METABOLISME
* Metabolisme
Reaksi kimia yang terjadi di dalam sel hidup
dan berjalan secara enzimatis
Continue selama sel hidup
Terganggu menyebabkan sakit
Berhenti berarti sel mati
* Lokasi metabolisme• Pemecahan makromolekul menjadi mikromolekul : karbohidrat menjadi glukosa lipid menjadi asam lemak protein menjadi asam amino terjadi dalam sistem pencernaan
• Diperlukan oksigen• Menghasilkan enersi (kalor / panas dan enersi metabolik• Hasil degradasi makanan diserap darah dan diedarkan ke seluruh sel• Pada sitoplasma sel, mikromolekul diubah menjadi piruvat• Piruvat memasuki mitokondria• Dalam mitokondria mikromolekul dipecah menjadi asam-asam organik,
enersi, H2O dan CO2 (dalam siklus Kreb’s)• Asam organik dibiosintesis menjadi mikromolekul dan selanjutnya
menjadi makromolekul • Sel yg jenuh dg makromolekul membelah, membentuk sel baru
*Metabolisme Katabolisme • Reaksi pemecahan /degradasi molekul besar
(makromolekul / polimer) makanan menjadi molekul kecil (mikromolekul / monomer) komponen sel baru
• Menghasilkan enersi, disebut reaksi eksergonik• 75% enersi diekspresi sebagai panas (untuk memper
tahankan suhu tubuh agar tetap 370C) dan 25% sebagai enersi metabolik
Anabolisme • Reaksi pembentukan molekul besar (makromolekul /
polimer) sel baru dari molekul kecil (mikromolekul / monomer ) makanan
• Dibutuhkan enersi, disebut reaksi endergonik
Metabolisme • KATABOLISME ANABOLISME
• MAKANAN ENERSI SEL BARU Siklus Kreb’s
ENZIM
REPARASI SEL
YG RUSAK VITAMIN KOENZIM
MINERAL KOFAKTOR penggiat enzim
•
Degradasi makanan dlm sistem pencernaan
• Karbohidrat glukosa
• Lipid asam lemak
• Protein asam amino
diserap darah
sel
*Degradasi di dalam sel (di luar mitokondria)
Asam lemak Glukosa Asam amino
piruvat anaerob
laktat aerob
Asetil Co.A. Siklus Cori
mitokondriakolesterol
METABOLISME DI LUAR MITONDRIA• SEMUA BIOMOLEKUL MASUK KE DALAM SEL DALAM BENTUK
MIKROMOLEKUL (glukosa, asam lemak dam asamino)• GLUKOSA (lewat proses glikolisis), ASAM LEMAK DAN ASAM AMI
NO DI DALAM SEL (dalam sitosol / sitoplasma/ di luar mitokondria) DIUBAH MENJADI ASAM PIRUVAT
• PEMBENTUKAN PIRUVAT MENGHASILKAN ENERSI YANG BESAR
• PEMBENTUKAN PIRUVAT MEMERLUKAN OKSIGEN (AEROB)• JIKA KEADAAN TIDAK ADA OKSIGEN (ANAEROB) PIRUVAT
AKAN DIRUBAH MENJADI ASAM LAKTAT• JIKA KEADAAN MENJADI ANAEROB KEMBALI, MAKA LAKTAT
AKAN DIRUBAH MENJADI PIRUVAT KEMBALI, SEHINGGA HAL INI MEMBENTUK SUATU SIKLUS DISEBUT “SIKLUS CORI”
• SIKLUS CORI MENGHASILKAN ENERSI YANG CUKUP TINGGI DAN TERJADI PADA ORGAN DALAM TUBUH, TERUTAMA PADA HATI DAN LIMPA
METABOLISME DI LUAR MITOKONDRIA• DALAM SUASANA AEROB, PIRUVAT DIUBAH MENJADI ASETIL
Co.A. YANG SELANJUTNYA MEMASUKI MITOKONDRIA DAN MENGALAMI METABOLISME LEBIH LANJUT
• JIKA IN PUT MAKANAN LEBIH BESAR DARI ENERSI YANG DI GUNAKAN OLEH TUBUH, MAKA ASETIL Co.A. DIUBAH MENJA DI KOLESTEROL
• ASETIL Co.A. JUGA MERUPAKAN BENTUK ASAM LEMAK YANG DIAKTIFKAN
• KOLESTEROL ADALAH BAHAN PELINDUNG SEL DARI TEKAN AN SUHU RENDAH, BAHAN PEMBENTUKAN GARAM EMPEDU DAN BAHAN BAKU PEMBENTUKAN HORMON KELAMIN BAIK WANITA MAUPUN PRIA
Metabolisme di luar mitokondria• Glikolisis menghasilkan enersi yg cukup
tinggi
• Siklus Cori terjadi dalam hati, jantung dan limpa (dipertahankan, karena memberikan sumbangan enersi yang cukup tinggi)
• Laktat yg terakumulasi dlm otot menyebab kan racun kelelahan
*Siklus Kreb’s / as. Citrat / as. Trikarboksilat
Asetil Co.A. ↓NADH2
Oksalo asetat
NADH2 Glutamat
Fumarat Citrat ATP
FADH2
NADH2 NADH2
α Keto glutaratHasil siklus ini :
Enersi → asam organik → CO2 + H2O
Metabolisme di dalam mitokondria• Asetil Co A, berkondensasi dengan oksalo asetat membentuk citrat citrat dirubah menjadi α – keto glutarat, Fumarat, Glutamat dan
Oksalo asetat setiap perubahan asam organik menjadi asam organik yang lain,
selalu dilepaskan 1 atom karbon ( C ) dan bereaksi dengan O2 mem bentuk molekul CO2
Terjadi siklus asam-asam organik (siklus Kreb’s / siklus asam citrat / siklus asam trikarboksilat)
• Fosforilasi oksidatif / Oksidasi biologis / Respirasi tingkat sel
menghasilkan H2O (air) dari ion H+ / elektron dari makanan / asetil Co.A. dan O2 (oksigen) dari pernafasan lewat molekul hemoglobin (Oksihemoglobin)
• Dihasilkan enersi metabolik (ATP)
• Terbentuk CO2 dan H2O
Oksidasi biologis / respirasi / fosforilasi oksidatif
ATP ATP ATP
AH NAD FADH Fe3+ Fe2+ Fe3+ Fe2+ ½ O2
sit b sit b sit a sit a 2
A NADH FAD Fe2+ Fe3+ Fe2+ Fe3+ O2
ADP + Pi ADP + Pi ADP + Pi
H+ /e– -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------H2O
Hasil akhir = air dan enersi
Oksidasi biologis / respirasi / fosforilasi oksidatif
• AH = PIRUVAT / ASAM ORGANIK → donor Hidrogen / elektron
• NADH2 dan FADH2 = Nicotimamid Adenin Dinukleotid Flavin Adenin Dinukleotid → senyawa Hidrogen bertenaga tinggi → pengemban Hidrogen / elektron
• Sit = sitokhrom → enzim respirasi
