TUGAS BIOKIMIA
METABOLISME KARBOHIDRAT, ASAM AMINO, DAN LIPID
Disusun oleh:
Wijaya Kusuma Maheru
( 125130100111039 ) 2012
Getty Amura Lafali
( 125130101111019 ) 2012
Roviqotul Hidayah
( 125130101111020 ) 2012
Riski Nurhidayati
( 125130101111021 ) 2012
Ismi Lailatul Badriyah
(125130101111022 ) 2012
PROGRAM KEDOKTERAN HEWAN
UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANGKATA PENGANTAR
Segala puji syukur kami ucapkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa
yang telah memberikan hidayah serta taufiknya kepada penulis
sehingga dapat menyelesaikan makalah dengan judul Metabolisme
Karbohidrat, Asam Amino, dan Lipid sesuai dengan waktu yang
ditetapkan.
Dalam menyelesaikan makalah ini, penulis telah banyak
mendapatkan bantuan dari berbagai pihak, untuk itu pada kesempatan
ini penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada orang tua yang
telah memberikan dukungan dan motivasi terhadap penulis selama
pembuatan makalah ini, dan juga kepada ibu dosen yang telah banyak
memberikan bimbingan, arahan, serta saran hingga terselesainya
pembuatan makalah ini.
Seperti pepatah tak ada gading yang tak retak, demikian pula
dalam pembuatan makalah ini, penulis menyadari bahwa masih jauh
dari kesempurnaan. Untuk itu, kritik dan saran yang membangun
sangat penulis harapkan guna perbaikan makalah ini selanjutnya.
Akhir kata, semoga makalah ini bermanfaat bagi kita semua.
Amin.
Malang,Desember 2012
Tim penulis
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Dalam kehidupan sehari-hari kita melakukan aktivitas, baik yang
telah merupakan kebiasaan misalnya berdiri, berjalan, madi, makan
dan sebagainya atau yang hanya kadang-kadang saja kita
lakukan.Untuk melakukan aktivitas itu kita memerlukan energy.Energi
yang kita perlukan ini kita peroleh dari bahan makanan yang kita
makan.Pada umumnya bahan makanan itu mengandung tiga kelompok utama
senyawa kimia, yaitu karbohidrat, protein dan lemak atau lipid.
Di Indonesia bahan makanan pokok yang biasa kita makan ialah
beras, jagung, sagu dan kadang-kadang juga singkong atau ubi.Bahan
makanan tersebut berasal dari tumbuhan dan senyawa yang terkandung
di dalamnya sebagian besar adalah karbohidrat, yang terdapat
sebagai amilum atau pati.Karbohidrat ini tidak hanya terdapat
sebagai pati saja, tetapi terdapat pula sebagai pati saja, tetapi
terdapat pula sebagai gula misalnya dalam buah-buahan, dalam madu
lebh dan lain-lainnya. Protein dan lemak relative tidak begitu
banyak terdapat dalam makanan kita bila dibandingkan dengan
karbohidrat.
Protein dan lemak berperan juga sebagai sumber energy bagi tubuh
kita, tetapi karena sebagian besar makanan terdiri atas
karbohidrat, maka karbohidratlah yang terutama merupakan sumber
energy bagi tubuh.Di samping karbohidrat yang merupakan bahan
makanan bagi kita, ada pula karbohidrat yang tidak dapat kita makan
atau tidak berfungsi sebagai makanan, misalnya kayu, serat kapas
dan tumbuhan lain.Pada tumbuhan tersebut karbohidrat terdapat
sebagai selulosa, yaitu senyawa yang membentuk dinding sel
tumbuhan.Seratkapas dapat dikatakan seluruhnya terdiri atas
selulosa.Batang tebu terdiri juga atas selulosa, seangkan cairan
yang terasa manis yang terkandung pada batang tebu itu ialah gula
atau sukrosa.
Karbohidrat yang berasal dari makanan, dalam tubuh mengalami
perubahan atau metabolisme.Hasil metabolism karbohidrat antara lain
glukosa yang terdapat dalam darah, sedangkan glikogen adalah
karbohidrat yang disintesis dalam hati dan digunakan oleh sel-sel
pada jaringan otot sebagai sumber energy.Jadi ada bermacam-macam
senyawa yang termasuk dalam golongan karbohidrat ini.Dari
contoh-contoh tadi dapat diketahui bahwa amilum atau pati,
selulosa, glikogen, gula atau sukrosa dan glukosa merupakan
beberapa senyawa karbohidrat yang penting dalam kehidupan
manusia.
Energi yang terkandung dalam karbohidrat itu pada dasarnya
berasal dari energy matahari.Karbohidrat,dalam hal ini adalah
glukosa, dibentuk dari karbondioksida dan air dengan bantuan sinar
matahari dan klorofil pada daun.Selanjutnya glukosa yang terjadi
diubah menjadi amilum dan disimpan pada bagian lain, mislnya pada
buah atau umbi. Selain itu protein yang berasal dari asam amino
dipecah untuk membantu proses metabolism pertumbuhan dalam makhluk
hidup dan dibantu peranannya oleh lemak. Hubungan saling
keterkaitan antara metabolism karbohidrat, asam amino, dan protein
dirasakan pembuatan makalah ini sangat diperlukan untuk mengetahui
sistematik metabolisnya.
