Kuliah METABOLISME KH.ppt

Retno Sintowati,dr

1

SIKLUS ASAM SITRAT OKSIDASI PIRUVAT ASETIL-KOA GLIKOLISIS GLIKOGENESIS GLIKOGENOLISIS HEXOSE MONOPHOSPHAT SHUNT GLUKONEOGENESIS JALAN2 MINOR PD METABOLISME

GLUKOSA

2

KH Lemak Asetil-KoA KoA Protein C2

Oksaloasetat Sitrat C4 C6

CO2 CO23

Jalan metabolisme bersama (oksidasi KH, protein, lemak)

Oksaloasetat peranan katalitik Bersifat amfibolik siklus asam sitrat

sbg sumber2 molekul utk proses2 anabolik yaitu sintesis : asam lemakAsam aminoGlukosa (glukoneogenesis)

4

Glikogen asam lemak steroid

Glukosa kolesterol

Piruvat Asetil-KoA Asetoasetil-KoA

TCA cycle tttc benda

keton

Laktat As.amino CO2 As.amino5

Suatu rangkaian mekanisme dalam mitokondria yg melakukan oksidasi residu asetil, membebaskan ekuivalen hidrogen/pereduksi yg pd oksidasi mengakibatkan pelepasan & penangkapan sebagian besar energi bebas dari bahan bakar jaringan, dlm bentuk ATP

Residu asetil asetil-KoA /asetat aktif (CH3-CO~S-KoA)

6

1 mol glukosa CO2 + H2O(kalorimeter) timbul panas ±2870 KJ

Dalam jaringan sebagian panas (1398 KJ) diikat fosfat berenergi tinggi/ATP

1 mol glukosa CO2+H2O+38 ATP 1 ATP ~ 36,8 KJ ATP dibentuk dr :

Fosforilasi oksidatif dari reoksidasi koenzim tereduksi oleh rantai pernafasan

Fosforilasi pada tingkat substrat Rantai pernafasan (di mitokondria):

rangkaian enzim dan zat pengemban yg bertanggung jawab utk membawa ekuivalen pereduksi dari substrat ke molekul oksigen

7

Pertukaran energi bebas yg sebanding dg kecenderungan reaktan utk melepas/ menerima elektron pd reaksi redoks

Pd rantai pernafasan (RP) enzim2 utama tersusun menurut potensial redoks yg meningkat. Elektron mengalir melalui RP scr bertahap dr unsur yg lebih elektron Θ oksigen yg lebih elektron (+)

Tak semua substrat dihub dg RP melalui NAD (mis. Suksinat) ok potensial redoksnya > (+) dibanding NAD langsung ke FAD sitokrom RP.

8

Bila substrat dioksidasi melalui NAD 3 mol P anorganik bergabung dg 3 mol NAD 3 mol ATP

Bila tak lewat NAD tp langsung ke FAD dibtk 2 mol ATP

Bila tdk lewat RP (hanya di substrat yi suksinil-KoA suksinat) 1 mol ATP

9

10

11

Setiap mol asetil-KoA (1 lingkaran siklus di RP) : 3 mol NADH 3x3 ikatan P 9 ATP 1 mol FADH2 1x2 ikatan P 2 ATP Di tingkat substrat (suksinil-KoAsuksinat)

1 mol GTP ~ 1 ATP Total = 9+2+1 = 12 ATP Enzim-enzim :

NADH 1. Isositrat dehidrogenase2. α-ketoglutarat dehidrogenase3. malat dehidrogenase

FADH2 suksinat dehidrogenaseSubstrat suksinat tiokinase

12

Mineral-mineral yg berperan dlm TCAC : Fe2+, Mn2+, Mg2+

Inhibitor :FluoroasetatArsenit Lokasi penghambatan pd

Rx ?Malonat

Semua enzim TCAC jg ditemukan di luar mitokondria, kecuali : α-ketoglutarat dehidrogenase suksinat dehidrogenase

piruvat dehidrogenase :bukan enzim TCAC, hanya ada di mitokondria

13

Dekarboksilasi α-ketoglutarat (perub α- ketoglutarat Suksinil-KoA) dg enz kompleks α-ketoglutarat dehidrogenase