• Fe3+ dan Fe2+ = Ferro dan Ferri → kofaktor enzim respirasi
• O2 = oksigen → aseptor Hidrogen / elektron terakhir
• 1 mol NADH = 3 mol ATP• 1 mol FADH = 2 mol ATP
Enersi Siklus Kreb’s / as. Citrat / as. Trikarboksilat
Asetil Co.A. ↓ NADH2 = 3 ATP
Oksalo asetat
H2O
NADH2 = 3 ATP Glutamat
Fumarat Citrat
ATP CO2 H2O
FADH2 = 2 ATP CO2
NADH2 = 3ATP NADH2 = 3 ATP
α Keto glutarat
Enersi siklus Kreb’s = 12 ATP
*Metabolisme karbohidrat• KARBOHIDRAT (sumber enersi utama)
• SEBAGAI BAHAN BAKAR UNTUK OKSIDASI DAN MENYEDIAKAN ENERSI UNTUK PROSES-PROSES METABOLISME LAIN
• DIPAKAI OLEH SEL DALAM BENTUK GLUKOSA (glukosa disebut “gula tubuh”)
• FRUKTOSA, GALAKTOSA, XILOSA, ARABINOSA BANYAK DITEMUKAN DALAM MAKANAN, DAN DALAM TUBUH DIRUBAH MENJADI GLUKOSA
• PEMECAHAN GLIKOGEN TERJADI PADA SEMUA JARINGAN TERUTAMA PADA OTOT
• GLIKOLISIS DALAM ERYTROSIT SELALU BERAKHIR DENGAN PEMBENTUKAN LAKTAT (WALAU ADA O2). HAL INI KARENA ENZIM MITOKONDRIA TIDAK DAPAT MENGOKSIDASI PIRUVAT SECARA AEROB
• LAKTAT SEGERA DITRANSFER KE HATI MENJADI PIRUVAT KEMBALI (siklus Cori)
Metabolisme karbohidrat• Glikolisis pemecahan glukosa menjadi piruvat
• Glikogenesis pembentukan glikogen dari glukosa
• Glikogenolisis pemecahan glikogen menjadi glukosa
• Glikoneogenesis pembentukan glukosa dari senyawa bukan karbohidrat,
misalnya dari lipid atau dari asam amino
Glikolisis • Oksidasi glukosa / glikogen menjadi
piruvat (aerob) dan laktat (anaerob)
• Lewat jalur :
Embden – Meyerhouf
Heksosa Monofosfat Shunt
• Terjadi di dalam sitoplasma
(di luar mitokondria)
*GLIKOLISIS (EMBDEN – MEYERHOUF)
glukosa → glukosa 6 P → fruktosa 6 P ATP ATP ↓ fruktosa 1, 6 di P ATP ↓ 2 triosa P
↓ ATP ↓ gliseraldehid 3P gliseraldehid 3P
NADH + H
1,3 bifosfogliserat ← ↓ATP 3 fosfogliserat ↓ ATP
2 fosfogliserat → fosfo enol piruvat → piruvat
ENZIM YG BEKERJA PD GLIKOLISIS
GLUKOKINASEMENYINGKIRKAN GLUKOSA DARI DARAH, SETELAH MAKAN
AKTIVITASNYA DIPENGARUHI OLEH KEADAAN GIZI
FOSFOFRUKTOKINASEMENGATUR KECEPATAN GLIKOLISIS
GLISERALDEHID 3 P DEHIDROGENASEMENGANDUNG GUGUS SULFIDRIL (– SH) YG BERASAL DARI SISTEIN
PD OKSIDASI GLISERALDEHID 3 P MENJADI 1, 3 –BIFOSFOGLISERAT
ENERSI DIPEROLEH DARI NADH + H+ DAN DIHAMBAT OLEH ADANYA IODOASETAT PD RANTAI PERNAFASAN MITOKONDRIA
ENOLASEMERUBAH 2 FOSFOGLISERAT MENJADI FOSFOENOL PIRUVAT
Glikolisis (Heksosa Monofosfat Shunt)
• Menyediakan RIBOSA untuk DNA /RNA
• Aktif pada kelenjar susu yg laktasi
• Membuang oksidan (H2O2) dari sel darah merah (antioksidan)
• Terjadi pada jaringan tertentu (hati, kelen jar susu, jaringan lemak)
*GLIKOLISIS (HEKSOSA MONOFOSFAT SHUNT)
GLUKOSA
↓
↓
GLUKOSA 6 P ↓ NADPH2
CO2 ←↓ NADP + H+
6 – FOSFOGLUKONAT ↓ NADPH2
↓ NADP + H+
RIBULOSA 5 – P
↓
RIBOSA 5 – P
Glukoneogenesis • Memenuhi glukosa tubuh (jika karbohidrat
makanan tidak cukup)• Membentuk glukosa basal pada :
erytrosit
sel syaraf
laktosa pd kelenjar susu
enersi pd otot rangka (anaerob)• Glukosa basal dapat dibentuk dari :
lipid
asam amino
*METABOLISME LIPID
• Senyawa heterogen yg berhubungan dg lemak
• Hydropof (tdk suka air)
• Larut dalam pelarut non polar (eter, benzen, chloroform)
• Nilai kalorinya tinggi (enersi cadangan)
• Pelarut vitamin (A, D, E, K)
• Menyediakan asam lemak esensial (lemak makanan)
• Bahan sekat jaringan subcutant dan sekitar organ
• Isolator listrik yg merambatkan gelombang depolarisasi sepanjang syaraf bermyelin → lipid non polar
*ASAM LEMAK• ASAM LEMAK ADALAH LIPID PLASMA YANG SECARA META
BOLIK PALING AKTIF (dirubah menjadi enersi)
• KARDIOLIPIN ADALAH ASAM LEMAK YANG MENYUSUN FOS FOLIPID MEMBRAN MITOKONDRIA
• FOSFATIDILKOLIN ADALAH ASAM LEMAK YANG MENGAN DUNG FOSFAT, AMINA (N), ATAU GLISEROL YANG MENGAN DUNG GUGUS FOSFAT DAN KOLIN
TERDAPAT TERSEBAR LUAS PADA TUBUH, MEMPUNYAI FUNGSI STRUKTURAL DAN METABOLISME LIPID
• DIPALMITIL LESITIN MERUPAKAN ZAT YANG SANGAT EFEKTIF
PADA PROSES PENGAKTIFAN MEMBRAN TERUTAMA BERADA PADA LAPISAN DALAM DINDING ALVIOLUS
UNTUK MENCEGAH PERLEKATAN ANTARA DINDING TERSEBUT (mencegah perlengketan permukaan dalam paru-paru karena tegangan muka)
BTA = mengandung fosfolipid inositol (lesitin)
β OKSIDASI
• PERUBAHAN ASIL Co.A. MENJADI ASETIL Co.A. LEWAT PEMBUANGAN ATOM H PADA GUGUS α DAN β
• SELANJUTNYA TERJADI DESHIDROGENASI PADA ATOM KARBON (β) DAN TERBENTUK β – KETO ASIL Co.A.
• TERJADI DI DALAM MITOKONDRIA• MEMERLUKAN KARNITIN (β hidroksi - g trimetil
amonium butirat) DISINTESIS DARI LISIN DAN BERPERAN DALAM OKSIDASI ASAM LEMAK YANG BERLIMPAH DALAM OTOT, HATI DAN GINJAL
KARNITIN MERANGSANG OKSIDASI ASAM LEMAK RANTAI PANJANG (oleh mitokondria)
DEFISIENSI KARNITIN MENYEBABKAN PENIMBUNAN TRIGLISERIDA (karena oksidasi asam lemak tergang gu)
β oksidasiAsam lemak
↓ ATP
Asil Co.A.
↓
Membran mitokondria
↓ FADH2 karnitin transporter
Asil Co.A.
↓
Trans Asil Co.A.
↓
β Hidroksi Asil Co.A.
↓ FADH2
β Ketosil Co.A.