1.2 TUJUAN
1. Mengetahui metabolisme karbohidrat
2. Mengetahui metabolism asam amino
3. Mengetahui metabolism protein
BAB II
PEMBAHASAN2.1 METABOLISME
Lintasan metabolisme dapat digolongkan menjadi 3 kategori:1.
Lintasan anabolik (penyatuan/pembentukan)Ini merupakan lintasan
yang digunakan pada sintesis senyawa pembentuk struktur dan mesin
tubuh. Salah satu contoh dari kategori ini adalah sintesis
protein.2. Lintasan katabolik (pemecahan)Lintasan ini meliputi
berbagai proses oksidasi yang melepaskan energi bebas, biasanya
dalam bentuk fosfat energi tinggi atau unsur ekuivalen pereduksi,
seperti rantai respirasi dan fosforilasi oksidatif.3. Lintasan
amfibolik (persimpangan)Lintasan ini memiliki lebih dari satu
fungsi dan terdapat pada persimpangan metabolisme sehingga bekerja
sebagai penghubung antara lintasan anabolik dan lintasan katabolik.
Contoh dari lintasan ini adalah siklus asam sitrat (Siklus
Kreb).Karbohidrat, lipid dan protein sebagai makanan sumber energi
harus dicerna menjadi molekul-molekul berukuran kecil agar dapat
diserap. Berikut ini adalah hasil akhir pencernaan nutrien
tersebut: Hasil pencernaan karbohidrat: monosakarida terutama
glukosa Hasil pencernaan lipid: asam lemak, gliserol dan gliserida
Hasil pencernaan protein: asam aminoSemua hasil pencernaan di atas
diproses melalui lintasan metaboliknya masing-masing menjadi Asetil
KoA, yang kemudian akan dioksidasi secara sempurna melalui siklus
asam sitrat dan dihasilkan energi berupa adenosin trifosfat (ATP)
dengan produk buangan karbondioksida (CO2).Glukosa merupakan
karbohidrat terpenting. Dalam bentuk glukosalah massa karbohidrat
makanan diserap ke dalam aliran darah, atau ke dalam bentuk
glukosalah karbohidrat dikonversi di dalam hati, serta dari
glukosalah semua bentuk karbohidrat lain dalam tubuh dapat
dibentuk. Glukosa merupakan bahan bakar metabolik utama bagi
manusia dan bahan bakar universal bagi janin. Glukosa diubah
menjadi karbohidrat lain misalnya glikogen untuk simpanan, ribose
untuk membentuk asam nukleat, galaktosa dalam laktosa susu,
bergabung dengan lipid atau dengan protein, contohnya glikoprotein
dan proteoglikan.a) Jalur-jalur metabolisme karbohidratTerdapat
beberapa jalur metabolisme karbohidrat yaitu glikolisis, oksidasi
piruvat, siklus asam sitrat, glikogenesis, glikogenolisis serta
glukoneogenesis. Secara ringkas, jalur-jalur metabolisme
karbohidrat dijelaskan sebagai berikut: Glukosa sebagai bahan bakar
utama metabolisme akan mengalami glikolisis (dipecah) menjadi 2
piruvat jika tersedia oksigen. Dalam tahap ini dihasilkan energi
berupa ATP. Selanjutnya masing-masing piruvat dioksidasi menjadi
asetil KoA. Dalam tahap ini dihasilkan energi berupa ATP. Asetil
KoA akan masuk ke jalur persimpangan yaitu siklus asam sitrat.
Dalam tahap ini dihasilkan energi berupa ATP. Jika sumber glukosa
berlebihan, melebihi kebutuhan energi kita maka glukosa tidak
dipecah, melainkan akan dirangkai menjadi polimer glukosa (disebut
glikogen). Glikogen ini disimpan di hati dan otot sebagai cadangan
energi jangka pendek. Jika kapasitas penyimpanan glikogen sudah
penuh, maka karbohidrat harus dikonversi menjadi jaringan lipid
sebagai cadangan energi jangka panjang. Jika terjadi kekurangan
glukosa dari diet sebagai sumber energi, maka glikogen dipecah
menjadi glukosa. Selanjutnya glukosa mengalami glikolisis, diikuti
dengan oksidasi piruvat sampai dengan siklus asam sitrat. Jika
glukosa dari diet tak tersedia dan cadangan glikogenpun juga habis,
maka sumber energi non karbohidrat yaitu lipid dan protein harus
digunakan. Jalur ini dinamakan glukoneogenesis (pembentukan glukosa
baru) karena dianggap lipid dan protein harus diubah menjadi
glukosa baru yang selanjutnya mengalami katabolisme untuk
memperoleh energi.2.2 TAHAP METABOLISME KARBOHIDRAT a.
