Metabolisme Karbohidrat
Metabolisme Karbohidrat
mulut
Amilase
maltaseMaltosa
2 glukosa
Pembuluh darah
GLIKOLISIS
Pati
maltosa
Tahapan metabolisme kerbohidrat
1. Glikolisis2. Dekarboksilasi oksidasi (reaksi junction)3. Siklus krebs (TCA)4. Transfer elektron
RESPIRASI SELULER
Definisi
• Glikolisis adalah rangkaian reaksi yang mengubah glukosa menjadi dua molekul piruvat
• Pada proses ini juga dihasilkan ATP• Dikenal sebagai Embden-Meyerhof
pathway• 10 langkah utk menjadi piruvat
Tahap pengembalian / pay off
• Memerlukan 2 molekul ATP• Memecah gula heksosa menjadi molekul 2 triose fosfat
Tahap persiapan
• 4 ATP• 2 molekul piruvat• 2 molekul NADH + H
Tahap 1. Heksokinase•Fosforilasi glukosa•Reaksi yang irreversibel•Heksokinase : tranfer gugus fosfat pada molekul heksosa•Memerlukan Mg sebagai kofaktor•Terdapat di semua jenis sel
tahap ke 2: fosfoglukoisomerase/fosfoheksoisomerase
Dikatalisis fosfoglukoisomerasePerubahan isomer dari aldosa ke ketosa (reaksi isomerasi)Reaksi berlangsung dengan cepat krn standar energi bebas yang kecilTidak memerlukan kofaktor
Tahap ke 3. fosfofruktokinase
Dikatalisis oleh fosfofruktokinase (PFK).Dibantu oleh ion Mg sebagai kofaktor
Tahap ke 4. AldolaseMenghasilkan 2 molekul tiga karbon : DHAP dan G3PDikatalisis oleh Fructose-1,6-Bisphosphate Aldolase. Meskipun energi bebas nya sangat positif, akan tetapi di dalam sel dapat diatur agar tetap cenderung ke arah pembentukan produk dengan cara : konsentrasi produk dibuat sangat rendah
Tahap ke 5. Triose Phosphate Isomerase
Dikatalisis oleh Triose Phosphate Isomerase Reaksi lebih cenderung ke arah kanan, dan dilakukan dengan tetap menjaga konsentrasi G3P rendah
Tahap ke 6. Gliseraldehida 3 fosfat dehidrogenaseMemerlukan NAD+ sehingga ratio NAD+/NADH+H di dalam sel sangat penting untuk pengaturan laju dan arah reaksi.
Tahap ke 7. Fosfogliseril KinaseMerupakan reaksi fosforilasi tingkat substrat untuk ADP menjadi 3PG dan ATPKarena dihasilkan 2 molekul ATP untuk setiap 1 glukosa, maka pada tahap ini, reaksi menjadi impas
Tahap ke 8. Fosfogliseril mutase Reaksi pada kondisi standar cenderung lebih ke arah kiri untuk membentuk 3PGDi dalam sel, konsentrasi 3PG dijaga pada konsentrasi yg selalu tinggi, sehingga reaksi cenderung ke arah kanan
Tahap ke 9. EnolaseDikatalisis oleh enzim enolase dan ion Mg sebagai kofaktor
Merupakan reaksi dehidrasi sederhana dari 2PG menjadi PEPMempunyai efek naiknya energi hidrolisis ikatan fosfat (dr -15.6 kJ/mol dalam 2PG menjadi -61.9 kJ/mol dalam PEP )Energi bebas tersebut digunakan utk reaksi berikutnya fosforilasi tingkat substrat utk ADP menjadi ATP
Tahap ke 10. Piruvat KinaseReaksi ini penting, karena:-Menghasilkan ATP dari reaksi fosforilasi tingkat subtrat ADP-Reaksi ini secara energetik sangat bagus, sehingga berfungsi untuk menarik dua reaksi sebelumnya-Ensim yg mengkatalisis reaksi ini secara allosterik dinon aktifkan oleh : ATP, alanine, and acetyl-CoA, -Diperlukan ion Mg dan K sebagai kofaktor
Dekarboksilasi Oksidatif(persambungan Glikolisis – Krebs)
Proses Pengubahan Piruvat menjadi Asetil CoA:
1. Protein dlm membran dalam mitokondria mentranslokasi piruvat dari sitosol ke matriks mitokondria. Ggs karboksil piruvat, yang telah dioksidasi sepenuhnya, dikeluarkan sebai CO2 (difusi).
2 Fragmen berkarbon 2 dioksidasi. NAD+ direduksi menjadi NADH. 3. Gugus asetil berkarbon 2 diikatkan pada CoA. Koenzin ini memiliki satu atom sulfur yg diikat pada fragmen asetil o/ iktan yg tidak stabil. Ini akan mengaktifkan gugus asetil pada siklus pertama Krebs.