↓ ↓
Asil Co.A. Asetil Co.A.
TIOKINASE (asil Co. A. Sintetase)• Mengkatalisis perubahan asam lemak bebas (FFA) menjadi asam
lemak aktif (asil Co. A.) As. Lemak + ATP + Co. A. → Asil Co.A. + AMP + PPi tiokinase
Asil Co. A. + karnitin → Asil Karnitin + Co.A. Karnitin asil transferase
• Asam lemak diaktifkan oleh enzim tiokinase dg Co. A. dan enersi (ATP) menjadi asam lemak aktif (Asil Co.A.)
• Asil Co.A. berikatan dg karnitin menjadi Asil karnitin + Co. A. yg dikatalisir oleh enzim karnitin asil transferase menempel pada membran mitokondria( Asil Co.A. tidak dpt menembus membran mitokondria, akan tetapi bentuk Asil karnitin dapat)
• Asil karnitin dibawa masukke dlm mitokondria, bersamaan dg
keluarnya 1 mol karnitin
• Karnitin asil karnitin translokase adalah enzim yg berperan sebagai pembawa penukar karnitin membran
• Asil karnitin melepaskan karnitin bereaksi dg Co. A. menjadi Asil Co.A.
SISTEM KHELASI ASAM LEMAK• Asam lemak bebas → Asil Co.A. Co.A. karnitin asilkarnitin
Asil karnitinBagian luar ----------------------------------------------------------------- transferase ------------------------------------
Membran mitokondria karnitin asil karnitin trans lokasi
Asil karnitin transferase karnitin asilkarnitin
Asil Co.A. Co.A.
SISTEM KHELASI ASAM LEMAK• Setelah dibentuk Asetil Co. A. dan menembus membran mitokondria
melalui sisem khelator (karnitin), Asil Co. A. mengalami penghilangan 2 atm H (pd gugus α dan β ) oleh enzim Asetil Co.A. dehidrogenase dan dikopel 2 fosfat bertenaga tinggi, hasil oksidasi reduksi dari FAD menjadi FADH2 pada rantai pernafasan, menjadi Trans Asil Co. A.
• Selanjutnya ikatan rangkap dijenuhkan dg penambahan air dan dg dikatalisir oleh enzim Enoil Co. A. hidratase membentuk β - hidroksi Asil Co. A.
• Terjadi dehidrogenasi b hidroksi Asil Co. A. oleh enzim β - hidroksi Asil Co. A. dehidrogenase dan enersi dari oksidasi reduksi NAD → NADH2 ( 3 Pi) menjadi b ketosil Co. A.
• Senyawa tsb dipecah pada posisi b oleh enzim tiolase / β - ketolase dan dengan adanya Co.A. menjadi Asetil Co.A. dan derivat Asil Co.A.
• Asil Co.A. yg terbentuk kembali mengalami oksidasi awal, dan Asetil Co.A. dioksidasi menjadi CO2 dan H2O dlm siklus Kreb’s.
Lipoprotein
• Karena tubuh banyak menggunakan lipid untuk keperluan enersi, maka timbul kesulitan mengangkut lipid yg hidropof dlm lingkungan air. Dengan demikian, maka lipid perlu digabungkan dg protein membentuk kompleks lipoprotein yg hidrofil.
• Triasilgliserol yg berasal dari absorbsi usus / hati diangkut dlm keadaan teresterkan dlm plasma sebagai kompleks albumin asam lemak bebas. Triasilgliserol diangk dlm darah sebagai Khilomikron dan Very Density Lipoprotein (VLDL).
Lipoprotein• Ada 4 golongan utama lipoprotein :
– Khilomikron • Disintesis dari absorbsi trigliserida usus• Ditemukan pd pembuluh lymfe (hanya dibentuk oleh sistem
lymfatik yang mengaliri usus)
– VLDL (Very Density Lipoprotein) → Trigliserida• Pre β lipoprotein• Disintess di sel parenkhim hati dan terdapat pada pembuluh
lymfe• Sebagai transport trigliserida dari hati ke jaringan
– LDL ( Low Density Lipoprotein) β lipoprotein → kolesterol
– HDL ( High Density Lipoprotein) α β lipoprotein
* Metabolisme asam amino Asam amino esensial
•ASAM AMINO YG TIDAK DAPAT DISINTESIS TUBUH•ASAM AMINO YG TIDAK DAPAT DIGANTI
•NUTRITIF ESENTIALDISUPLAY LEWAT MAKANAN
Asam amino non esensial•ASAM AMINO YG DAPAT DISINTESIS TUBUH
•ASAM AMINO YG DAPAT DIGANTI•DIBENTUK DARI AMONIA DAN DARI BERBAGAI SUMBER KARBON
Asam amino esensial
1. ARGININ * 2. HISTIDIN * 3. ISOLEUSIN 4. LEUSIN 5. LISIN 6. METIONIN 7. FENILALANIN 8. TREONIN 9. TRIPTOFAN 10. VALIN
• ARGININ dan HISTIDIN : Kedua asam amino ini pada bayi dan anak-anak disintesis sangat
lambat dan tidak cukup untuk menunjang pertumbuhan sehingga asam-asam amino ini merupakan asam amino yang esensial bagi bayi dan anak-anak, sedang pada manusia dewasa merupakan asam amino non esensial (karena tubuh telah mampu mensintesis dengan cepat)
* BIOSINTESIS
LIPID KARBOHIDRAT PROTEIN
AS. LEMAK GLUKOSA AS. AMINO
TRIGLISERIDA
KOLESTEROL aerob
AS. AMINO PIRUVAT LAKTAT
anaerob
KOLESTEROL ASETIL Co. A.