GlikolisisGlikolisis adalah katabolisme glukosa yang berlangsung di
dalam sitosol semua sel, menjadi:1. asam piruvat, pada suasana
aerob (tersedia oksigen)2. asam laktat, pada suasana anaerob (tidak
tersedia oksigen) Glukosa mengalami fosforilasi menjadi glukosa-6
fosfat dengan dikatalisir oleh enzim heksokinase atau glukokinase
pada sel parenkim hati dan sel Pulau Langerhans pancreas. ATP
diperlukan sebagai donor fosfat dan bereaksi sebagai kompleks
Mg-ATP. Satu fosfat berenergi tinggi digunakan, sehingga hasilnya
adalah ADP. (-1P)Glukosa + ATP------> glukosa 6-fosfat + ADP
Glukosa 6-fosfat diubah menjadi Fruktosa 6-fosfat dengan bantuan
enzim fosfoheksosa isomerase. Enzim ini hanya bekerja pada anomer
-glukosa 6-fosfat.-D-glukosa 6-fosfat -D-fruktosa 6-fosfat Fruktosa
6-fosfat diubah menjadi Fruktosa 1,6-bifosfat dengan bantuan enzim
fosfofruktokinase. ATP menjadi donor fosfat, sehingga hasilnya
adalah ADP.(-1P)-D-fruktosa 6-fosfat + ATP D-fruktosa 1,6-bifosfat
Fruktosa 1,6-bifosfat dipecah menjadi gliserahdehid 3-fosfat dan
dihidroksi aseton fosfat. Reaksi ini dikatalisir oleh enzim
aldolase (fruktosa 1,6-bifosfat aldolase). D-fruktosa 1,6-bifosfat
D-gliseraldehid 3-fosfat + dihidroksiaseton fosfat Gliseraldehid
3-fosfat dapat berubah menjadi dihidroksi aseton fosfat dan
sebaliknya (reaksi interkonversi). Reaksi bolak-balik ini
mendapatkan katalisator enzim fosfotriosa isomerase.D-gliseraldehid
3-fosfat dihidroksiaseton fosfat Gliseraldehid 3-fosfat dioksidasi
menjadi 1,3-bifosfogliserat dengan bantuan enzim gliseraldehid
3-fosfat dehidrogenase. Dihidroksi aseton fosfat bisa diubah
menjadi gliseraldehid 3-fosfat maka juga dioksidasi menjadi
1,3-bifosfogliserat.D-gliseraldehid 3-fosfat + NAD+ + Pi
1,3-bifosfogliserat + NADH + H+Atom-atom hidrogen yang dikeluarkan
dari proses oksidasi ini dipindahkan kepada NAD+ yang terikat pada
enzim. Pada rantai respirasi mitokondria akan dihasilkan tiga
fosfat berenergi tinggi. (+3P) Karena fruktosa 1,6-bifosfat yang
memiliki 6 atom C dipecah menjadi Gliseraldehid 3-fosfat dan
dihidroksi aseton fosfat yang masing-masing memiliki 3 atom C,
dengan demikian terbentuk 2 molekul gula yang masing-masing beratom
C tiga (triosa). Jika molekul dihidroksiaseton fosfat juga berubah
menjadi 1,3-bifosfogliserat, maka dari 1 molekul glukosa pada
bagian awal, sampai dengan tahap ini akan menghasilkan 2 x 3P = 6P.
(+6P) Pada 1,3 bifosfogliserat, fosfat posisi 1 bereaksi dengan ADP
menjadi ATP dibantu enzim fosfogliserat kinase. Senyawa sisa yang
dihasilkan adalah 3-fosfogliserat. 1,3-bifosfogliserat + ADP
3-fosfogliserat + ATPKarena ada dua molekul 1,3-bifosfogliserat,
maka energi yang dihasilkan adalah 2 x 1P = 2P. (+2P)
3-fosfogliserat diubah menjadi 2-fosfogliserat dengan bantuan enzim
fosfogliserat mutase. 2-fosfogliserat diubah menjadi fosfoenol
piruvat (PEP) dengan bantuan enzim enolase. Enolase dihambat oleh
fluoride. Enzim ini bergantung pada Mg2+ atau Mn2+.2-fosfogliserat
fosfoenol piruvat + H2O Fosfat pada PEP bereaksi dengan ADP menjadi
ATP dengan bantuan enzim piruvat kinase. Enol piruvat yang
terbentuk dikonversi spontan menjadi keto piruvat. Fosfoenol
piruvat + ADP piruvat + ATPKarena ada 2 molekul PEP maka terbentuk
2 molekul enol piruvat sehingga total hasil energi pada tahap ini
adalah 2 x 1P = 2P. (+2P) Jika tak tersedia oksigen (anaerob), tak
terjadi reoksidasi NADH melalui pemindahan unsur ekuivalen
pereduksi. Piruvat akan direduksi oleh NADH menjadi laktat dengan
bantuan enzim laktat dehidrogenase.Piruvat + NADH + H+ L(+)-Laktat
+ NAD+Dalam keadaan aerob, piruvat masuk mitokondria, lalu
dikonversi menjadi asetil-KoA, selanjutnya dioksidasi dalam siklus
asam sitrat menjadi CO2. Oksidasi piruvatDalam jalur ini, piruvat
dioksidasi (dekarboksilasi oksidatif) menjadi Asetil-KoA, yang
terjadi di dalam mitokondria sel. Jalur ini merupakan penghubung
antara glikolisis dengan siklus Krebs. Jalur ini juga merupakan
konversi glukosa menjadi asam lemak dan lemak dan sebaliknya dari
senyawa non karbohidrat menjadi karbohidrat. Rangkaian reaksi kimia
yang terjadi dalam lintasan oksidasi piruvat adalah sebagai
berikut: Dengan adanya TDP (thiamine diphosphate), piruvat
didekarboksilasi menjadi hidroksietil TDP terikat oleh komponen
kompleks enzim piruvat dehidrogenase. Produk sisa yang dihasilkan
adalah CO2. Hidroksietil TDP bertemu dengan lipoamid teroksidasi,
suatu kelompok prostetik dihidroksilipoil transasetilase untuk
membentuk asetil lipoamid, selanjutnya TDP lepas. Selanjutnya
dengan adanya KoA-SH, asetil lipoamid akan diubah menjadi asetil
KoA, dengan hasil sampingan berupa lipoamid tereduksi. Siklus ini
selesai jika lipoamid tereduksi direoksidasi oleh flavoprotein yang
mengandung FAD, pada kehadiran dihidrolipoil dehidrogenase.
