Metabolisme karbohidrat 2
-
Upload
novrie-loverz -
Category
Education
-
view
773 -
download
4
description
Transcript of Metabolisme karbohidrat 2
![Page 1: Metabolisme karbohidrat 2](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061611/5590ff201a28ab466b8b461b/html5/thumbnails/1.jpg)
Biokimia
Evy Rossi METABOLISME KHARBOHIDRAT
Semeter Genap 2009/2010Fakultas Pertanian
Universitas Riau
Selamat Datang
![Page 2: Metabolisme karbohidrat 2](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061611/5590ff201a28ab466b8b461b/html5/thumbnails/2.jpg)
Pendahuluan
• Metabolisme adalah segala proses-proses yang terjadi dalam makhluk hidup baik yang bersel tunggal ataupun banyak.
• Jika proses-proses tersebut terjadi setelah unsur-unsur makanan dicerna dan diserap disebut Metabolisme Intermediate
• Metabolisme intermediate merupakan suatu bidang luas yang berupaya memahami bukan saja lintasan metabolik yang dialami oleh masing-masing molekul, tetapi juga interelasi dan mekanisme yang mengatur arus metabolit melewati lintasan tersebut.
![Page 3: Metabolisme karbohidrat 2](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061611/5590ff201a28ab466b8b461b/html5/thumbnails/3.jpg)
Lintasan metabolisme Intermediate
dapat digolongkan menjadi 3 kategori 1. 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. 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.
![Page 4: Metabolisme karbohidrat 2](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061611/5590ff201a28ab466b8b461b/html5/thumbnails/4.jpg)
3. 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.
..................Lintasan metabolisme Intermediate
![Page 5: Metabolisme karbohidrat 2](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061611/5590ff201a28ab466b8b461b/html5/thumbnails/5.jpg)
Karbohidrat Protein Lipid
Gula sederhana (terutama glukosa)
Asam amino Asam lemak + gliserol
Asetil KoA
Siklus asam sitrat 2H ATP
2CO2
Pencernaan dan absorpsi
Katabolisme
Ilustrasi skematis dari lintasan metabolik dasar
![Page 6: Metabolisme karbohidrat 2](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061611/5590ff201a28ab466b8b461b/html5/thumbnails/6.jpg)
Karbohidrat yang mengalami katabolisme menjadi energi dalam bentuk monosakarida.
Glukosa merupakan metabolik utama bagi jaringan mamalia (kecuali hewan pemamah biak)
Glukosa sebagai bahan bakar utama 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.
![Page 7: Metabolisme karbohidrat 2](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061611/5590ff201a28ab466b8b461b/html5/thumbnails/7.jpg)
Asetil KoA akan masuk ke jalur persimpangan yaitu siklus asam sitrat. Dalam tahap ini dihasilkan energi berupa ATP.
Jika sumber glukosa 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.
![Page 8: Metabolisme karbohidrat 2](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061611/5590ff201a28ab466b8b461b/html5/thumbnails/8.jpg)
Jika terjadi defisiensi glukosa di diet sebagai sumber energi, maka glikogen dipecah menjadi glukosa. Selanjutnya glukosa mengalami glikolisis, diikuti dengan oksidasi piruvat sampai dengan siklus Kreb’s
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.
![Page 9: Metabolisme karbohidrat 2](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061611/5590ff201a28ab466b8b461b/html5/thumbnails/9.jpg)
Metabolisme Karbohidrat terdiri dari berbagai tahapan/macam baik Kabolisme atau Anabolisme:
1. Glikolisis2. Siklus Krebs3. Transport Elektron4. Lintasan Pentosa5. Glukoneogenesis6. Glikogenesis7. Glikogenolisis
![Page 10: Metabolisme karbohidrat 2](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061611/5590ff201a28ab466b8b461b/html5/thumbnails/10.jpg)
Glikolisis
• Glikolisis adalah proses perombakan glukosa menjadi:
1. Asan Piruvat (pada suasana aerob/ tersedia oksigen) 2. Asam laktat (pada suasana an aerob/ tidak tersedia oksigen) • Terjadi di dalam Sitosol• Glikolisis merupakan jalur utama
metabolisme glukosa agar terbentuk asam piruvat, dan selanjutnya asetil-KoA untuk dioksidasi dalam siklus asam sitrat.