OKSALOASETAT UREUM
GLUTAMAT KREATININ
AS. AMINO AMONIA
FUMARAT siklus Kreb’s SITRAT AS. URAT
AS. AMINO
α KETO GLUTARAT
AS. AMINO
* BIOSINTESIS
MITOKONDRIA
SIKLUS KREB’S / SIKLUS ASAM SITRAT
ASAM ORGANIK
CO2 MIKROMOLEKUL SEL BARU
H2O
GLUKOSA REPARASI
ASAM LEMAK SEL RUSAK
ASAM AMINO
KARBOHIDRAT
LIPID
PROTEIN
* BIOSINTESISBIOSINTESIS / ANABOLISME• PEMBENTUKAN / SINTESIS KOMPONEN SEL DARI MOLEKUL PRE
KURSOR KECIL (asam organik)• MEMERLUKAN ATP DAN NADPH (reaksi endergonik)• LINTASAN YANG DILALUI DALAM BIOSINTESIS (ANABOLISME)
BERBEDA DENGAN LINTASAN PROSES DEGRADASI BIOMOLE KUL (KATABOLISME)
• LINTAS BIOSINTETIK DIKONTROL OLEH ENZIM PENGATUR, YANG BERBEDA DENGAN ENZIM YANG MENGONTROL KATABOLISME
• JUMLAH ATP / NADPH YANG DIGUNAKAN DALAM LINTAS BIO SINTESIS BERSIFAT IRREVERSIBLE
GLUKONEOGENESIS PEMBENTUKAN GLUKOSA DARI PREKURSOR BUKAN KARBO
HIDRAT (asam lemak dan asam amino glukogenik)
ENZIM PADA GLIKONEOGENESIS BERBEDA DENGAN ENZIM PADA GLIKOLISIS
GLIKONEOGENESIS
• BIOSINTESIS D – GLUKOSA ADALAH SUATU KEHARUSAN, KARE NA OTAK, SISTEM SYARAF, GINJAL, TESTES, ERYTROSIT DAN EMBRIO MEMERLUKAN D – GLUKOSA DARI DARAH, UNTUK BAHAN BAKAR UTAMA (otak memerlukan > dari 120 gram glukosa per hari)
BIOSINTESIS D – GLUKOSA PALING BESAR TERJADI PADA HATI
• MANUSIA SECARA TERUS MENERUS MEMBUAT D – GLUKOSA DARI PREKURSOR PIRUVAT DAN ASAM AMINO (diatur oleh hati, dan selanjutnya di bawa ke darah)
• GLIKOGEN HATI DAN OTOT MERUPAKAN CADANGAN GLUKOSA, DAN SEGERA DIRUBAH MENJADI GLUKOSA DARAH
• PREKURSOR LAIN D – GLUKOSA ADALAH ASAM LAKTAT, GLISE ROL, SEBAGIAN BESAR ASAM AMINO, DAN SENYAWA ANTARA SIKLUS KREB ’ S
GLIKONEOGENESIS• ASAM LAKTAT YANG TELAH DIOKSIDASI BERUBAH MENJADI
PIRUVAT (siklus Cori) • PIRUVAT + CO2 OKSALOASETAT + ADP + Pi
• OKSALOASETAT + GTP FOSFOENOLPIRUVAT + GTP + CO2
FOSFOENOLPIRUVAT + H2O 2 FOSFOGLISERAT FOSFOGLISERAT + NADH + H+ GLISERALDEHID – 3 P + NAD+ + PiGLISERALDEHID – 3 P DIHIDROKSI ASETON PGLISERALDEHID – 3 P + DIHIDROKSI ASETON P FRUKTOSA 1,6 – DI P
• FRUKTOSA 1,6 – DI P + H2O FRUKTOSA 6 – P + Pi FRUKTODA 6 – P GLUKOSA 6 – P
• GLUKOSA 6 – P + H2 GLUKOSA + Pi
GLIKONEOGENESIS
• GLUKOSA DISINTESIS DARI PIRUVAT OLEH ENZIM PIRUVAT DEHIDROGENASE
• ASAM – ASAM ORGANIK DALAM SIKLUS KREB ‘ S ( AS. SITRAT, ISOSITRAT, ISOSITRAT, α – KETOGLUTARAT, SUKSINAT, FUMA RAT, DAN MALAT), MERUPAKAN PREKURSOR GLUKOSA
ASAM – ASAM ORGANIK INI, DIUBAH MENJADI FOSFOENOL PIRUVAT OLEH ENZIM FOSFOENOLPIRUVATKARBOKSILASE
• HANYA 3 ATOM KARBON (C) DARI ASAM – ASAM ORGANIK YANG DIUBAH MENJADI GLUKOSA
• ASETIL Co.A. TIDAK DAPAT DIGUNAKAN SEBAGAI PREKURSOR GLUKOSA, KARENA ASETIL Co.A. TIDAK DAPAT DIUBAH MENJADI PIRUVAT
• SEBAGIAN BESAR ASAM AMINO ADALAH GLIKOGENIK
ASAM AMINO GLIKOGENIK
• SEMUA / BEBERAPA ATOM KARBON PADA BANYAK ASAM AMINO YANG DITURUNKAN DARI PROTEIN, DIUBAH MENJADI PIRUVAT ATAU MENJADI SENYAWA (ASAM ORGANIK) DI DALAM SIKLUS KREB ‘ S, DAN SELANJUTNYA MENGALAMI PERUBAHAN MENJADI GLUKOSA DAN GLIKOGEN (asam mino glikogenik)
• ALANIN, GLUTAMAT DAN ASPARTAT, MELALUI PROSES DE AMINASI MENGHASILKAN PIRUVAT, SELANJUTNYA MENJADI α KE TOGLUTARAT DAN OKSALO ASETAT (prekursor fosfoenolpiruvat )
• PADA PENDERITA DIABETES MELITUS (DM) PENGUBAHAN TOTAL ASAM AMINO GLUKOGENIK MENJADI GLUKOSA, BERLANGSUNG > CEPAT DAN > TINGGI DARI PADA ORANG NORMAL
• SEBAGAI KONSEKUENSI SEKUNDER, SEJUMLAH BESAR UREA YANG DITURUNKAN DARI DEAMINASI ASAM AMINO GLUKOGENIK DIKELUARKAN KE DALAM URINE
GLUKONEOGENESIS
HAMBATAN GLIKONEOGENESIS OLEH ALKOHOL
• KONSUMSI ALKOHOL YANG BERLEBIHAN BERAKIBAT MENGHAM BAT GLUKONEOGENESIS PADA HATI, DAN DAPAT MENGAKIBAT KAN DEFISIENSI GLUKOSA DARAH (disebut “HIPOGLISEMIA”)
• PENGARUH ALKOHOL INI DIPERBURUK OLEH KERJA FISIK YANG BERAT ATAU KONSUMSI RENDAH MAKANAN
TINGKAT MENURUNNYA GLUKOSA DARAH DAPAT MENCAPAI
30 % S/D 40%
• HIPOGLISEMIA DAPAT MEMBAHAYAKAN OTAK, YAITU MEM PENGARUHI BAGIAN OTAK YANG BERHUBUNGAN DENGAN PENGATUR SUHU (suhu rectal menurun sampai 20 C ATAU LEBIH
JIKA ORANG TERSEBUT DIBERIKAN PER ORAL, MAKA SUHU TUBUH AKAN SEGERA KEMBALI NORMAL
* PROTEIN TUBUH
MAKANAN
PORFIRIN
ASAM AMINO PURIN DAN PIRIMIDINGLIKOLISIS
NEUROTRANSMITTER
HORMON SIKLUS KREB’S LIPID (lipoprotein)
UREA NH3
GLUKOSA CO2 KETON
SUMBER DAN PENGGUNAAN ASAM AMINO
• UNIT PEMBANGUN BIOSINTESIS PROTEIN
• Selama perputaran dinamik normal protein tubuh, asam amino yang dibebaskan, jika tdk digunakan untuk sintesis protein tubuh yg baru (enzim dan komponen sel), maka molekul tersebut akan mengalami degradasi oksidatif
•Jika seseorang makan asam amino melebihi kebutuhan tubuh terhadap sintesis protein, maka kelebihannya akan dikatabolisme / didegradasi / dipecah
•Hal ini karena protein / asam amino tidak dapat disimpan dlm tubuh
•Protein dapat berfungsi sebagai bahan bakar, jika karbohidrat tidak dapat dimanfaatkan sebagaimana mestinya (orang berpuasa, penderita DM)
KATABOLISME ASAM AMINO
• TRANSAMINASI
• DEAMINASI OKSIDATIF
• PEMBENTUKAN / SINTESIS UREA
• PEMBENTUKAN /SINTESIS AMONIA
* TRANSAMINASI
Asam amino
Gugus Amino Asam a Keto
O2
oksidasi
CO2 + H2O
(dalam Siklus Kreb’s)
TRANSAMINASI
• Kelebihan asam amino yg diperlukan untuk biosintesis protein tidak dapat disimpan, dan tidak dapat diekskresi dalam bentuk asam amino pula.
• Pembebasan gugus α amino dari kebanyakan asam L - amino dikatalisis oleh enzim transaminase / aminotransferase.
