Bahasan MKH
• Glikolisis (prtubahan glukosa menjadi piruvat dan laktat)
• Dekarboksilasi oksidatif piruvat (perubahan piruvat menjadi asetyl Ko-A)
• Glikogenesis
• Glikogenolisis
• Glukoneogenesis
• Jalur Pentosa Fosfat
• Jalur Asam Uronat
• Metabolisme fruktosa dan galaktosa
GLIKOLISIS
Glikolisis adalah proses pemecahan glukosa menjadi asam piruvat. Melalui beberapa tahap. Tahap awal glikolisis yaitu mengikat ATP (membutuhkan energi, biasanya mengikat ATP dari lemak) sehingga membentuk Glukosa Fosfat. Glukosa Fosfat atom C nya 6 ATP, kemudan diubah menjadi 2 Triose Fosfat ( karena masing-masing Triosa Fosfat atom C nya 3 ). Kemudian setelah menjadi Triosa Fosfat, maka akan menjadi asam piruvat. Nah, ini yang disebut glikolisis.
Kemudian, dari asam piruvat akan menjadi asetil ko-A yang disebut dekarboksilasi Piruvat (Disebut Dekarboksilasi karena melepaskan CO2). Asetil ko-A kemudian menjadi substrat dari Siklus Krebs, yang selanjutnya oleh siklus krebs ini diteruskan menjadi rantai respirasi dan fosforilasi oksidatif.
Jadi, Yang dikatakan oksidasi sempurna glukosa itu tidak berhenti sampai glikolisis saja, tapi metabolisme lengkap sampai fosforilasi poksidatif.
Kemudian, dari piruvat menjadi laktat, ini jika pada glikolisis anaerob. Glikolisis anaerob membutuhkan NADH yang berasal dari NAD (NAD= suatu enzyme derivat vitamin B3). Jadi, NAD mengalami reduksi menjadi NADH, kemudian NADH merubah piruvat menjadi laktat. Tujuan utama dari hal ini supaya NADH bisa terus diubah menjadio NAD, dan NAD bisa erus melangsungkan reaksi.
Metabolisme Glikolisis :
Tahap 1 : Glukosa butuh ATP
Tahap 2 : Denagn bantuan enzim hexokinase dan glucokinase, ATP diubah menjadi ADP.
Tahap 3 : Glukosa dari lemak menjadi Glukosa-6-Phosphate (artinye: Fosfat menempel pada atom C no.6 dari Glukosa.
Tahap 4 : Dari Glukosa-6-Fosfat menjadi Fruktosa-6-Fosfat (Enzimnya berisomerase)
Tahap 5 : Fruktosa-6-Fosfat diubah menjadi Fruktosa-6-fosfatase.
Tahap 6: kemudian diubah menjadi Glyceral dehyde-3-phosphate dan Dihydroxyacetone
fosfat
Gliseraldehid 3-fosfat dan dihidroksiaseton fosfat mengalami interkonversi dengan bantuan enzim fosfotriosa isomerase. Glikolisis berlangsung melalui oksidasi gliseraldehid 3-fosfat menjadi 1,3 bisfosfogliserat, dan karena aktivitas enzim fosfotriosa isomerase, senyawa dihidroksiaseton fosfat dioksidasi menjadi 1,3 bisfosfogliserat juga. Enzim yang bertanggung jawab adalah gliseraldehid 3-fosfat dehidrogenase, yang merupakan enzim yang bergantung pada NAD. Enzim ini mempunyai rumus bangun yang terdiri atas 4 polipeptida identik. Dimana setiap polipeptida terdapat gugus –SH. Mula-mula substrat akan bergabung dengan gugus –SH ini sehingga terbentuk senyawa tiohemiasetal yang dikeluarkan dalam reaksi ini ke NAD+. Melalui fosforilasi terbentuk 1,3 bisfosfogliserat yang akan dikatalisis oleh enzim fosfogliserat kinase menjadi senyawa 3-fosfogliserat. Karena setiap molekul glukosa yang mengalami glikolisis menghasilkan 2 molekul triosa fosfat, maka akan dihasilkan 2 molekul ATP per molekul glukosa, Senyawa 3-fosfogliserat diubah menjadi 2-fosfogliserat oleh enzim fosfogliserat mutase.
Kemudian 2-fosfogliserat dikatalisis oleh enzim enolase dan melibatkan dehidrasi serta pendistribusian energi di dalam molekul, terbentuklah fosfoenolpiruvat. Fosfat berenergi tinggi pada fosfoenolpiruvat dipindah ke ADP oleh enzim piruvat kinase. Status redoks jaringan menentukan lintasan mana yang akan diikuti. Jika keadaan bersifat anaerob, reoksidasi NADH melalui pemindahan sejumlah unsur ekuivalen pereduksi melalui rantai respirasi oksigen akan dicegah. Piruvat direduksi oleh NADH menjadi laktat oleh enzim laktat dehidrogenase. Dalam keadaan aerob, piruvat diambil oleh mitokondria, dikonversi menjadi Asetil ko-A, akan dioksidasi menjadi karbondioksida lewat siklus krebs.
- keterangan : meskipun kebanyakan reaksi glikolisis bersifat reversibel tapi tiga diantaranya merupakan reaksi irreversibel. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim heksokinase, fosfofruktokinase, dan piruvat kinase.
