berdasarkan sifat kekutuban (polarity) gugus R, asam amino dibagi menjadi

4 golongan yaitu:

22

1. asam amino dengan gugus R yang tak mengutub. Golongan ini terdiri dari

5 asam amino yang mengandung gugus R alifatik (alanin, lesin, isolesin, valin,

dan prolin), 2 dengan R aromatik (fenilalanin dan triptofan), dan 1

mengandung atom sulfur (metionin).

2. asam amino dengan gugus R mengutub tak bermuatan. Lebih mudah larut

dalam air karena gugus R mengutub dapat membentuk ikatan hidrogen dengan

molekul air. Kekutuban serin, treonin, dan tirosin disebabkan oleh gugus

hdroksil, asparagin dan glutamin oleh gugus amida, dan sistein oleh gugus

sulfhidril (-SH).

3. asam amino dengn gugus R bermuatan negatif (asam amino asam).

Golongan ini bermuatan negatif pada pH 6,0-7,0 dan terdiri dari asam aspartat

dan asam glutamat yang masing-masing mempunyai dua gugus karboksil.

4. asam amino dengan gugus r bermuatan positif (asam amino basa).

Golongan asam amino ini bermuatan positif pada pH 7,0 yang terdiri dari

lisin, arginin yang mengandung gugus basa lemah.

2.2.4 Sifat Asam Basa Asam Amino

Di dalam larutan netral asam amino selalu ada dalam bentuk ion berkutub

(zwtterion) yang dapat ditunjukkan dengan konstanta elektrik dan momen dua

kutub yang tinggi karena adanya pemisahan muatan positif dan negatif dalam

bentuk ion.6

Semua asam amino yang didapat barasal dari hidrolisis protein kecuali

glisin, memiliki sifat aktif optik yaitu dapat memutar bidang polarisasi cahaya bila

diperiksa dengan polarimeter. Reaksi khas asam amino disebabkan oleh adanya

gugus α-karboksil, α-amino dan gugus yang terdapat pada rantai samping (R).6

2.2. 5 Struktur dan Sifat Peptida

Peptida mengandung 2,4 atau 4 asam amino, sehingga dapat disebut

dipeptida, tripeptida, dst. Peptida didapatkan dari hidrolisis rantai panjang protein.

Peptida mempunyai pH isoelektrik. Reaksi kimia peptida disebabkan oleh adanya

gugus ujung NH2 dan –COOH, dan gugus R yang dapat berionisasi.

23

Penamaan peptida didasarkan pada komponen asam aminonya. Urutan

dimulai dar rantai N-ujung. Uji peptida ini dapat dilakukan dengan uji buret,

yaitu reaksi yang terjadi antara peptida atau protein dengan CuSO4 dan alkali,yang

menghasilkan warna ungu. Pemisahan atau analisis peptisa biasa dikerjakan

dengan kromatografi penukar –ion atau elekrtroforesis kertas.6

2.2.6 Analisis Asam Amino pada Peptida

Penentuan urutan asam amino dapat dlakukan dengan cara Hidrolisis

sempurna. Hidrolisis dengan HCl 6N pada suhu 100 -120 celcius selama 10 - 24

jam memeberikan hasil terbaik, kecuali pada triptopan yang mengalami kerusakan

pada suasana asam kuat, juga gugus amida pada glutamin dan asparagin akan

pecah menghasilkan asam glutamat, asam aspartat, dan ion amoninum.6

Banyaknya amonia pada hidrolisat dapat ditentukan untuk mengetahui kadar

amida yang terdapat pada protein. Hidrolisis dengan alkali menyebabkan

kerusakan pada sistein, sistin, serin dan treonin.

Penentuan urutan asam amino dalam Polipeptida didasarkan pada cara

sanger untuk penentuan urutan asam amino dalam protein insulin yang bebas dari

kontaminasi.

Cara bertingkat yang dilakukan sebagai berikut:

1. penentuan asam amino C-ujung dan asam amino N-ujung.