REAKSI TRANSAMINASI• Gugus α amino dipindahkan secara enzimatis ke atom
C α pada α - ketoglutarat, sehingga dihasilkan asam α - keto (as. α - keto glutarat)
Tujuan Transaminasi :
• Mengumpulkan gugus amino dari berbagai asam amino dalam bentuk L – Glutamat dan mengalami katabolisme, yg menyatu menjadi produk tunggal
• Asam Glutamat yang terbentuk berperan untuk menyampaikan gugus amino kepada lintas biosintetik
• Hasil buangan bernitrogen dibentuk dan dikeluarkan dari tubuh
• α Ketoglutarat merupakan senyawa umum penerima gugus amino dari kebanyakan asam amino
* DEAMINASI OKSIDATIF
• PERUBAHAN OKSIDATIF ASAM AMINO MENJADI ASAM α KETO DAN TERJADI DALAM HATI DAN GINJAL
• DEAMINASI OKSIDATIF INI DIKATALISIR OLEH ENZIM ASAM AMINO OKSIDASE YANG MERUPAKAN FLAVOPROTEIN YG TEREDUKSI (FAD)
• FAD YG TEREDUKSI INI DIOKSIDASI SECARA LANGSUNG OLEH OKSIGEN MENJADI H2O2
• HASIL YG TOKSIK (H2O2) DIPECAH MENJADI H2O DAN O2 OLEH KATALASE, YG TERDAPAT DALAM JARINGAN KHUSUSNYA HATI.
DEAMINASI OKSIDATIF
Asam amino oksidase
Asam a amino FAD FADH2 Asam a amino
H2O
H2O2 O2 NH4
½ O2
Katalase Asam α Keto H2O
* SIKLUS UREA• JALAN UTAMA EKSKRESI NITROGEN PADA MANUSIA ADALAH
SEBAGAI UREA YANG DISINTESIS DALAM HATI, MASUK KE DALAM DARAH DAN DIEKSKRESI OLEH GINJAL
• MOLEKUL ORNITIN BERGABUNG DENGAN SATU MOLEKUL NH3 DAN SATU MOLEKUL CO2 MEMBENTUK SITRULIN
• MOLEKUL KE DUA ADALAH AMONIA ( NH3) DITAMBAHKAN KE SITRULIN MEMBENTUK ARGININ, YANG KEMUDIAN TERHIDROLISIS MENGHASILKAN UREA, DENGAN PEMBENTUKAN KEMBALI MOLEKUL ORNITIN
• AMONIA DIHASILKAN DALAM JUMLAH YANG BESAR PADA JARINGAN OLEH BAKTERI USUS, DARI PROTEIN MAKANAN, DAN AMONIA INI DISERAP DARI USUS KE DALAM DARAH VENA PORTA
• DALAM KEADAAN NORMAL HATI SEGERA MEMBUANG AMONIA DARI DARAH VENA PORTA, SEHINGGA DARAH YG MENINGGAL KAN VENA PORTA BEBAS AMONIA.
(darah yg menuju hati mengandung amonia, dan darah yg meninggal kan hati bebas amonia)
SIKLUS UREA
Arginin NH4
Sitrulin Urea SIKLUS UREA
Ornitin
NH3 + CO2
* PEMBENTUKAN AMONIA
• AMONIA TOKSIK PADA SISTEM SYARAF PUSAT (OTAK) KADAR AMONIA OTAK MENINGKAT, DAPAT MENYEBABKAN HALU
SINASI, BICARA NGELANTUR, GANGGUAN PENGLIHATAN, BAH KAN SAMPAI KOMA HEPATIKUM
• AMONIA SEGERA DIANGKUT DAN DIHILANGKAN DARI JARINGAN
PERIFER MENUJU HATI DAN GINJAL, YAITU DENGAN MENGUBAH NYA MENJADI SENYAWA YG TDK BERACUN
• PADA BANYAK JARINGAN, TERMASUK OTAK, AMONIA BERSENYA WA DG GLUTAMAT SECARA ENZIMATIS, MENGHASILKAN GLUTA MIN OLEH AKTIVITAS ENZIM GLUTAMIN SINTETASE
GLUTAMIN YG TERBENTUK MERUPAKAN SENYAWA NETRAL DAN TIDAK BERACUN. GLUTAMIN DIANGKUT OLEH DARAH KE HATI UNTUK DIEKSKRESI
• ATP + NH4+ + glutamat ADP + Pi + glutamin + H+
Glutamin sintetase
* BIOSINTESIS LIPID• BIOSINTESIS ASAM LEMAK TERJADI DALAM SITOSOL, SEDANG
OKSI DASI ASAM LEMAK TERJADI DALAM MITOKONDRIA
• ASAM LEMAK YANG TERBENTUK DALAM SITOSOL, DIGUNAKAN SE BAGAI UNIT PEMBANGUN UNTUK MEMBUAT TRIASILGLISEROL / FOSFOLIPID
• PREKURSOR UNIT (2 KARBON) RANTAI ASAM LEMAK, DAN MERUPA KAN TURUNAN MALONAT ADALAH MALONIL Co. A.
COO – COO –
CH2 CH2
COO – C = S – Co. A.
O
malonat malonil Co. A.
BIOSINTESIS LIPID (asam palmitat C16)
• PIRUVAT MENGALAMI OKSIDASI MENJADI ASETIL Co.A. DALAM SITOSOL, DAN ASETIL Co.A. MEMASUKI MITOKONDRIA
ASETIL Co.A. INTRAMITOKONDRIA BEREAKSI DENGAN OKSALO ASETAT MEMBENTUK SITRAT OLEH AKTIVITAS ENZIM SITRAT SINTETASE
• SATU MOLEKUL ASETIL Co.A. (ASAM LEMAK TEROKSIDASI) DAN 7 MOLEKUL ASAM MALONAT (C3, DALAM BENTUL MALONIL Co.A.) MEMBENTUK SUATU MOLEKUL ASAM PALMITAT (C16) DAN DILEPASKAN 7 MOLEKUL CO2
• TENAGA PEREDUKSI UNTUK REAKSI PEMBENTUKAN TULANG PUNGGUNG HIDROKARBON BERIKATAN TUNGGAL PADA ASAM LEMAK ADALAH NADPH
ASETIL Co.A. + 7 MALONIL – S – Co.A. + 14 NADPH + 20 H+
CH3(CH2)14COOH + 7 CO2 + 8 Co.A. – SH + 14 NADP+ + 6 H2O
* BIOSINTESIS ASAM AMINO• ASAM AMINO DAN ASAM NUKLEAT, MENGANDUNG ATOM
NITROGEN, YANG BERASAL DARI SUMBER BIOLOGIS YANG SAMA
• ASAM AMINO ADALAH PREKURSOR DALAM BIOSINTESIS NUKLEO TIDA
ASAM AMINO DAN NUKLEOTIDA BERHUBUNGAN SATU SAMA LAIN (keduanya merupakan unit dasar penurunan sifat)
• NUKLEOTIDA MERUPAKAN UNSUR PENYANDI ASAM NUKLEAT, BERSIFAT ESENSIAL PADA PEMELIHARAAN DAN PEMINDAHAN INFORMASI GENETIK
• ASAM AMINO MERUPAKAN UNIT PEMBANGUN PROTEIN YANG DIBUTUHKAN UNTUK EKSPRESI INFORMASI GENETIK
• LINTAS BIOSINTETIK ( yang menghasilkan 20 asam amino protein dan 8 nukleotida asam nukleat) BERSIFAT KOMPLEKS
• KARENA ASAM AMINO DAN NUKLEOTIDA DIBUTUHKAN DALAM JUMLAH RELATIF KECIL, MAKA ALIRAN BIOSINTETIKNYA TIDAK SEBESAR BIOSINTETIK KARBOHIDRAT DAN LIPID
• BIOSINTESIS PROTEIN DAN ASAM NUKLEAT HARUS DIATUR DAN DIKOORDINASI SATU SAMA LAINNYA