Flavoprotein tereduksi dioksidasi oleh NAD+, sehingga memindahkan
ekuivalen pereduksi kepada rantai respirasi.Piruvat + NAD+ + KoA
Asetil KoA + NADH + H+ + CO2Siklus asam sitratSiklus asam sitrat
juga sering disebut sebagai siklus Krebs atau siklus asam
trikarboksilat dan berlangsung di dalam mitokondria. Siklus asam
sitrat merupakan jalur akhir bersama oksidasi karbohidrat, lipid
dan protein. Siklus asam sitrat merupakan rangkaian reaksi
katabolisme asetil KoA yang menghasilkan energi dalam bentuk ATP.
Selama proses oksidasi asetil KoA, terbentuk ekuivalen pereduksi
berbentuk hidrogen atau elektron. Unsur ekuivalen pereduksi ini
kemudian memasuki rantai respirasi (proses fosforilasi oksidatif)
menghasilkan ATP. Pada keadaan tanpa oksigen (anoksia) atau
kekurangan oksigen (hipoksia) terjadi hambatan total pada siklus
tersebut. Reaksi-reaksi pada siklus asam sitrat diuraikan sebagai
berikut: Kondensasi asetil KoA dengan oksaloasetat membentuk
sitrat, dikatalisir sitrat sintase.Asetil KoA + Oksaloasetat + H2O
Sitrat + KoA Sitrat dikonversi menjadi isositrat oleh enzim
akonitase (akonitat hidratase) yang mengandung besi Fe2+. Konversi
berlangsung dalam 2 tahap, yaitu: dehidrasi menjadi sis-akonitat
dan rehidrasi menjadi isositrat. Isositrat mengalami dehidrogenasi
menjadi oksalosuksinat dibantu enzim isositrat dehidrogenase, yang
bergantung NAD+.Isositrat + NAD+ Oksalosuksinat ketoglutarat + CO2
+ NADH + H (terikat enzim)Kemudian terjadi dekarboksilasi menjadi
ketoglutarat yang juga dikatalisir oleh enzim isositrat
dehidrogenase. Mn2+ atau Mg2+ berperan penting dalam reaksi
dekarboksilasi. ketoglutarat mengalami dekarboksilasi oksidatif
menjadi suksinil KoA dengan bantuan kompleks ketoglutarat
dehidrogenase, dengan kofaktor misalnya TDP, lipoat, NAD+, FAD
serta KoA.ketoglutarat + NAD+ + KoA Suksinil KoA + CO2 + NADH +
H+Suksinil KoA berubah menjadi suksinat dengan bantuan suksinat
tiokinase (suksinil KoA sintetase).
Suksinil KoA + Pi + ADP Suksinat + ATP + KoA Suksinat mengalami
dehidrogenasi menjadi fumarat dengan peran suksinat dehidrogenase
yang mengandung FAD. Suksinat + FAD Fumarat + FADH2 Fumarat
mendapatkan penambahan air menjadi malat dengan bantuan enzim
fumarase (fumarat hidratase) Fumarat + H2O L-malat Malat mengalami
hidrogensi menjadi oksaloasetat dengan katalisator malat
dehidrogenase, suatu reaksi yang memerlukan NAD+.L-Malat + NAD+
oksaloasetat + NADH + H+Energi yang dihasilkan dalam siklus asam
sitratPada proses oksidasi asetil KoA, dihasilkan 3 molekul NADH
dan 1 FADH2. Sejumlah ekuivalen pereduksi dipindahkan ke rantai
respirasi dalam membran interna mitokondria. Ekuivalen pereduksi
NADH menghasilkan 3 ikatan fosfat berenergi tinggi (esterifikasi
ADP menjadi ATP). FADH2 menghasilkan 2 ikatan fosfat berenergi
tinggi. Fosfat berenergi tinggi juga dihasilkan pada tingkat siklus
(tingkat substrat) saat suksinil KoA diubah menjadi suksinat.Dengan
demikian rincian energi yang dihasilkan dalam siklus asam sitrat
adalah:1. Tiga molekul NADH, menghasilkan : 3 X 3P = 9P2. Satu
molekul FADH2, menghasilkan : 1 x 2P = 2P3. Pada tingkat substrat =
1PJumlah = 12PSatu siklus Krebs akan menghasilkan energi 3P + 3P +
1P + 2P + 3P= 12P.Kalau kita hubungkan jalur glikolisis, oksidasi
piruvat dan siklus Krebs, akan dapat kita hitung bahwa 1 mol
glukosa jika dibakar sempurna (aerob) akan menghasilkan energi
dengan rincian sebagai berikut:1. Glikolisis : 8P2. Oksidasi
piruvat (2 x 3P) : 6P3. Siklus Krebs (2 x 12P) : 24PJumlah :
38PGlikogenesis Tahap pertama metabolisme karbohidrat adalah
pemecahan glukosa (glikolisis) menjadi piruvat. Selanjutnya piruvat
dioksidasi menjadi asetil KoA. Akhirnya asetil KoA masuk ke dalam
rangkaian siklus asam sitrat untuk dikatabolisir menjadi energi.