14

15

Keterlibatan siklus asam sitrat dalam transaminasi glukoneogenesis

16

17

Mencakup jalan :Glukoneogenesis, transaminasi dan

deaminasiSintesis asam lemak

1.Glukoneogenesis, transaminasi & deaminasiUnsur2 kimia dari sitrat s/d oksaloasetat berpotensi glukogenik (hati & ginjal)

Laktat substrat penting u/ glukoneogenesis

AlaninAspartat reaksi transaminasi

(bolak-balik)Glutamat

18

19

20

21

22

Glikogen ↕ Glukosa 1-fosfat ↕ Glukosa ↔ glukosa 6-fosfat Jalan heksosa

monofosfat Fruktosa 1,6-bisfosfat ↕ 3 CO2 Triosa fosfat ↔ gliserol ↕ Fosfoenolpiruvat Laktat Piruvat CO2 Asetil-KoA Oksaloasetat Propionat TCAC sitrat CO2 CO2 Α-ketoglutarat

23

Pengertian: Glikogen Glikogenolisis

glikogenolisis (otot) glikogenesis Glukosa Glikolisis glikolisis Piruvat dan asam laktat

24

1. Glikolisis : oksidasi glukosa/glikogen mjd piruvat dan laktat mll jalur rx EMP

2. Glikogenesis : sintesis glikogen dari glukosa3. Glikogenolisis : pemecahan glikogen dg hsl

utama glukosa (dlm hepar) dan laktat & piruvat (dlm otot)

4. Glukoneogenesis : sintesis glukosa/glikogen dr bahan non KH ( As.amino glukogenik, as.lemak, as.laktat, gliserol)

5. Siklus Asam Sitrat =siklus Krebs=TCA cycle= siklus asam trikarboksilat : merup rx umum dr KH,lemak,protein, setelah diubah mjd Asetil- KoA akan dioksidasi mjd CO2 dan H2O

6. Hexosa monophosphat shunt=siklus pentosa phosphat=Phosphogluconate oxidatif pathway

25

Glikolisis anaerob :Glikogen hilangLaktat dan piruvat timbul

Glikolisis aerob :Glikogen timbul lagiLaktat dan piruvat hilang (piruvat CO2 +

H2O) Glikolisis dalam eritrosit :

Aerob/anaerob selalu berakhir dg laktat

26

27

28

Glikolisis tjd di seluruh jaringan Reaksi glikolisis reversibel KECUALI

reaksi yang dikatalisis oleh : Heksokinase Fosfofruktokinase Piruvat kinase

Semua enzim jalan Embden-Meyerhof ada di luar mitokondria di sitosol

29

Jalan Reaksi dikatalis

oleh

Cara pembtkan

~P (oksidasi)

Jml ~P yg dihslkan

/mol glukosa

Glikolisis Gliseraldehid 3-P dehidrogenaseFosfogliserat kinasePiruvat kinaseKONSUMSI ATP pdHeksokinaseFosfofruktokinase

Piruvat dehidrogn

2 NADH (RP)

Tk substrat

Tk substrat

}

JUMLAH-2 NADH (RP)

6

2

2

-2

86

Siklus Krebs Isositrat dehidrogΑ-KG dehidrognSuksinat tioknseSuksinat dehidrgMalat dehidrogn