BIOSINTESIS ASAM AMINO NON ESENSIAL
• PREKURSOR TULANG PUNGGUNG ASAM AMINO NON ESENSIAL
ADALAH ASAM α – KETO (berasal dari siklus Kreb’s) YANG GUGUS AMINONYA DILENGKAPI DENGAN REAKSI TRANSAMINASI DARI GLUTAMAT, DIKATALISIS OLEH ENZIM TRANSAMINASE (mengan dung piridoksal fosfat / vitamin B6 sebagai gugus prostetiknya dan membawa sementara gugus amino dari senyawa donor yaitu asam – α – amino menuju senyawa penerima gugus amino yaitu asam α – keto)
• GLUTAMAT, GLUTAMIN DAN PROLIN, MENGAMBIL BAGIAN DALAM LINTAS BIOSINTETIK BERSAMA, YANG IDENTIK PADA SEMUA BENTUK KEHIDUPAN
• NH4 + α – KETOGLUTARAT + NADPH L – GLUTAMAT + NADP+ + H2O
• GLUTAMAT DIBENTUK DARI AMONIA DAN α – KETOGLUTARAT DI KATALISIS OLEH ENZIM L – GLUTAMAT DEHIDROGENASE DE NGAN ENERSI PEREDUKSI NADPH (Glutamat adalah donor gugus amino melalui reaksi transaminasi, enzim L – glutamat dehidrogenase terletak di matriks mitokondria)
BIOSINTESIS ASAM AMINO NON ESENSIAL(GLUTAMAT, GLUTAMIN DAN PROLIN)
• GLUTAMIN DIBENTUK DARI GLUTAMAT MELALUI KERJA ENZIM GLUTAMIN SINTETASE
Glutamat + NH4 + ATP Glutamin + ADP + Pi + H+
• REAKSI INI PENTING DALAM METABOLISME ASAM AMINO, KARE NA MERUPAKAN LINTAS UTAMA UNTUK MENGUBAH AMONIA BEBAS (BERACUN) MENJADI GLUTAMIN (TIDAK BERACUN) DAN DIANGKUT KE DALAM DARAH
• PROLIN (suatu senyawa siklik turunan Glutamat) DIBUAT DARI REDUKSI GLUTAMAT MENJADI SENYAWA γ – SEMIALDEHID, YANG SELANJUTNYA REDUKSI LEBIH LANJUT MENJADI PROLIN
glutamat kinase H2O prolin karboksilat reduktase
Glutamat α - Semialdehid Pirolin 5 - karboksilat Prolin NADPH NADP+
• GLUTAMIN DIBENTUK DARI GLUTAMAT MELALUI KERJA ENZIM GLUTAMIN SINTETASE
Glutamat + NH4 + ATP Glutamin + ADP + Pi + H+
• REAKSI INI PENTING DALAM METABOLISME ASAM AMINO, KARE NA MERUPAKAN LINTAS UTAMA UNTUK MENGUBAH AMONIA BEBAS (BERACUN) MENJADI GLUTAMIN (TIDAK BERACUN) DAN DIANGKUT KE DALAM DARAH
• PROLIN (suatu senyawa siklik turunan Glutamat) DIBUAT DARI REDUKSI GLUTAMAT MENJADI SENYAWA γ – SEMIALDEHID, YANG SELANJUTNYA REDUKSI LEBIH LANJUT MENJADI PROLIN
glutamat kinase H2O prolin karboksilat reduktase
Glutamat α - Semialdehid Pirolin 5 - karboksilat Prolin NADPH NADP+
• GLUTAMIN DIBENTUK DARI GLUTAMAT MELALUI KERJA ENZIM GLUTAMIN SINTETASE
Glutamat + NH4 + ATP Glutamin + ADP + Pi + H+
• REAKSI INI PENTING DALAM METABOLISME ASAM AMINO, KARE NA MERUPAKAN LINTAS UTAMA UNTUK MENGUBAH AMONIA BEBAS (BERACUN) MENJADI GLUTAMIN (TIDAK BERACUN) DAN DIANGKUT KE DALAM DARAH
• PROLIN (suatu senyawa siklik turunan Glutamat) DIBUAT DARI REDUKSI GLUTAMAT MENJADI SENYAWA γ – SEMIALDEHID, YANG SELANJUTNYA REDUKSI LEBIH LANJUT MENJADI PROLIN
glutamat kinase H2O prolin karboksilat reduktase
Glutamat α - Semialdehid Pirolin 5 - karboksilat Prolin NADPH NADP+
• GLUTAMIN DIBENTUK DARI GLUTAMAT MELALUI KERJA ENZIM GLUTAMIN SINTETASE
Glutamat + NH4 + ATP Glutamin + ADP + Pi + H+
• REAKSI INI PENTING DALAM METABOLISME ASAM AMINO, KARE NA MERUPAKAN LINTAS UTAMA UNTUK MENGUBAH AMONIA BEBAS (BERACUN) MENJADI GLUTAMIN (TIDAK BERACUN) DAN DIANGKUT KE DALAM DARAH
• PROLIN (suatu senyawa siklik turunan Glutamat) DIBUAT DARI REDUKSI GLUTAMAT MENJADI SENYAWA γ – SEMIALDEHID, YANG SELANJUTNYA REDUKSI LEBIH LANJUT MENJADI PROLIN
glutamat kinase H2O prolin karboksilat reduktase
Glutamat α - Semialdehid Pirolin 5 - karboksilat Prolin NADPH NADP+
• GLUTAMIN DIBENTUK DARI GLUTAMAT MELALUI KERJA ENZIM GLUTAMIN SINTETASE
Glutamat + NH4 + ATP Glutamin + ADP + Pi + H+
• REAKSI INI PENTING DALAM METABOLISME ASAM AMINO, KARE NA MERUPAKAN LINTAS UTAMA UNTUK MENGUBAH AMONIA BEBAS (BERACUN) MENJADI GLUTAMIN (TIDAK BERACUN) DAN DIANGKUT KE DALAM DARAH
• PROLIN (suatu senyawa siklik turunan Glutamat) DIBUAT DARI REDUKSI GLUTAMAT MENJADI SENYAWA γ – SEMIALDEHID, YANG SELANJUTNYA REDUKSI LEBIH LANJUT MENJADI PROLIN
glutamat kinase H2O prolin karboksilat reduktase
Glutamat α - Semialdehid Pirolin 5 - karboksilat Prolin NADPH NADP+
BIOSINTESIS ASAM AMINO NON ESENSIAL(ALANIN, ASPARTAT DAN ASPARGIN)
• ALANIN ASPARTAT DAN ASPARGIN, DISINTESIS DARI SENYAWA METABOLIT SENTRAL, YAITU PIRUVAT DAN OKSALOASETAT
• ALANIN DAN ASPARTAT BERASAL DARI PIRUVAT DAN OKSALO ASETAT YANG DILENGKAPI DENGAN TRANSAMINASI DARI GLU TAMAT
GLUTAMAT + PIRUVAT α KETOGLUTARAT + ALANIN (GPT)
GLUTAMAT + OKSALOASETAT α KETOGLUTARAT + ASPARTAT (GOT)
• ASPARGIN, DISINTESIS DARI GUGUS AMINO DARI GUGUS AMIDA GLUTAMIN, MENJADI GUGUS β – KARBOKSIL ASPARTAT OLEH ENZIM ASPARGIN SINTETASE DAN TERGANTUNG PADA ATP
GLUTAMIN + ASPARTAT + ATP + H2O ASPARGIN SINTETASE
GLUTAMAT + ASPARGIN + AMP + PPi
