METABOLISME KARBOHIDRAT-1
-
Upload
michael-kevin-mahardi -
Category
Documents
-
view
70 -
download
3
Transcript of METABOLISME KARBOHIDRAT-1
METABOLISME KARBOHIDRAT
Sebagai salah satu sumber energi bagi tubuh, karbohidrat merupakan salah satu
sumber energi bagi tubuh yang terpenting. Namun untuk bisa menggunakan karbohidrat
sebagai salah satu sumber energi, karbohidrat harus melalui beberapa proses. Karbohidrat
yang kita makan berada dalam bentuk polisakarida, atau yang biasanya disebut sebagai
karbohidrat kompleks, sedangkan karbohidrat yang bisa digunakan oleh tubuh untuk
menghasilkan energi adalah karbohidrat sederhana.Oleh sebab itu ada proses
pencernaan/digestif yang digunakan untuk memecah karbohidrat yang kompleks itu menjadi
karbohidrat yang sederhana. Setelah suatu senyawa berada di dalam bentuk yang paling
sederhana, yaitu dalam bentuk monosakarida untuk karbohidrat, maka senyawa tersebut akan
masuk ke dalam suatu rantai pemecahan yang berikutnya, yaitu tahapan penghasilan energi.
Pada dasarnya, terdapat enam jalur oksidasi karbohidrat, yang terdiri atas :
1. Glikolisis anaerob
Sering pula dikenal sebagai jalur Embden Meyerhof. Merupakan proses glikolisis
yang terjadi karena sedikitnya jumlah oksigen.
2. Glikolisis aerob
Biasanya dikenal sebagai Siklus Krebs atau TCA cycle(Tri-carbocylic acid cycle atau
siklus asam trikarboksilat). Merupakan proses glikolisis yang terjadi dikarenakan
banyaknya jumlah oksigen.
3. Jalur glikogenesis dan glikogenolisis
4. Jalur asam glukoronat
5. Jalur HMP-Shunt
6. Jalur glukoneogenesis
Namun saya hanya akan membahas tiga dari enam cara yang disajikan tersebut, yang akan
saya bahasa adalah proses glikolisis anaerob, jalur glikogenesis, dan glikogenolisis, dan jalur
glukoneogenesis.
Glikolisis
Biasanya juga disebut sebagai jalur Embden-Meyerhof, berlangsung di dalam sitosol
sel pada jaringan-jaringan tubuh. Biasanya proses ini dibagi menjadi dua kelompok deretan
reaksi, yaitu :
1. Kelompok deretean reaksi heksosa dengan kelengkapannya
1
Dimulai pada saat terjadinya perubahan glukosa menjadi glukosa-6-fosfat, dan
berakhir pada pembentukkan fruktosa-1,6-bisfosfat dari fruktosa-6-fosfat. Reaksi ini
dikatalis oleh dua enzim, yaitu enzim glukokinase, dan enzim heksokinase. Enzim
glukokinase bekerja spesifik pada glukosa(terjadi pada hepar), dan enzim heksokinase
bekerja secara umum pada semua jenis heksosa(terjadi pada otot) dan mengaitkan
ATP sebagai sumber gugus fosfat atom C6(carbon ke-6) molekul glukosa-6-fosfat
yang dihasilkannya.
2. Kelompok deretean reaksi triosa dengan kelengkapannya
Dimulai pada saat pembentukkan 1 molekul gliseraldehid-3-fosfat, dan 1 molekul
dihidroksiaseton fosfat yang berasal dari pemecahan molekul fruktosa-1,6-bisfosfat
dan berakhir pada pemebntukkan asam laktat dari asam piruvat. Mula-mula proses ini
terjadi pada saat dihidroksi aseton fosfat diubah menjadi gliseraldehid-3-fosfat, reaksi
ini dikatalis dengan menggunakan enzim isomerase yang bersifat reversibel. Secara
umum reaksi ini menggambarkan bahwa 1 molekul glukosa-6-fosfat akan
menghasilkan 2 buah molekul gliseraldehid-3-fosfat(1 molekul heksosa akan
menghasilkan 2 molekul triosa).