![Page 11: Metabolisme karbohidrat 2](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061611/5590ff201a28ab466b8b461b/html5/thumbnails/11.jpg)
GlycolysisGlycolysisWhat is glycolysis? Ten step metabolic pathway to convert glucose into two molecules of pyruvate and two molecules each of NADH and ATP.
All carbohydrates to be catabolized must enter the glycolytic pathway.
Glycolysis is central in generating both energy and metabolic
intermediaries.
![Page 12: Metabolisme karbohidrat 2](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061611/5590ff201a28ab466b8b461b/html5/thumbnails/12.jpg)
-PyruvatePyruvate can be further processed:
a) anaerobically to lactatelactate in muscle and in certain micro-organisms or
b) anaerobically to ethanolethanol (fermentation) or
c) aerobically to CO2 and H2O via the citric acid cycle.
![Page 13: Metabolisme karbohidrat 2](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061611/5590ff201a28ab466b8b461b/html5/thumbnails/13.jpg)
• glikolisis juga menjadi lintasan utama metabolisme fruktosa dan galaktosa.
• Keseluruhan persamaan reaksi untuk glikolisis yang menghasilkan laktat adalah:
Glukosa + 2ADP +2Pi 2L(+)-Laktat +2ATP +2H2O
![Page 14: Metabolisme karbohidrat 2](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061611/5590ff201a28ab466b8b461b/html5/thumbnails/14.jpg)
GLYCOLYSIS GLYCOLYSIS Glucose ATP hexokinase ADP Glucose 6-phosphate phosphogluco- isomerase Fructose 6-phosphate ATPphosphofructokinase ADP Fructose 1,6-bisphosphate aldolase
triose phosphate isomerase Dihydroxyacetone Glyceraldehyde phosphate 3-phosphate
![Page 15: Metabolisme karbohidrat 2](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061611/5590ff201a28ab466b8b461b/html5/thumbnails/15.jpg)
Glyceraldehyde 3-phosphateglyceraldehyde NAD+ + Pi
3-phosphate NADH + H+
dehydrogenase 1,3-Bisphosphoglycerate ADPphosphoglycerate kinase ATP 3-Phosphoglyceratephosphoglyceromutase 2-Phosphoglycerate enolase H2O Phosphoenolpyruvate ADP pyruvate kinase ATP Pyruvate
![Page 16: Metabolisme karbohidrat 2](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061611/5590ff201a28ab466b8b461b/html5/thumbnails/16.jpg)
ATP ADP
glucose glucose 6-phosphate
1. Fosforilasi Glukosa menjadi Glukosa 6-P (First phosphorylation and First phosphorylation )
Tahapan-tahapan Reaksi Glikolisis
heksokinase atau glukokinase
First Phase:
![Page 17: Metabolisme karbohidrat 2](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061611/5590ff201a28ab466b8b461b/html5/thumbnails/17.jpg)
2- Isomerization of glucose 6-phosphate Enzyme = phosphoglucoisomerasephosphoglucoisomerase
glucose 6-phosphate fructose 6-phophate
![Page 18: Metabolisme karbohidrat 2](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061611/5590ff201a28ab466b8b461b/html5/thumbnails/18.jpg)
3- Fruktosa -6 P mengalami fosforilasi menjadi Fruktosa -1,6 di P Second phosphorylation and second ATP investment
-second ATP investment-highly exergonic, essentiallyirreversible, G°´= -14.2 kJ/mole- highly regulatedregulated, modulating carbonflux through glycolysis in response to energy and carbon requirements
fructose 1,6 bisphosphate
ATP ADP
phosphofructokinasephosphofructokinase
fructose 6 phosphate
![Page 19: Metabolisme karbohidrat 2](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061611/5590ff201a28ab466b8b461b/html5/thumbnails/19.jpg)
4- Fruktosa 1,6-bifosfat dipecah menjadi 2 senyawa triosa fosfat (Cleavage to two triose phosphates)
aldolasealdolase
HC=O H2COP HCOH O=C HCOP + CH2OH H
glyceraldehyde dihydroxyacetoneglyceraldehyde dihydroxyacetone 3-phosphate phosphate3-phosphate phosphate
![Page 20: Metabolisme karbohidrat 2](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061611/5590ff201a28ab466b8b461b/html5/thumbnails/20.jpg)
5- Isomerization of dihydroxyacetone phosphate Enzyme = triose-phosphate isomerasetriose-phosphate isomerase