Proses tersebut terjadi jika kita membutuhkan energi, misalnya
untuk berpikir, mencerna makanan, bekerja dan sebagainya. Jika
jumlah glukosa melampaui kebutuhan, maka dirangkai menjadi glikogen
untuk cadangan makanan melalui proses glikogenesis. Glikogen
merupakan simpanan karbohidrat dalam tubuh dan analog dengan amilum
pada tumbuhan. Glikogen terdapat didalam hati (sampai 6%) dan otot
jarang melampaui jumlah 1%. Tetapi karena massa otot jauh lebih
besar daripada hati, maka besarnya simpanan glikogen di otot bisa
mencapai tiga sampai empat kali lebih banyak. Seperti amilum,
glikogen merupakan polimer -D-Glukosa yang bercabang.Glikogen otot
adalah sumber heksosa untuk proses glikolisis di dalam otot itu
sendiri. Sedangkan glikogen hati adalah simpanan sumber heksosa
untuk dikirim keluar guna mempertahankan kadar glukosa darah,
khususnya di antara waktu makan. Setelah 12-18 jam puasa, hampir
semua simpanan glikogen hati terkuras. Tetapi glikogen otot hanya
terkuras setelah seseorang melakukan olahraga yang berat dan lama.
Rangkaian proses terjadinya glikogenesis digambarkan sebagai
berikut: Glukosa mengalami fosforilasi menjadi glukosa 6-fosfat
(reaksi yang lazim terjadi juga pada lintasan glikolisis). Di otot
reaksi ini dikatalisir oleh heksokinase sedangkan di hati oleh
glukokinase. Glukosa 6-fosfat diubah menjadi glukosa 1-fosfat dalam
reaksi dengan bantuan katalisator enzim fosfoglukomutase. Enzim itu
sendiri akan mengalami fosforilasi dan gugus fosfo akan mengambil
bagian di dalam reaksi reversible yang intermediatnya adalah
glukosa 1,6-bifosfat.Enz-P + Glukosa 6-fosfat Enz + Glukosa
1,6-bifosfat Enz-P + Glukosa 1-fosfat Selanjutnya glukosa 1-fosfat
bereaksi dengan uridin trifosfat (UTP) untuk membentuk uridin
difosfat glukosa (UDPGlc). Reaksi ini dikatalisir oleh enzim UDPGlc
pirofosforilase.UTP + Glukosa 1-fosfat UDPGlc + PPiHidrolisis
pirofosfat inorganic berikutnya oleh enzim pirofosfatase inorganik
akan menarik reaksi kearah kanan persamaan reaksi. Atom C1 pada
glukosa yang diaktifkan oleh UDPGlc membentuk ikatan glikosidik
dengan atom C4 pada residu glukosa terminal glikogen, sehingga
membebaskan uridin difosfat. Reaksi ini dikatalisir oleh enzim
glikogen sintase. Molekul glikogen yang sudah ada sebelumnya
(disebut glikogen primer) harus ada untuk memulai reaksi ini.
Glikogen primer selanjutnya dapat terbentuk pada primer protein
yang dikenal sebagai glikogenin.
UDPGlc + (C6)n UDP + (C6)n+1Glikogen GlikogenResidu glukosa yang
lebih lanjut melekat pada posisi 14 untuk membentuk rantai pendek
yang diaktifkan oleh glikogen sintase. Pada otot rangka glikogenin
tetap melekat pada pusat molekul glikogen, sedangkan di hati
terdapat jumlah molekul glikogen yang melebihi jumlah molekul
glikogenin. Setelah rantai dari glikogen primer diperpanjang dengan
penambahan glukosa tersebut hingga mencapai minimal 11 residu
glukosa, maka enzim pembentuk cabang memindahkan bagian dari rantai
14 (panjang minimal 6 residu glukosa) pada rantai yang berdekatan
untuk membentuk rangkaian 16 sehingga membuat titik cabang pada
molekul tersebut. Cabang-cabang ini akan tumbuh dengan penambahan
lebih lanjut 1glukosil dan pembentukan cabang selanjutnya. Setelah
jumlah residu terminal yang non reduktif bertambah, jumlah total
tapak reaktif dalam molekul akan meningkat sehingga akan
mempercepat glikogenesis maupun glikogenolisis.Setiap penambahan 1
glukosa pada glikogen dikatalisir oleh enzim glikogen sintase.
Sekelompok glukosa dalam rangkaian linier dapat putus dari glikogen
induknya dan berpindah tempat untuk membentuk cabang. Enzim yang
berperan dalam tahap ini adalah enzim pembentuk cabang (branching
enzyme).GlikogenolisisJika glukosa dari diet tidak dapat mencukupi
kebutuhan, maka glikogen harus dipecah untuk mendapatkan glukosa
sebagai sumber energi. Proses ini dinamakan glikogenolisis.