Tahap persiapan
• Memerlukan 2 molekul ATP
• Memecah gula heksosa menjadi molekul 2 triose fosfat
Tahap pengembalian / pay off
• 4 ATP
• 2 molekul piruvat
• 2 molekul NADH + H
Oksidasi sempurna glukosa melibatkan rx
• Glikolisis, menghasilkan 8 ATP
• Dekarboksilasi oksidatif piruvat, 6 ATP
• Siklus Krebs, 24 ATP
• Fosforilasi Oksidatif dan RR
Total ATP = 38 ATP (Aerob)
Total ATP an aerob = 2 ATP
Intermediary metabolism, emphasizing pathways in carbohydrate biosynthesis.
GLIKOGENESIS
Glikogenesis merupakan proses pembentukan glikogen dari glukosa
Keterangan :
Glukosa akan mengalami fosforilasi menjadi glukosa 6-fosfat. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim heksokinase di otot dan glukokinase di hati. Glukosa 6-fosfat akan diubah menjadi glukosa 1-fosfat yang dikatalisis oleh enzim fosfoglukomutase. Selanjutnya, senyawa glukosa 1-fosfat bereaksi dengan uridin trifosfat (UTP) yang dikatalisis oleh enzim UDPGIc pirofosforilase membentuk nukleotida aktif uridin difosfat glukosa (UDOGIc).
Hidrolisis pirofosfat inorganik berikutnya oleh enzim pirofosfatase inorganik akan menarik reaksi ke arah kanan persamaan reaksi.
Dengan kerja enzim glikogen sintase, atom C1 pada glukosa yang diaktifkan UDPGIc membentuk ikatan dengan C4, sehingga membebaskan uridin difosfat. Molekul glikogen yang sudah ada sebelumnya atau glikogen primer harus ada untuk memulai reaksi ini. Glikogen primer selanjutnya dapat terbentuk pada primer protein yang dikenal sebagai glikogenin.
Keterangan :
Ikatan lurus : 1 – 4
Ikatan Cabang : 1 - 6
Glukosa sisa disimpan dalam bentuk glikogen. Sebelumnya sudah ada glikogen primer, jadi glukosa hanya menambahkan cabang-cabangnya jika sudah berjumlah delapan.
1 – 4, maksudnya glukosa akan berikatan pada atom C no.1 dan atom C no.4
Glikogen disimpan di hepar dan otot.
Insulin memacu pembentukan glikogen. Selain itu juga berperan menghambat CAMP, CAMP menghambat glikogenesis ( sintesis glikogen )
Table of Glycogen Storage Diseases
TYPE ENZYM ORGAN MANIFESTASI
Type 0
glycogen synthase liver hypoglycemia, early death, hyperketonia
Type Ia:
von Gierke's
glucose-6-phosphatase liver hepatomegaly, kidney failure, thrombocyte dysfunction
Type IIIa:
Cori's or Forbe's
liver and muscle debranching enzyme liver, skeletal and cardiac muscle infant hepatomegaly, myopathy
Type IV:
Anderson's
branching enzyme liver, muscle hepatosplenomegaly, cirrhosis
GLUKONEOGENESIS
Glukoneogenesis merupakan pembentukan glukosa dari bahan bukan karbohidrat.
Yaitu dari
-Gliserol,
-Laktat,
-Asam-asam amino glukogenik, dan
-Propionat (khusus Propionat untuk hewan memamah biak)
Glukoneogenesis terjadi jika intake karbohidrat rendah
Glukoneogenesis memenuhi kebutuhan tubuh akan gllukosa pada saat karbohidrat tidak tersedia dalam jumlah yang cukup pada makanan. Pasokan glukosa terus menerus diperlukan untuk sumber energi, khususnya bagi sistem saraf dan eritrosit. Selain itu, mekanisme glukoneogenik dipakai untuk membersihkan berbagai produk metabolisme ringan, misalnya, laktat yang dihasilkan oleh otot dan eritrosit, gliserol yang diproduksi oleh kelenjar adiposa.
Enzim kunci Glukoneogenesis :
1. Piruvat -- > oksalat ( oleh enzim Piruvat karboksilase )
2. oksalo PEP ( enzim PEP karbisikinase )
3. Fruktosa 1,6 bifosfat Fruktosa 1,6 fosfat ( enzim Fruktosa-1,6-bifosfatase)
4. Glukosa 6 fosfat -- > Glukosa (enzim Glukosa-1,6-fosfatase)
GLUKONEOGENESIS, HUBUNGAN DENGAN SIKLUS KREBS DAN GLIKOLISIS
Keterangan :
Karena glukolisis dan glukoneogenesis menggunakan lintasan yang sama tapi bekerja dengan arah yang berlawanan, maka aktivitas keduanya harus diatur secara timbal-balik. Cara ini dicapai melalui 3 mekanisme utama yang mempengaruhi aktivitas enzim-enzim yang penting, yaitu induksi atau represi sintesis enzim, modifikasi kovalen oleh fosforilasi yang reversible dan efek alosteri.
glukoneogenesis
- Universal ditemukan di hewan, tumbuhan , fungi dan mikroorganisme lainnya
- 10 tahap reaksi, dan 7 diantaranya merupakan kebalikan glikolisis
JALUR PENTOSA PHOSFAT ( HEKSOSA MONO FOSFAT SHUNT )
- merupakan jalur simpang dari Glukosa
Fase Oksidatif Jalur Pentosa Phosphat
Tujuan : - membebaskan NADPH ( untuk metabolisme lemak )
- menghasilkan O2
Gambar :
Fase Oksidatif Jalur Pentosa Phosphat
Tujuan : sintesis RNA maupun DNA, melalui Ribosa 5-fosfat
Gambar :
Glukogenolisis merupakan proses pengubahan Glikogen menjadi glukosa ( saat kekurangan glukosa )