Berikut ini adalah gambar rangkaian reaksi yang terjadi di dalam glikolisis, yaitu :
2
Judoasetat
Fluorida
Deretan reaksi heksosa dan pelengkapnya
Deretan reaksi triosa dan pelengkapnya
Beberapa tahapan reaksi yang terjadi pada jalur Embden Meyerhof dapat dihambat
oleh beberapa senyawa tertentu, diantaranya adalah :
1. Judoasetat menghambat kerja enzim gliseraldehid-3-fosfat dehidrogenase.
2. Fluorida menghambat kerja enzim enolase
Glikogenesis
Glikogenesis merupakan suatu tahapan yang berkaitan dengan kadar gula dalam darah
seseorang. Tugas utamanya adalah untuk menjaga kestabilan gula dalam darah tubuh
seseorang. Glukosa-6-fosfat merupakan senyawa intermediet yang menjadi titik temu antara
jalur glikogenesis, dan glikogenolisis. Berikut ini adalah penjelasan mengenai proses
glikogenesis.
Awal reaksi ini mirip dengan reaski yang terjadi pada jalur Embden Meyerhof, yaitu
reaksi pembentukkan glukosa-6-fosfat dari glukosa yang dikatalis oleh enzim
heksokinase atau enzim glukokinase, dimana reaksinya bersifat irreversibel.
3
Gugus fosfat karbon-6 dimutasi intermolekuler ke karbon-1 molekul glukosa yang
menghasilkan glukosa-1-fosfat dari glukosa-6-fosfat(perpindahan nomor atom karbon
yang berikatan dengan fosfat). Reaksi ini dikatalis oleh enzim fosfoglukomutase yang
bersifat irreversibel.
Glukosa-1-fosfat dikatalis dengan enzim UDPG pirofosforilase yang bersifat
reversibel, dan menghasilkan UDPG(Uridin Di Phosphat Glukosa) yang dikenal pula
sebagai “glukosa aktif”.
Atom karbon-1 molekul glukosa dari molekul UDPG dengan dikatalis oleh enzim
glikogen sintase, akan membentuk ikatan glukosidat dengan karbon-4 residu glukosa
terminal dari molekul glikogen primer(yang sudah tersedia sebelumnya), ini
merupakan reaksi awal dari reaksi pemebentukkan glikogen yang seutuhnya. Jika
rantai glukosida tersebut telah mencapai panjang rantai yang minimal terdiri dari 11
residu glukosa, maka dibentuklah suatu titik pencabangan yang dikatalis oleh
branching enzyme(amilo 1,4-1,6-transglukosidase).
Cabang baru ini memperpanjang rantai glukosa dengan cara yang pertama tadi,
hingga rantai yang terbentuk minimal berjumlah 11 residu glukosa. Hal ini
berlangsung terus menerus hingga pohon molekul glikogen terbentuk secara tuntas.
4
Glikogenolisis
Sama seperti pada glikogenesis, glikogenolisis berperan dalam pengaturan kadar gula
di dalam darah seseorang, namun proses glikogenolisis bukan merupakan suatu proses yang
berkebalikan dengan glikogenesis karena kerja enzim yang bersifat reversibel, melainkan
keduanya merupakan proses yang berbeda dengan mempunyai jalurnya masing-masing.
Pemecahan ikatan glukosida-1,4- yang dimulai dari bagian terminal setiap rantai cabang yang
mengarah ke pangkal percabangan rantai, hingga dihasilkannya 4 residu glukosa tersisa dari
titik percabangan rantai. Reaksi ini dikatalis oleh enzim fosforilase spesifik dan dihasilkan
glukosa-1-fosfat.
