Transcript
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
top related