Glikogenolisis seakan-akan kebalikan dari glikogenesis, akan tetapi
sebenarnya tidak demikian. Untuk memutuskan ikatan glukosa satu
demi satu dari glikogen diperlukan enzim fosforilase. Enzim ini
spesifik untuk proses fosforolisis rangkaian 14 glikogen untuk
menghasilkan glukosa 1-fosfat. Residu glukosil terminal pada rantai
paling luar molekul glikogen dibuang secara berurutan sampai kurang
lebih ada 4 buah residu glukosa yang tersisa pada tiap sisi cabang
16.(C6)n + Pi (C6)n-1 + Glukosa 1-fosfatGlikogen GlikogenGlukan
transferase dibutuhkan sebagai katalisator pemindahan unit
trisakarida dari satu cabang ke cabang lainnya sehingga membuat
titik cabang 16 terpajan. Hidrolisis ikatan 16 memerlukan kerja
enzim enzim pemutus cabang (debranching enzyme) yang spesifik.
Dengan pemutusan cabang tersebut, maka kerja enzim fosforilase
selanjutnya dapat berlangsung.GlukoneogenesisGlukoneogenesis
terjadi jika sumber energi dari karbohidrat tidak tersedia lagi.
Maka tubuh adalah menggunakan lemak sebagai sumber energi. Jika
lemak juga tak tersedia, barulah memecah protein untuk energi yang
sesungguhnya protein berperan pokok sebagai pembangun tubuh. Jadi
bisa disimpulkan bahwa glukoneogenesis adalah proses pembentukan
glukosa dari senyawa-senyawa non karbohidrat, bisa dari lipid
maupun protein. Secara ringkas, jalur glukoneogenesis dari bahan
lipid maupun protein dijelaskan sebagai berikut: Lipid terpecah
menjadi komponen penyusunnya yaitu asam lemak dan gliserol. Asam
lemak dapat dioksidasi menjadi asetil KoA. Selanjutnya asetil KoA
masuk dalam siklus Krebs. Sementara itu gliserol masuk dalam jalur
glikolisis. Untuk protein, asam-asam amino penyusunnya akan masuk
ke dalam siklus Krebs.2.3 METABOLISME PROTEIN
PROTEIN TUBUH zat padat tubuh terdiri dari protein (otot, enzim,
protein plasma, antibodi, hormon) Protein merupakan rangkaian asam
amino dengan ikatan peptide Banyak protein terdiri ikatan komplek
dengan fibril protein fibrosa Macam protein fibrosa: kolagen
(tendon, kartilago, tulang); elastin (arteri); keratin (rambut,
kuku); dan aktin-miosinMACAM PROTEIN Peptide: 2 10 asam amino
Polipeptide: 10 100 asam amino Protein: > 100 asam amino Antara
asam amino saling berikatan dengan ikatan peptide Glikoprotein:
gabungan glukose dengan protein Lipoprotein: gabungan lipid dan
proteinASAM AMINO Asam amino dibedakan: asam amino esensial dan
asam amino non esensial Asam amino esensial: T2L2V HAMIF (treonin,
triptofan, lisin, leusin, valin histidin, arginin, metionin,
isoleusin, fenilalanin) Asam amino non esensial: SAGA SATGA (serin,
alanin, glisin, asparadin sistein, asam aspartat, tirosin,
glutamin, asam glutamat)TRANSPORT PROTEIN Protein diabsorpsi di
usus halus dalam bentuk asam amino masuk darah Dalam darah asam
amino disebar keseluruh sel untuk disimpan Didalam sel asam amino
disimpan dalam bentuk protein (dengan menggunakan enzim) Hati
merupakan jaringan utama untuk menyimpan dan mengolah
proteinPENGGUNAAN PROTEIN UNTUK ENERGI Jika jumlah protein terus
meningkat protein sel dipecah jadi asam amino untuk dijadikan
energi atau disimpan dalam bentuk lemak Pemecahan protein jadi asam
amino terjadi di hati dengan proses: deaminasi atau transaminase
Deaminasi: proses pembuangan gugus amino dari asam amino
Transaminasi: proses perubahan asam amino menjadi asam
ketoPEMECAHAN PROTEINa. Transaminasi:alanin + alfa-ketoglutarat
piruvat + glutamate
b. Diaminasi: asam amino + NAD+ asam keto + NH3 NH3 merupakan
racun bagi tubuh, tetapi tidak dapat dibuang oleh ginjal harus
diubah dahulu jadi urea (di hati) agar dapat dibuang oleh
ginjalEKSKRESI NH3 NH3 tidak dapat diekskresi oleh ginjal NH3 harus
dirubah dulu menjadi urea oleh hati Jika hati ada kelainan (sakit)
proses perubahan NH3 urea terganggu penumpukan NH3 dalam darah
uremia NH3 bersifat racun meracuni otak coma Karena hati yang rusak
disebut Koma hepatikumPEMECAHAN PROTEIN Deaminasi maupun
transaminasi merupakan proses perubahan protein zat yang dapat
masuk kedalam siklus Krebs. Zat hasil deaminasi/transaminasi yang
dapat masuk siklus Krebs adalah: alfa ketoglutarat, suksinil ko-A,
fumarat, oksaloasetat, sitratSIKLUS KREBS Proses perubahan asetil
ko-A H + CO2 Proses ini terjadi didalam mitokondria Pengambilan
asetil co-A di sitoplasma dilakukan oleh: oxalo asetat proses
pengambilan ini terus berlangsung sampai asetil co-A di sitoplasma
habis Oksaloasetat berasal dari asam piruvat Jika asupan nutrisi
kekurangan KH kurang as. Piruvat kurang oxaloasetatRANTAI
RESPIRASI
a. H hasil utama dari siklus Krebs ditangkap oleh carrier NAD
menjadi NADHH dari NADH ditransfer ke Flavoprotein Quinon sitokrom
b sitokrom c sitokrom aa3 terus direaksikan dengan O2 H2O + Eb.