2. pemutusan rantai plipeptida menjadi fragmen peptida dengan rantai yang

lebih pendek dengan enzim tripsin fragmen peptida. Kemudian fragmen

tersebut dipisahkan satu dari yang lain dengan cara elektroforesis atau

kromatografi. Tiap fragmen peptida dihidrolisis sempurna dan asam amino

ditentukan.

3. asam amino C-ujung dan asam amino N-ujung tiap fragmen peptida yang

didapat dari no 2 ditentukan, sehingga urutan asam amino tiap fragmen

peptida (dipeptida atau tripeptida) dapat ditentukan.

4. fragmen peptida yang lebih panjang dari tripeptida, ditentukan urutan

asam amino dengan cara edman, yaitu dengan pereaksi fenilisotisianat.

24

5. diambil polipeptida asal dan pemotongan rantai menjadi fragmen diulangi

lagi, tetapi dengan mempergunakan enzim lain, misalnya kimotripsin atau

pepsin. Kimotripsin menghidrolisis ikatan peptida yang gugus karboksilnya

berasal dari asam amino fenilalanin, triptofan atau tirosin. Pepsin

menghidrolisis ikatan peptida yang gugus aminonya berasal dari asam amino

fenilalanin, triptofan, tirosin, lesin, asam aspartat, asam glutamat.

6. Dibandingkan komposisi asam amino dan asam amino N-ujung serta C-

ujung dari fragmen yang dihasilkan kedua cara hidrolisis tersebut, maka

urutan yang benar sisa asam amino dalam polipeptida asal dapat ditentukan.

2.2.7 Organisasi struktur protein

Struktur tiga dimensi protein dapat dijelaskan dengan mempelajari tingkat

organisasi struktur yaitu struktur primer, sekunder, tersier dan kuartener.

a. Struktur primer

Struktur primer protein ditentukan oleh ikatan kovalen antara residu asam

amino yang berurutan yang membentuk ikatan peptida.Struktur primer dapat

digambarkan sebagai rumus bangun yang biasa ditulis untuk senyawa organik.

Untuk mengetahui struktur primer protein diperlukan cara penentuan bertingkat

yaitu:6

1.Penentuan jumlah rantai polipeptida yang berdiri sendiri dari protein

2.Pemutusan ikatan antara rantai polipeptida yang satu dengan lainnya.

3.Pemisahan masing-masing rantai polipeptida

4.Penentuan urutan asam amino dari masing-masing rantai polipeptida dengan

cara sanger.

b. Struktur sekunder

Struktur ini terjadi karena ikatan hidrogen antara atom O dari gugus karbonil

(C=O) dengan atom H dari gugus amino (N-H) dalam satu rantai

pilipeptida,memungkinkan terbentuknya konfirasi spiral yang disebut Struktur

helix.Rantai paralel yang berkelok-kelok disebut konfirmasi –ß,rantai dihubung

silangkan oleh ikatan hidrogen sehingga membentuk suatu struktur yang disebut

lembaran berlipat-lipat.Struktur polipeptida dalam protein serabut pada rambut

25

dan wol berbentuk spiral yang berarah putar kekanan. Yang disebut dengan ð-

helix,sedang yang berkelok-kelok disebut ß-kerotin.6

c. Struktur tersier

1. Struktur tersier terbentuk karena terjadinya perlipatan (folding) rantai ð-

helix,konformasi ß,maupun gulungan rambang suatu

polipeptida,membentuk protein glubular,yang struktur tiga dimensinya

lebih rumit daripada protein serabut.