BIOSINTESIS ASAM AMINO (TIROSIN)
• TIROSIN DISINTESIS DARI ASAM AMINO ESENSIAL FENILALANIN, MELALUI HIDROKSILASI PADA POSISI 4 GUGUS FENIL OLEH ENZIM FENILALANIN OKSIGENASE YANG JUGA IKUT SERTA DALAM DEGRADASI FENILALANIN
• NADPH ADALAH KOPEREDUKSI MOLEKUL OKSIGEN (fenilalanin oksigenase adalah suatu monooksigenase / oksidase berfungsi ganda)
DEGRADASI
• FENILALANIN OKSIGENASE
• FENILALANIN + NADPH + H+ + O2 TIROSIN + NADP+ + H2O
BIOSINTESIS ASAM AMINO SISTEIN
• SISTEIN DISINTESIS DARI METIONI (ASAM AMINO ESENSIAL) DAN SERIN (ASAM AMINO NON ESENSIAL)
PADA SINTESIS SISTEIN INI, METIONIN MEMBERIKAN ATOM S (sulfur) DAN SERIN MEMBERIKAN KERANGKA KARBON ( C )
• METIONIN DIUBAH MENJADI S – ADENOSILMETIONIN OLEH REAKSI YANG MENGGUNAKAN ATP
L – METIONIN + ATP + H2O S – ADENOSIL METIONIN + PPi + Pi
• GUGUS ADENOSIL BERPERAN SEBAGAI PEMBAWA MOLEKUL METIONIN
• GUGUS METIL PADA METIONIN BERSIFAT SANGAT REAKTIF DAN DIPINDAHKAN SECARA ENZIMATIK KE BERBAGAI SENYAWA PE NERIMA GUGUS METIL, MENINGGALKAN S – ADENOSIL HOMO SISTEIN SEBAGAI PRODUK DIMETILASI
S – ADENOSIL METIONIN + PENERIMA GUGUS METIL
S – ADENOSIL HOMOSISTEIN + PENERIMA TERMETILASI
BIOSINTESIS ASAM AMINO SISTEIN• HOMOSISTEIN BEBAS DIBENTUK OLEH REAKSI:
S – ADENOSIL HOMOSISTEIN + H2O ADENOSIN + HOMOSISTEIN
• HOMOSISTEIN AKAN BEREAKSI DENGAN SERIN, MENGHASILKAN SISTATIONIN DAN DIKATALISIS OLEH ENZIM SISTATIONIN β SINTE TASE
SISTATIONIN β SINTETASE
HOMOSISTEIN + SERIN SISTATIONIN + H2O
• ENZIM SISTATIONIN γ – LIASE (enzim piridoksal fosfat / enzim yang diaktifkan oleh vitamin B6) MENGKATALISIS PEMINDAHAN AMONIA DAN MEMBELAH SISTATIONIN MENGHASILKAN SISTEIN BEBAS
SISTATIONIN + H+ α – KETOBUTIRAT + NH4+ + SISTEIN
• PENGGANTIAN GUGUS – OH PADA SERIN DENGAN SUATU GUGUS SH YANG BERASAL DARI METIONIN UNTUK MEM BENTUK SISTEIN
BIOSINTESIS ASAM AMINO SERIN DAN GLISIN• SERIN ADALAH PREKURSOR GLISIN
3 – FOSFOGLISERAT (senyawa antara glikolisis) GUGUS α – HIDROKSILNYA DIOKSIDASI OLEH NAD+ MENGHASILKAN 3 – FOSFOHIDROKSI PIRUVAT
• TRANSAMINASI DARI GLUTAMAT MENGHASILKAN 3 – FOSFOSE RIN MENGALAMI HIDROLISIS OLEH ENZIM FOSFOSERIN FOSFATASE MENGHASILKAN SERIN BEBAS
• SERIN (C3) MERUPAKAN PREKURSOR GLISIN (C2) MELALUI PENARIKAN 1 ATOM C PADA POSISI β / 3
REAKSI INI DIKATALISIS OLEH ENZIM YANG MEMERLUKAN KOENZIM TETRAHIDROFOLAT (bentuk aktif dari asam folat yang merupa kan anggota dari vitamin B kompleks)
TETRAHIDROFOLAT ADALAH SENYAWA PENERIMA ATOM C β DARI SERIN, PADA PEMECAHAN SERIN MENJADI GLISIN
• ATOM KARBON YANG DIPINDAHKAN DARI SERIN MEMBENTUK JEMBATAN METILEN DIANTARA ATOM NITROGEN 5 DAN 10 PADA TETRAHIDROFOLAT, MENGHASILKAN N5, N10 – METILENTETRAHIDROFOLAT (reaksi berjalan reversible / dapat balik)
BIOSINTESIS LIPID (asam palmitat C16) membran dalam mitokondriaMatriks mitokondria sitosol
Oksidasi pembawa trikarboksilatpiruvat sitrat sitrat
Co.A. ATP + Co.A.
Asetil Co.A. ADP + Pi + Asetil Co.A.
Oksaloasetat Oksaloasetat NADH + H+ NADH + H+
NAD+ NAD+
sintesis Asam lemak
Malat Malat
* BIOSINTESIS LIPID (asam palmitat C16)
ASETIL Co.A. YANG DIGUNAKAN PADA METABOLISME, DIBENTUK DARI :•OKSIDASI ASAM PIRUVAT DAN ADA DI DALAM MITOKONDRIA•OKSIDASI ASAM LEMAK• DEGRADASI KERANGKA KARBON ASAM AMINO
ASETIL Co.A. DALAM MITOKONDRIA BEREAKSI DENGAN OKSALO ASETAT MEMBENTUK SITRAT OLEH AKTIVITAS ENZIM SITRAT SINTE TASE sitrat sintetase
asetil Co. A. + Oksaloasetat + H2O Sitrat + Co.A. + H+
SITRAT YANG TERBENTUK KELUAR MATRIKS MITOKONDRIA, ME NUJU SITOSOL, MENEMBUS MEMBRAN MITOKONDRIA, SELANJUT NYA MASUK KE DALAM SISTEM TRANSPORT TRIKARBOKSILAT
ASETIL Co. A. TIDAK DAPAT MENEMBUS MEMBRAN MITOKONDRIA
BIOSINTESIS LIPID (asam palmitat C16)
• SITRAT BEREAKSI DENGAN Co.A. SITOSOL DAN ATP, MENGHASIL KAN ASETIL Co.A. SITOSOL, OLEH AKTIVITAS ENZIM SITRAT LIASE (enzim pemecah sitrat) MEMBENTUK OKSALOASETAT
sitrat liase
Sitrat + ATP + Co.A. Asetil Co.A. + ADP + Pi + Oksaloasetat
• OKSALOASETAT YANG TERBENTUK, TIDAK DAPAT KEMBALI KE MITOKONDRIA
UNTUK DAPAT KEMBALI KE MATRIKS MITOKONDRIA, OKSALO ASETAT DIREDUKSI DULU MENJADI MALAT (oleh Malat sitosolik dehidrogenase) YANG SELANJUTNYA DIOKSIDASI KEMBALI MENJA DI OKSALOASETAT
• SETELAH ASETIL Co.A. TERBENTUK DI DALAM SITOSOL, SELAN JUTNYA MENGALAMI KARBOKSILASI MENGHASILKAN MALONIL Co.A. (prekursor 14 atom C dari 16 atom C asam Palmitat yang dikatali sis oleh enzim Asetil Co.A. karboksilase)
BIOSINTESIS LIPID (asam palmitat C16)
Asetil Co.A. karboksilase
ATP + Asetil Co. A. + CO2 + H2O Malonil Co.A. + ADP + Pi + H+
CO2 YANG MASUK KE DALAM REAKSI, MENJADI GUGUS KARBOK SILAT BEBAS DARI MALONIL Co.A.