Rangkaian transfer H dari satu carrier ke carrier lainya disebut
Rantai respirasiRantai Respirasi terjadi didalam mitokondria
transfer atom H antar carrier memakai enzim Dehidrogenase sedangkan
reaksi H + O2 memakai enzim Oksidasec. Urutan carrier dalam rantai
respirasi adalah: NAD Flavoprotein Quinon sitokrom b sitokrom c
sitokrom aa3 direaksikan dengan O2 H2O + EFOSFORILASI OKSIDATIF
Dalam proses rantai respirasi dihasilkan energi yang tinggi
energi tsb ditangkap oleh ADP untuk menambah satu gugus fosfat
menjadi ATP. Fosforilasi oksidatif adalah proses pengikatan fosfor
menjadi ikatan berenergi tinggi dalam proses rantai respirasi.
Fosforilasi oksidatif proses merubah ADP ATP
2.4 METABOLISME LEMAK/LIPIDMacam lemak:1. Lemak biologis yang
terpenting: lemak netral (trigliserida), fosfolipid, steroid2. Asam
lemak:3. Asam palmitat: CH3(CH2)14-COOH4. Asam stearat:
CH3(CH2)16-COOH5. Asam oleat: CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH6.
Trigliserida: ester gliserol + 3 asam lemak7. Fosfolipid: ester
gliserol + 2 asam lemak + fosfat8. Steroid: kolesterol dan
turunanya (hormon steroid, asam lemak dan vitamin)ABSORPSI LEMAK
Lemak diet diserap dalam bentuk: kilomikron diabsorpsi usus halus
masuk ke limfe (ductus torasikus) masuk darah Kilomikron dalam
plasma disimpan dalam jaringan lemak (adiposa) dan hati Proses
penyimpananya: kilomikron dipecah oleh enzim lipoprotein lipase
(dalam membran sel) asam lemak dan gliserol Didalam sel asam lemak
disintesis kembali jadi trigliserida (simpanan lemak)MACAM LEMAK
PLASMAa. Asam lemak bebas (FFA= free fatty acid) ada dalam plasma
darah dan terikat dengan albuminb. Kolesterol, trigliserida dan
fosfolipid dalam plasma berbentuk lipoproteinc. Kilomikron VLDL:
very low density lipoprotein IDL: intermediate density lipoprotein
LDL: low density lipoprotein HDL: high density lipoproteinASAM
LEMAK BEBAS Bila lemak sel akan digunakan untuk energi simpanan
lemak (trigliserida) dihidrolisis menjadi asam lemak dan gliserol
(oleh enzim lipase sel) Asam lemak berdiffusi masuk aliran darah
sebagai asam lemak bebas (Free Fatty Acid) dan berikatan dengan
albumin plasmaPENGGUNAAN FFA SEBAGAI ENERGI FFA dalam plasma dibawa
ke mitokondria dengan carrier Karnitin FFA dalam sel dipecah
menjadi asetil koenzim-A dengan beta oksidasi Asetil koenzim-A
hasil beta oksidasi masuk siklus Krebs untuk diubah menjadi H dan
CO2METABOLISME LEMAKAda 3 fase:
oksidasi Siklus Kreb Fosforilasi Oksidatifa. BETA OKSIDASI
Proses pemutusan/perubahan asam lemak asetil co-A Asetil co-A
terdiri 2 atom C sehingga jumlah asetil co-A yang dihasilkan =
jumlah atom C dalam rantai carbon asam lemak : 2SIKLUS KREBS Proses
perubahan asetil ko-A H + CO2 Proses ini terjadi didalam
mitokondria Pengambilan asetil co-A di sitoplasma dilakukan oleh:
oxalo asetat proses pengambilan ini terus berlangsung sampai asetil
co-A di sitoplasma habis Oksaloasetat berasal dari asam piruvat
Jika asupan nutrisi kekurangan KH kurang as. Piruvat kurang
oxaloasetatKETOSIS Degradasi asam lemak Asetil KoA terjadi di Hati,
tetapi hati hanya mengunakan sedikit asetil KoA akibatnya sisa
asetil KoA berkondensasi membentuk Asam Asetoasetat Asam
asetoasetat merupakan senyawa labil yang mudah pecah menjadi: Asam
hidroksibutirat dan Aseton. Ketiga senyawa diatas (asam
asetoasetat, asam hidroksibutirat dan aseton) disebut badan keton.