2. Kemantapan struktur tersier suatu molekul protein selain disebabkan

oleh ikatan kovalen seperti ikatan peptida dan ikatan disulfida juga oleh

ikatan tak-kovalen yang menunjangnya yaitu yang menyebabkan

terjadinya pelipatan tersebut.

d. Struktur kuartener

Sebagian besar protein berbentuk globular yang mempunyai berat molekul

lebih dari 50 ribu merupakan suatu obligomer,yang terjadi dari beberapa rantai

polipeptida yang terpisah yang disebut juga dengan protomer yang saling

mengadakan interaksi membentuk struktur kuartener dari proteina obligomer

tersebut.6

2.3 METABOLISME LEMAK

Lemak atau lipid terdapat pada semua bagian tubuh manusia terutama pada

bagian otak, mempunyai peran yang sangat penting dalam proses metabolisme

secara umum. Sebagian lipid jaringan tersebar sebagai komponen utama membran

sel dan berperan mengatur jalannya metabolisme di dalam sel.2

Beberapa peranan biologi yang penting dari lipid adalah sebagi berikut:

Komponen struktur membran

Lapisan pelindung paad beberapa jasad

Bentuk energi cadangan

Komponen permukaan sel yang berperan dalam proses interaksi antara sel

dengan senyawa kimia di luar sel, seperti dalam proses kekebalan jaringan

26

Sebagai komponen dalam proses pengangkutan melalui membran.

2.3.1 Biosintesis Asam Lemak

Biosintesis asam lemak sebagai bagian dari biosintesis lipid adalah suatu

proses metabolisme yang penting karena kemampuan jaringan manusia untuk

menyimpan energi dalam bentuk karbohidrat terbatas. Sebagian dari polisakarida

dirombak melalui proses glikolisis menjadi asetil ko-A, yang merupakan prazat

untuk biosintesis asam lemak dan triasilgliserol. Senyawa lipid ini mempunyai

kandungan energi yang lebih tinggi bila dibandingkan dengan karbohidrat dan

dapat disimpan sebagai cadangan energi yang besar di dalam jaringan lemak.

Biosintesis asam lemak dari asetil ko-A terjadi di hampir semua bagian tubuh

manusia, terutama di dalam jaringan hati, jaringan lemak dan kelenjar susu.

Biosintesis ini berlangsung dalam sitoplasma, membutuhkan asam sitrat sebagai

kofaktor dan membutuhkan CO sebagai faktor pembantu dalam mekanisme

pemanjangan rantai asam lemak, meskipun CO tidak tergabung ke dalam asam

lemak tersebut.7 Berikut ini merupakan reaksi keseluruhan dari biosintesis asam

lemak:

a. Tahap penggantian asetil Co-A. Pembentukan malonil-Co-A.

Asetil-SCoA biotin HOOC-CH -CO-

SCoA

Asetil Co-A karboksilase Malonil - CoA

b. Tahap pemanjangan rantai secara kontinu (proses de novo)

7 malonil – CoA 7 malonil – S – ACP

27

ADP +PiCO ATP

ACP - SH CoA - SH

CoA - SHACP - SH

asetil – CoA asetil – S – ACP palmitoil – S – ACP

c. Pemanjangan rantai secara tahap demi tahap

Palmitoil – ScoA steroil – ScoA dan seterusnya

Gambar 18. Ketiga tahap utama mekanisme biosintesis asam lemak

2.3.2 Katabolisme Asam Lemak

Asam lemak adalah suatu senyawa yang terdiri dari rantai panjang

hidrokarbon dan gugus karboksilat yang terikat pada ujungnya. Asam lemak

mempunyai dua peranan fisiologi yang penting. Pertama, sebagai satuan

pembentuk fosfolipid dan glikolipid yang merupakan molekul amfipatik sebagai

komponen mmbran biologi.

a. Oksidasi asam lemak: oksidasi beta.