ASETIL Co.A. KARBOKSILASE ADALAH ENZIM YANG SANGAT KOM PLEKS YANG MENGANDUNG BIOTIN (komponen aktif biosidin ) SEBAGAI GUGUS PROSTETIKNYA, YANG TERIKAT SECARA KOVALEN OLEH IKATAN AMIDA
• ASETIL Co.A. KARBOKSILASE ADALAH ENZIM PENGATUR, DAN RE AKSI YANG DIKATALISIS ADALAH TAHAP KECEPATAN BIO SINTESIS ASAM LEMAK
• MODULATOR POSITIF UTAMANYA ADALAH SITRAT, YANG MENGUBAH ENZIM MENJADI POLIMER DENGAN AKTIVITAS TING GI (jika konsentrasi sitrat dalam mitokondria meningkat, yang terjadi karena terjadi pembentukan asetil Co.A. dan ATP dengan kecepatan tinggi, maka sitrat akan keluar dari mitokondria dan menjadi prekursor Asetil Co.A. sitosol dan terjadi aktivasi enzim Asetil Co.A. karboksilase)
BIOSINTESIS ASAM LEMAK BERANTAI PANJANG DARI PREKURSOR AS. PALMITAT
• ASAM PALMITAT ADALAH PRODUK NORMAL SISTEM ASAM LEMAK SINTETASE (sistem sintesis asam lemak) DI DALAM SEL DAN MERUPAKAN PREKURSOR ASAM LEMAK BERANTAI PANJANG LAINNYA
• PERPANJANGAN AS. PALMITAT (C16) MEMBENTUK AS. STEARAT (C18) ATAU ASAM LEMAK BERANTAI PANJANG LAINNYA, TERJADI PADA RETIKULUM ENDOPLASMIK DAN MITOKONDRIA
• AS. PALMITAT DAN AS. STEARAT SELANJUTNYA MENJADI PREKURSOR ASAM LEMAK TIDAK JENUH (mengandung 1 ikatan rangkap pada atom C ke 9 / asam ώ 9 ) DAN YANG PALING BANYAK DIJUMPAI PADA JARINGAN ADALAH AS. PALMITOLEAT (C16) DAN AS. OLEAT (C18)
• AS. LINOLEAT (asam lemak esensial, yang mempunyai ikatan rangkap 2 buah pada atom C 9 dan C 12) ADALAH TERMASUK AS. ώ 9 DAN ASAM ώ 12
ASAM α – LINOLEAT (ikatan rangkap pada atom C 9, 12 dan 15 / asam ώ 9, ώ 12, ώ 15)
ASAM – ASAM LEMAK INI PERLU ADA DALAM MAKANAN, KARENA JIKA TUBUH KEKURANGAN ASAM LEMAK INI MENYEBABKAN DERMATITIS
• ASAM LEMAK LINOLEAT DALAM TUBUH DIUBAH MENJADI ASAM ARAHIDONAT, YANG MERUPAKAN PREKURSOR PROSTAGLANDIN DAN TROMBOKSAN (senyawa serupa hormon, yang mengatur berbagai fungsi tubuh)
* BIOSINTESIS TRIGLISERIDA• DIATUR OLEH HORMON INSULIN
• PADA ORANG DEWASA NORMAL, BIOSINTESIS DAN OKSIDASI TRI GLISERIDA TERJADI BERSAMAAN DALAM KEADAAN SEIMBANG, SEHINGGA JUMLAH LEMAK TUBUH RELATIF KONSTAN
• KARBOHIDRAT, LIPID DAN PROTEIN DIKONSUMSI DALAM JUMLAH BERLEBIH DI ATAS KEBUTUHAN ENERSI NORMAL, MAKA KELEBIHAN KALORI INI AKAN DISIMPAN SEBAGAI TRIGLISERIDA (karbohidrat, dan rantai karbon asam amino dapat meningkatkan asetil Co. A. yang diperlukan bagi biosintesis asam lemak dan trigliserida)
• KELEBIHAN LEMAK YANG DISIMPAN DENGAN CARA INI DAPAT DIMANFAATKAN UNTUK ENERSI DAN MENYEBABKAN TUBUH DAPAT BERTAHAN PADA SAAT PUASA
• KECEPATAN METABOLISME TRIGLISERIDA INI JUGA DIPENGARUHI OLEH SEKRESI HORMON HYPOFISIS, KORTEKS KELENJAR ADRENALIN DAN GLUKAGON
• PENDERITA DIABETES MELITUS TIDAK MAMPU MENGGUNAKAN GLUKOSA SECARA NORMAL, TIDAK DAPAT MENSINTESIS ASAM LEMAK DAN TRIGLISERIDA DARI KARBOHIDRAT DAN ASAM AMINO
BIOSINTESIS KOLESTEROL
• PADA URUTAN REAKSI SELANJUTNYA, 3 GUGUS DIIKATKAN PADA MEVALONAT
MEVALONAT YANG TERFOSFORILASI INI AKAN KEHILANGAN GUGUS KARBOKSIL DAN SEPASANG ATOM H+, MENGHASILKAN ISOPENTEIL PIROFOSFAT (bentuk aktivasi unit isoprena)
• GUGUS – GUGUS ISOPENTEIL SELANJUTNYA BERGABUNG DE NGAN MEMBEBASKAN GUGUS BPIROFOSFATNYA MENGHASIL KAN HIDROKARBON “SKUALEN” (mempunyai 30 atom C, 24 pada rantai dan 6 berbentuk cabang metil)
• SKUALEN MENGALAMI REAKSI ENZIMATIK MEMBENTUK LANO STEROL (mempunyai 4 cincin terkondensasi / merupakan karakteristik dari steroid)
• LANOSTEROL DIUBAH MENJADI KOLESTEROL• KOLESTEROL SEBAGAI KOMPONEN PENTING PADA MEMBRAN
SEL DAN LIPOPROTEIN PLASMA (selimut sel dari tekanan suhu rendah)
• PREKURSOR SENYAWA STEROID GARAM EMPEDU DAN BERBAGAI HORMON STEROID (hormon kelamin wanita dan pria)
* BIOSINTESIS KOLESTEROL
• KOLESTEROL DISINTESIS DARI ASETIL Co.A. DAN DIHASILKAN ASAM MEVALONAT
tiolase
Asetil Co.A. + Asetil Co.A. Asetoasetil Co.A. + Co.A
sintase
Asetoasetil Co.A + Asetil Co.A. + H2O 3–Hidroksi–3–metilglutaril Co.A.
+
Co. A.
+
H+
3–hidroksil–3metilglutaril–Co.A. + 2NADPH 3 2H+ hidroksi metil glutaril Co.A.
reduktase
mevalonat + Co.A + 2NADP+