JML PERMOL GLUKOSA AEROB

2 NADH (RP)2 NADH (RP)Tk substrat2 FADH2 (RP)2 NADH (RP)

66246

38 ~P=38 ATP

30

Lintasan 2,3- bisfosfogliserat di dalam eritrosit

31

32

Glikogenesis tjd di semua jaringan Glikogen hati ± 6% berat basah ssdh

makan Glikogen otot ± 1% berat basah Glikogen otot sbr heksosa utk glikolisis

otot sendiri Glikogen hati pemeliharaan glukosa

darah

33

34

35

36

(C6)n + Pi (C)n-1 + glukosa 1-phosphat Fosfoglukomutase Glukosa 6-phosphat Glukosa 6-fosfatase (hati & ginjal) Glukosa

DARAH Glikogenolisis bukan mrpk kebalikan

glikogenesis, tp lintasan yg terpisah. Glukan transferase memindah unit trisakarida

dr 1 cab ke cab yg lain, shg ttk cab 16 terpajan.

Debranching enzyme : amilo 16 glukosidase.

37

Glikogenesis aktivasi dan inaktivasi glikogen sintase (kontrol glikogen sintase dalam otot)

Glikogenolisis aktivasi dan inaktivasi fosforilase (enzim glikogen fosforilase)

38

Penyimpanan herediter dg adanya deposisi glikogen dlm jaringan dg jenis dan kuantitas abnormal :

1.Glikogenosis tipe I/Peny. Von Gierke hipoglikemia penumpukan glikogen di

sel hati & tubuli kontorti Aktivitas glukosa6-fosfatase rendah / Θ

2.Glikogenosis tipe II/ Peny. Pompe Penumpukan glikogen di lisosom Defis α-1.4 & 1.6 glukosidase lisosomal

3.Glikogenosis tipe III/ Peny. Forbes/Cori Akumulasi polisakarida limit dekstrin Debranching enzyme Θ

39

4. Glikogenosis tipe IV/Peny Andersen Akumulasi polisakarida dg sedikit titik cabang Branching enzyme Θ

5. Glikogenosis tipe V/Syndr.Mc Ardle Glikogen abN tinggi di otot, tp laktat Θ Penurunan toleransi latihan fisik Defis fosforilase di otot, tp di hati N

6. Glikogenosis tipe VI/Peny. Hers Defis fosforilase di hati Cend.hipoglikemi, glikogen hati tinggi

7. Glikogenosis tipe VII/Peny. Tarui Defis. Fosfofruktokinase dlm otot dan SDM

8. Glikogenosis tipe VIII Defis.fosforilase kinase hati Defis.adenilat siklase & protein kinase yg tgt

cAMP40

41

Fungsi :Menyediakan NADPH utk sintesis reduktif di

luar mitokondriaMelengkapi ribosa utk sintesis nukleotida

dan asam nukleat Tempat proses :

Tidak di otot rangkaHati, jar adiposa, tiroid, testisKlj mammae laktasiEritrosit

Enzim : di bag larut sel (sitosol), di luar mitokondria

42

Rx : 3 G6-P + 6 NADP+ 2 G6-P + gliseraldehida3-P + 6 NADPH + 6H+ + 3 CO2

Beda HMS dan EMP :

1. HMS oksidasi pd rx pertama

2. CO2 tak dihasilkan di EMP

HMS dlm Eritrosit : NADPH

G-S-S-G ------------------------------ 2G-SH

(G teroksidasi) glutation reduktase(G tereduksi)

2G-SH + H2O2 ----------------------------- G-S-S-G+ 2H2O

glutation peroksidase + Selenium

Eritrosit : Bila defisiensi G6-PD NADPH (-) H2O2 tinggi,

oksidan tinggi eritrosit rapuh hemolisis Anemia hemolitika

Oksidan : fava beans,obat ( primakuin, aspirin, sulfonamid)

43

Jalan yang terkait :- siklus asam sitrat- kebalikan glikolisis

Substrat ytama :

- asam amino glukogenik

- laktat

- gliserol

- propionat Fungsi : memenuhi kebutuhan glukosa bila KH tak

cukup dalam makanan Organ utama yang terlibat : hati, ginjal

44

45

46