H2C-OH C=O
CH2-O- P
dihydroxyacetone glyceraldehyde phosphate 3-phosphate
triose-phosphate isomerasetriose-phosphate isomerase
![Page 21: Metabolisme karbohidrat 2](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061611/5590ff201a28ab466b8b461b/html5/thumbnails/21.jpg)
End of First Phase: Production of two glyceraldehyde 3-phosphate molecules from one glucose molecule with the expenditure of two ATPs. Therefore: the energy yields of the following steps are multipled by two.…… Next Second Phase:Second Phase:
![Page 22: Metabolisme karbohidrat 2](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061611/5590ff201a28ab466b8b461b/html5/thumbnails/22.jpg)
6- Oxidation of glyceraldehyde 3-phosphate Enzyme= glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase
+
-addition of phosphate, oxidation, production of NADH, formation of high energy compound
glyceraldehyde 3-phosphate 1,3 bisphosphoglycerate
O OPO O NAD NADH OOPOH C=O O HCOH H2C O- P
![Page 23: Metabolisme karbohidrat 2](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061611/5590ff201a28ab466b8b461b/html5/thumbnails/23.jpg)
Reaksi pada tahap 6 menghasilkan senyawa NADH = nicotinamide adenine dinucleotide, dalam bentuk tereduksi
H
![Page 24: Metabolisme karbohidrat 2](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061611/5590ff201a28ab466b8b461b/html5/thumbnails/24.jpg)
7- Transfer of phosphate to make ATP (reaksi fosforilasi tingkat substrat) Enzyme = phosphoglycerate kinase
first substrate level phosphorylation, yielding ATP2 1,3 bis PG yield 2 ATPs, thus so farATP yield = ATP input
O=C-O- P O=C-OH P HC-OH + P HC-OH + PH2C-O-P P H2C-O-P P Adenosine (ADP) Adenosine (ATP)
1,3 diP glycerate 3-phosphoglycerate
![Page 25: Metabolisme karbohidrat 2](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061611/5590ff201a28ab466b8b461b/html5/thumbnails/25.jpg)
8- Phosphate shift setup
Enzyme= phosphoglycerate mutase
- shifts phosphate from position 3 to 2- reversible,
![Page 26: Metabolisme karbohidrat 2](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061611/5590ff201a28ab466b8b461b/html5/thumbnails/26.jpg)
9- Generation of second very high energy compound by a dehydration. Enzyme = enolase
Reaksi ini melibatkan dehidrasi serta pendistribusian kembali energi di dalam molekul, menaikkan valensi fosfat dari posisi 2 ke status berenergi tinggi.
![Page 27: Metabolisme karbohidrat 2](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061611/5590ff201a28ab466b8b461b/html5/thumbnails/27.jpg)
10- Final generation of ATP Enzyme = pyruvate kinase
P O H ADP ATP O-OOC-C=CH -OOC-C-CH3
phosphoenolpyruvate pyruvate
second substrate levelphosphorylation yielding ATPFosfat berenergi tinggi PEP dipindahkan pada ADP oleh enzim piruvat kinase sehingga menghasilkan ATP. Enol piruvat yang terbentuk dalam reaksi ini mengalami konversi spontan menjadi keto piruvat
![Page 28: Metabolisme karbohidrat 2](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061611/5590ff201a28ab466b8b461b/html5/thumbnails/28.jpg)
BookkeepingBookkeeping:- 2 ATPs from each glyceraldehyde 3-phosphate = total of 4 per original glucose in second phase.
- 2 molecules of NADH also produced.
- 2 ATPs were invested in the first phase of glycolysis.
Glycolysis: Invest 2 ATP 4 ATP net 2 ATP and 2 NADH
![Page 29: Metabolisme karbohidrat 2](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061611/5590ff201a28ab466b8b461b/html5/thumbnails/29.jpg)
Summary of Energy RelationshipsSummary of Energy Relationships
for Glycolysisfor Glycolysis Input = 2 ATP 1. glucose + ATP glucose-6-P 2. fructose-6-P + ATP fructose 1,6 diphosphate
Output = 4 ATP + 2 NADH1. 2 glyceraldehyde 3-P + 2 Pi + 2 NAD+ 2 (1,3 bisphosphoglycerate) + 2 NADH2. 2 (1,3 bisphosphoglycerate) + 2 ADP 2 (3-P-glycerate) + 2 ATP3. 2 PEP + 2 ADP 2 pyruvate + 2 ATP
Net = 2 ATP and 2 NADH