Metabolisme Karbohidrat

1
Metabolisme Karbohidrat
2
? Amilase
Pati maltosa
mulut
Pembuluh darah
maltase
GLIKOLISIS
Maltosa 2 glukosa
3
(No Transcript)
4
Tahapan metabolisme kerbohidrat

1. Glikolisis
2. Dekarboksilasi oksidasi (reaksi junction)
3. Siklus krebs (TCA)
4. Transfer elektron

5
RESPIRASI SELULER
6
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

7
Tahap pengembalian / pay off
Tahap persiapan

• Memerlukan 2 molekul ATP
• Memecah gula heksosa menjadi molekul 2 triose
  fosfat

• 4 ATP
• 2 molekul piruvat
• 2 molekul NADH H

8

• Tahap 1. Heksokinase
• Fosforilasi glukosa
• Reaksi yang irreversibel
• Heksokinase tranfer gugus fosfat pada molekul
  heksosa
• Memerlukan Mg sebagai kofaktor
• Terdapat di semua jenis sel

9
tahap ke 2 fosfoglukoisomerase/fosfoheksoisomeras
e Dikatalisis fosfoglukoisomerase Perubahan
isomer dari aldosa ke ketosa (reaksi
isomerasi) Reaksi berlangsung dengan cepat krn
standar energi bebas yang kecil Tidak memerlukan
kofaktor
10
Tahap ke 3. fosfofruktokinase Dikatalisis oleh
fosfofruktokinase (PFK). Dibantu oleh ion Mg
sebagai kofaktor
11
Tahap ke 4. Aldolase Menghasilkan 2 molekul tiga
karbon DHAP dan G3P Dikatalisis 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
12
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
13
Tahap ke 6. Gliseraldehida 3 fosfat
dehidrogenase Memerlukan NAD ? sehingga ratio
NAD/NADHH di dalam sel sangat penting untuk
pengaturan laju dan arah reaksi.
14
Tahap ke 7. Fosfogliseril Kinase Merupakan reaksi
fosforilasi tingkat substrat untuk ADP menjadi
3PG dan ATP Karena dihasilkan 2 molekul ATP untuk
setiap 1 glukosa, maka pada tahap ini, reaksi
menjadi impas
15
Tahap ke 8. Fosfogliseril mutase Reaksi pada
kondisi standar cenderung lebih ke arah kiri
untuk membentuk 3PG Di dalam sel, konsentrasi 3PG
dijaga pada konsentrasi yg selalu tinggi,
sehingga reaksi cenderung ke arah kanan
16
Tahap ke 9. Enolase Dikatalisis oleh enzim
enolase dan ion Mg sebagai kofaktor Merupakan
reaksi dehidrasi sederhana dari 2PG menjadi
PEP Mempunyai 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
17

• Tahap ke 10. Piruvat Kinase
• Reaksi 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

18
(No Transcript)
19
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.

20
Daur Kreb (TCA)
21
Glikolisis vs TCA
Glikolisis Reaksi berjalan linier Lokasi di sitoplasma TCA Reaksi siklis Letak di matriks mitokondria
22
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.
23
Aconitase
Tahap 2. Akonitase, Satu molekul air dikeluarkan
dan yang lain ditambahkan kembali. Selisih hasil
sitrat menjadi isositrat (isomer).
24
Isocitrate DH
Tahap 3. Isositrat dehidrogenase Substrat
kehilangan molekul CO2. Senyawa berkarbon 5 yang
tersisa dioksidasi. Mereduksi NAD menjadi NADH.
25
Ketoglutarat DH compleks
Suksinil coA sintetase
Suksinal-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.
26
Suksinate DH
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.
fumarase
Tahap 7. Fumarat hidratase, membentuk
oksaloasetat dan satu NADH lagi dari malat.
Ikatan dalam substrat disusun ulang (melalui
penambahan molekul air).
27
Malate DH
Tahap 8. Malat dehidrogenase Langkah oksidatif
terakhir menghasilkan molekul NADH lain
meregenerasi oksaloasetat (menerima satu fragmen
berkarbon 2 dari asetil CoA untuk putran siklus
selanjutnya).
28
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

29

• 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.

30
BIOSINTESIS KARBOHIDRAT DALAM JARINGAN
HEWAN Sintesis glukosa sangat penting krn otak
dan sistem saraf kita membutuhkan glukosa sebagai
sumber energi utama
31

• PRINSIP-PRINSIP PENGATURAN BIOSINTESIS
• Lintas yang dilalui di dalam biosintesis suatu
  biomolekul, biasaya tidak identik dengan lintas
  yang dilalui pada proses degradasinya.
• Lintas biosintetis dikontrol oleh enzim pengatur
  yang berbeda dari enzim yang mengontrol lintas
  katabolik yang bersangkutan
• Memerlukan energi ATP, prosesnya tidak dapat
  balik (seperti pada proses katabolisme)

32
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

33
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.

34
(No Transcript)
35
Siklus cori
Glikogen hati
Glukosa darah
Asam laktat
Glikogen otot
36

• 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)

37
(No Transcript)