Asam lemak mempunyai peran yang sangat penting sebagai sumber

pembentuk energi. Sebagian besar asam lemak disimpan dalam bentuk senyawa

trigliserida di dalam sel. Sebagian besar asam lemak bebas yang mengalami

katabolisme berasal dari proses hidrolisis trigliserida oleh enzim lipase yang

terdapat di dalam sel jaringan lemak. Asam lemak ini dikeluarkan dari sel,

berikatan dengan serum albumin yang kemudian bersama aliran darah dibawa ke

jaringan lainnya di dalam tubuh untuk selanjutnya mengalami oksidasi. Dalam hal

ini asam lemak yang masuk ke jaringan lebih dulu dipergiat dengan perantaraan

enzim di dalam sitoplasma, baru kemudian dapat dimasukkan ke dalam

mitokondrion untuk selanjutnya mengalami proses oksidasi menghasilkan energi

yang dipakai untuk segala kegiatan dalam tubuh yang memerlukan energi.7

Oksidasi sempurna asam lemak berantai panjang di dalam semua sel

jaringan manusia, kecuali di dalam sel otak, menghasilkan CO dan H O sebagai

hasil akhir. Dalam keadaan tertentu oksidasi asam lemak dalam sel otak

28

Kompleks enzim sintetase asam lemak

CoA - SH

ACP - SH

Asetil - SCoA Asetil - SCoA Palmitoil - SCoA

menghasilkan asam β-hidroksibutirat. Kelincahan gerak, penyebaran, dan oksidasi

asam lemak yang terjadi di dalam tubuh berlangsung secara terpadu dengan proses

metabolisme karbohidrat dan diatur oleh sistem hormon endokrin yang rumit. 7

Asam lemak asil asam lemak koenzim – A

(2)

Enoil – CoA

(3)

Hidroksi asil – CoA

(4)

Ketoasil – CoA

(5)

Gambar 19. Proses β-oksidasi asam lemak.

29

Asil asam lemak CoA dengan rantai dua atom karbon lebih pendek dari pada asil asam lemak – CoA semula

Tahap reaksi (2) sampai dengan (5) diulangi terus sampai seluruh rantai asam lemaknya dioksidasi menjadi asetil CoA

ATP CoASH

AMP PPi

FAD

FADH

H O

NAD

H + NADH

CoASH

Asetil CoA

Asil asam lemak dehidrogenase

Enoil hidrase

β-hidroksiasil dehidrogenase

Tiolase

(1)

BAB III

KESIMPULAN

1. Metabolisme meliputi proses sintesis (anabolisme) dan proses penguraian

(katabolisme) senyawa atau komponen dalam sel hidup.. Semua reaksi

metabolisme dikatalis oleh enzim. Hal lain yang penting dalam metabolisme

adalah peranannya dalam detoksifikasi, yaitu mekanisme reaksi pengubahan

zat yang beracun menjadi senyawa tak beracun yang dapat dikeluarkan dari

tubuh.

2. Metabolisme pada sel manusia meliputi proses metabolisme karbohidrat,

metabolisme protein dan metabolism lemak. Proses yang berlangsung pada

metabolism karbohidrat yaitu glikogenesis dan glikogenolisis, proses glikolisis

yang terbagi dalam glikolisis aerob dn glikolisis anaerob, metabolisme lingkar

asam trikarboksilat (daur krebs), pengaturan aktivitas enzim kompleks piruvat

dehidrogenase.

3. Proses yang berlangsung dalam metabolisme protein meliputi Proses sintesis

protein dari sandi genetik melibatkan beberapa langkah yaitu transkripsi,

proses sintesis RNA secara enzimatik dengan menggunakan DNA sebagai

cetakan dan translasi, proses sintesis protein di dalam sel.

4. Proses yang berlangsung dalam metabolisme asam lemak yaitu biosintesis

asam lemak dan katabolisme asam lemak. Biosintesis asam lemak berlangsung

dalam 3 tahap, yaitu tahap penggantian asetil Co-A dan pembentukan malonil

Co-A, tahap pemanjangan rantai secara kontinu (proses de novo),

Pemanjangan ratai secara bertahap. Proses katabolisme asam lemak bertujuan

sebagai sumber pembentuk energi dengan mekanisme oksidasi asam lemak

(oksidasi beta).

30