Adanya badan keton dalam sirkulasi darah disebut: ketosis Ketosis
terjadi saat tubuh kekurangan karbohidrat dalam asupan makannya
kekurangan oksaloasetat Jika Oksaloasetat menurun maka terjadi
penumpukan Asetil KoA didalam aliran darah jadi badan keton keadaan
ini disebut KETOSIS Badan keton merupakan racun bagi otak
mengakibatkan Coma, karena sering terjadi pada penderita DM disebut
Koma Diabetikum Ketosis terjadi pada keadaan : Kelaparan, diabetes
militus, dan pada diet tinggi lemak dan rendah kalori. RANTAI
RESPIRASI H adalah hasil utama dari siklus Krebs ditangkap oleh
carrier NAD menjadi NADH H dari NADH ditransfer ke Flavoprotein
Quinon sitokrom b sitokrom c sitokrom aa3 terus direaksikan dengan
O2 H2O + Energi Rangkaian transfer H dari satu carrier ke carrier
lainya disebut Rantai respirasi Rantai Respirasi terjadi didalam
mitokondria transfer atom H antar carrier memakai enzim
Dehidrogenase sedangkan reaksi H + O2 memakai enzim OksidaseUrutan
carrier dalam rantai respirasi adalah: NAD Flavoprotein Quinon
sitokrom b sitokrom c sitokrom aa3 direaksikan dengan O2 H2O +
EnergiFOSFORILASI OKSIDATIF Dalam proses rantai respirasi
dihasilkan energi yang tinggi energi tsb ditangkap oleh ADP untuk
menambah satu gugus fosfat menjadi ATP Fosforilasi oksidatif adalah
proses pengikatan fosfor menjadi ikatan berenergi tinggi dalam
proses rantai respirasi Fosforilasi oksidatif proses merubah ADP
ATP (dengan menngunakan energi hasil reaksi H2 + O2 H2O +
E)SINTESIS TRIGLISERIDA DARI KARBOHIDRAT Bila karbohidrat dalam
asupan lebih banyak dari yang dibutuhkan karbohidrat diubah jadi
glikogen dan kelebihanya diubah jadi trigliserida disimpan dalam
jaringan adiposa Tempat sintesis di hati, kemudian ditransport oleh
lipoprotein ke jaringan disimpan di jaringan adiposa sampai siap
digunakan tubuhSINTESIS TRIGLISERIDA DARI PROTEIN Banyak asam amino
dapat diubah menjadi asetil koenzim-A Dari asetil koenzim-A dapat
diubah menjadi trigliserida Jadi saat asupan protein berlebih,
kelebihan asam amino disimpan dalam bentuk lemak di jaringan
adipose.BAB III
PENUTUP3.1 KesimpulanKarbohidrat merupakan senyawa yang
terbentuk dari molekul karbon, hidrogen dan oksigen. Karbohidrat
juga merupakan penyuplai energy yang dibutuhkan dalam berbagai
kegiatan mahkluk hidup. Terdapat beberapa pembentukan dan
penguraian energy yang terjadi pada tanaman misalnya proses
fotosintesis yang membuat energi atau zat makanan/glukosa yang
berlangsung atas peran cahaya matahari guna memenuhi kebutuhan
makananya sendiri. Jadi pada intinya, karbohidrat sangat diperlukan
dalam aktivitas kehidupan sehari-hari baik untuk manusia, hewan,
dan tumbuhan. Asam amino dan lipid merupakan senyawa yang juga
berperan penting dan mengalami proses metabolism yang saling
berkesinambungan bersama karbohidrat. Dalam proses pemecahannya
karbohidrat, asam amino, dan protein mengalami beberapa siklus
metabolic menghasilkan senyawa yang lebih sederhana agar bias
diserap tubuh dengan mudah.
3.2 SaranKami dari penyusun berharap semoga makalah ini
bermanfaat bagi para pembaca. Kami juga menyadari masih banyak
kekurangan di dalam makalah yang kami buat. Untuk itu kami mohon
maaf apabila terjadi kesalahan maupun kekurangan di dalam makalah
ini. Sebagai bahan perbaikan kami meminta kritik maupun saran
kepada para pembaca agar menjadi pertimbangan dalam penulisan
makalah selanjutnya.
DAFTAR PUSTAKA
Adi, Nur. 2011. Penuntun Praktikum Biokimia. Makassar: Poltekkes
Kemenkes RI Makassar Jurusan Analis Kesehatan.
Colby, 1992, Ringkasan Biokimia Harper, Alih Bahasa: Adji
Dharma, Jakarta, EGCHarjasasmita, 1996, Ikhtisar Biokimia dasar B,
Jakarta, FKUIHarper, Rodwell, Mayes, 1977, Review of Physiological
ChemistryHarper, et al. 1980. Biokimia (Review of Physiological
Chemistry). Edisi 17. Jakarta: EGC.
Hart, Harold. 1983. Kimia Organik. Jakarta: Erlangga.
Poedjiadi, Supriyanti, 2007, Dasar-dasar Biokimia, Bandung, UI
Press
Toha, 2001, Biokimia, Metabolisme Biomolekul, Bandung,
AlfabetaWirahadikusumah, 1985, Metabolisme Energi, Karbohidrat dan
Lipid, Bandung, ITB