5
Gambar pohon glikogen
Unit trisakarida dari residu 4 molekul glukosa yang tersisa tadi dipindahkan ke rantai
cabang lainnya, reaksi ini dikatalis oleh enzim glukan transferase, yang mengakibatkan titik
cabang -1,6- menjadi terbuka. Selanjutnya titik cabang -1,6- glukosida yang terbuka ini di
hidrolisis oleh “debranching enzyme” yang bersifat spesifik, berupa enzim amino-1,6-
glukosidase. Selanjutnya gugus fosfat pada atom C-1(atom karbon ke-satu) dari molekul
glukosa-1-fosfat dimutasi intermolekuler membentuk glukosa-6-fosfat, reaksi ini dikatalis
oleh enzim fosfoglukomutase yang bersifat irreversibel. Enzim adenilat siklase dapat
mempengaruhi proses glikogenolisis, dan glikogenesis secara tidak langsung, karena adenilat
siklase merangsang pembentukan AMP siklis dari ATP yang bersifat merangsang fosforilasi,
dan menekan glikogen sintase.
6
Gambar proses glikogenolisis
7
Gambar hubungan antara jalur glikogenolisis, dengan glikogenesis
Jalur glukoneogenesis
Berdasarkan namanya, jalur glukoneogenesis merupakan suatu reaksi pembentukan
glukosa yang berasal dari senyawa-senyawa non-karbohidrat, misalnya adalah asam-asam
amino, dan senyawa-senyawa intermediet yang dijumpai di jalur-jalur metabolisme.
Glukoneogenesis berlangsung pada keadaan tubuh yang sedang mengalami kekurangan
glukosa untuk memenuhi energi yang diperlukan oleh tubuh. Pada jalur glikolisis anaerob,
yang berlangsung di sitosol, terdapat satu kendala yang tidak mungkin untuk proses
pembentukkan kembali glukosa, karena enzim-enzim piruvat kinase yang mengkatalis
perubahan PEP menjadi keto-piruvat, bersifat irreversibel dan tidak dijumpai enzim lain yang
membalikkan secara langsung reaksi yang dikatalisnya tersebut. Hal ini dapat diatasi dengan
cara dimana asam piruvat dari sitosol memasuki mithokondria lebih dahulu. Selanjutnya di
dalam mithokondria, asam piruvat membentuk oksaloasetat yang dikatalis oleh enzim piruvat
karboksilase. Proses berikutnya adalah oksaloasetat tersebut membentuk malat yang dikatalis
oleh enzim malat dehidrogenase dengan Ko-DH-ase, dan NADH.
Selanjutnya, malat akan keluar menembus mithokondria ke dalam sitosol, dan di
dalam sitosol, malat membentuk oksaloasetat kembali yang dikatalis oleh eznim malat DH-
ase(malat dehidrogenase) dengan Ko-DH-ase, dan NAD+. Proses terakhir terjadi di sitosol,
dimana oksaloasetat membentuk fosfoenolpiruvat yang dikatalis oleh enzim fosfoenol piruvat
karboksikinase dengan GTP, sebagai sumber gugus fosfat di terikat di dalam molekul PEP,
dengan demikian untuk selanjutnya jalur glikolisis anaerob EM(Embden Meyerhof) dapat
dikembalikan sampai terbentuknya glukosa yang diperlukan.
Perlu diingat, bahwa proses ini tidak terjadi pada glukosa yang terdapat di dalam otot,
karena setelah terbentuknya glukosa-6-fosfat dari reaksi balik glikolisis anaerob EM(Embden
Meyerhof) tidak dapat membentuk glukosa, karena otot tidak mengandung enzim glukosa-6-
fosfatase, yang mengkatalis perubahan glukosa-6-fosfat menjadi glukosa. Glukoneogenesis
pada mamalia, terjadi terutama di hati, dan ginjal.
8
9
Gambar proses jalur glukoneogenesis
10
Gambar hubungan antara siklus krebs dan glukoneogenesis
Daftar Pustaka
Murray Robert K, Granner Daryl K, Mayes Peter A, Rodwell Victor W. Biokimia Harper.
Edisi-25. Jakarta : EGC, 2000
Hardjasasmita Panjita. Ikthisar Biokimia Dasar B. Edisi-8. Jakarta : Balai penerbit Fakultas
Kedokteran Universitas Indonesia, 1999.
Iskandar Yul. Biokimia BAG I. Edisi-8. Jakarta : Yayasan Dharma Graha, 1980
Hardjasasmita Panjita. Ikthisar Biokimia Dasar A. Jakarta : Balai penerbit Fakultas
Kedokteran Universitas Indonesia, 2000
11