Daur Kreb (TCA)
Glikolisis vs TCA
Glikolisis1. Reaksi berjalan
linier2. Lokasi di sitoplasma
TCA1. Reaksi siklis2. Letak di matriks
mitokondria
Tahap 1. Sitrat sintase
Asetil CoA menambahkan fragmen berkarbon 2 ke oksaloasetat (senyawa berkarbon 4). Ikatan tak stabil asetil CoA dipecah saat oksaloasetat memindahkan koenzim tsb dan terikat ke gugus asetil. Hasil : sitrat berkarbon 6. CoA bebas memancing fragmen berkarbon 2 lainnya yang diturunkan dari piruvat.
Aconitase
Tahap 2. Akonitase,
Satu molekul air dikeluarkan dan yang lain ditambahkan kembali. Selisih hasil: sitrat menjadi isositrat (isomer).
Isocitrate DH
Tahap 3. Isositrat dehidrogenaseSubstrat kehilangan molekul CO2. Senyawa berkarbon 5 yang tersisa dioksidasi.
Mereduksi NAD+ menjadi NADH.
Ketoglutarat DH compleks
Suksinil coA sintetaseSuksinal-Co A,
Tahap 4. alpha ketoglutarat dehidrogenase, menghasilkan suksinil Co-A dari alpha ketoglutarat dan koenzim.
Tahap 5. Suksinil-CoA sintetase, mengubah suksinil Co-A menjadi suksinat.
Suksinate DH
fumarase
Tahap 7. Fumarat hidratase, membentuk oksaloasetat dan satu NADH lagi dari malat. Ikatan dalam substrat disusun ulang (melalui penambahan molekul air).
Tahap 6. suksinat dehidrogenase, mengoksidasi suksinat menjadi fumarat, enzim ini adalah satu-satunya enzim yang terlibat dalam siklus asam sitrat yang terikat kuat dengan membran. Dua hidrogen ditrasnsfer ke FAD untuk membentuk FADH2.
Malate DH
Tahap 8. Malat dehidrogenaseLangkah oksidatif terakhir; menghasilkan molekul NADH lain & meregenerasi oksaloasetat (menerima satu fragmen berkarbon 2 dari asetil CoA untuk putran siklus selanjutnya).
TRANSPOR ELEKTRON“ Tahap akhir dalam respirasi sel aerobik
yang meliputi proses perpindahan
elektron dari molekul donor (misal: NADH,
substrat organik) menuju aseptor terakhir yakni
oksigen”
Transpot elektron adalah tahap akhir dalam respirasi sel aerobik yang meliputi proses perpindahan elektron dari molekul donor (misal: NADH, substrat organik) menuju aseptor terakhir yakni oksigen.
BIOSINTESISKARBOHIDRAT DALAM JARINGAN HEWANSintesis glukosa sangat penting krn otak dan sistem saraf kita membutuhkan glukosa sebagai sumber energi utama
PRINSIP-PRINSIP PENGATURAN BIOSINTESIS:
1)Lintas yang dilalui di dalam biosintesis suatu biomolekul, biasaya tidak identik dengan lintas yang dilalui pada proses degradasinya.2)Lintas biosintetis dikontrol oleh enzim pengatur yang berbeda dari enzim yang mengontrol lintas katabolik yang bersangkutan3)Memerlukan energi ATP, prosesnya tidak dapat balik (seperti pada proses katabolisme)
Glukoneogenesis• Universal ditemukan di hewan, tumbuhan , fungi
dan mikroorganisme lainnya • Glukosa dimetabolisme di dalam semua sel
sebagai bahan bakar glikolitik dan disimpan di dalam hati dan otot sebagai polimer glikogen. Pada dasarnya glukoneogenesis ini adalah sintesis glukosa dari senyawa-senyawa bukan karbohidrat, misalnya asam laktat dan beberapa asam amino.
• Lintasnya tidak identik dengan glikolisis walaupun terdapat beberapa tahap yang sama. Tujuh reaksi enzimatik pada glikolisis juga berlangsung dalam glukoneogenesis, ketujuhnya bersifat dapat balik
Glikogenesis dan glikogenolisis
• Glikogenesis, pembentukan glikogen dari glukosa.
• Glikogenolisis, penguraian glikogen menjadi glukosa.
• Jika glukosa terlalu berlebih, maka glukosa akan disimpan dengan cara mengubah glikogen dalam hati dan jaringan otot.
Siklus cori
Glikogen hati
Glukosa darah
Glikogen otot
Asam laktat
• Dalam keadaan normal konsentrasi glukosa darah manusia berkisar antara 80 – 100 mg/dl. Setelah makan karbohidrat kadar dapat meningkat sampai sekitar 120-130 mg/dl. Selama puasa, kadarnya turun sampai sekitar 60-70 mg/dl. Dalam keadaan normal, kadarnya dikontrol dalam batas-batas ini.
• Kelebihan insulin menyebabkan hyperglikemia (glukosa darah lebih dari normal). Kekurangan insulin menyebabkan hypoglikemia (glukosa darah kurang dari normal)