Senin, 16 Maret 2015



MAKALAH
BIOKIMIA
METABOLISME KARBOHIDRAT





Disusun oleh :
1.   Riska Mistakhul Jannah (B1R14023)
2.   Rizki Bima Sakti Nugraha (B1R14024)
3.   Siti Khusnul Khotimah (B1R14025)



STIKes HUTAMA ABDI HUSADA
TULUNGAGUNG
TAHUN AJARAN 2014/2015
BAB 1
PENDAHULUAN


Karbohidrat adalah komponen dalam makanan yang merupakan sumber energi yang utama bagi organisme hidup. Dalam makanan kita, karbohidrat terdapat sebagai polisakarida yang dibuat dalam tumbuhan dengan cara fotosintesis.
Tumbuhan merupakan gudang yang menyimpan karbohidrat dalam bentuk amilum dan selulosa. Amilum digunakan oleh hewan dan manusia apabila ada kebutuhan untuk memproduksi energi. Di samping dalam tumbuhan, dalam tubuh hewan dan manusia juga terdapat karbohidrat yang merupakan sumber energi, yaitu glikogen.
Pada proses pencernaan makanan, karbohidrat mengalami proses hidrolisis, baik dalam mulut, lambung maupun usus. Hasil akhir proses pencernaan karbohidrat ini ialah glukosa, fruktosa, galaktosa, dan manosa serta monosakarida lainnya. Senyawa-senyawa ini kemudian diabsorbsi melalui dinding usus dan dibawa ke hati oleh darah.
Dalam sel-sel tubuh, karbohidrat mengalami berbagai proses kimia. Proses inilah yang mempunyai peranan penting dalam tubuh kita. Reaksi-reaksi kimia yang terjadi dalam sel ini tidak berdiri sendiri, tetapi saling berhubungan dan saling mempengaruhi. Sebagai contoh apabila banyak glukosa yang teroksidasi untuk memproduksi energi, maka glikogen dalam hati akan mengalami proses hidrolisis untuk membentuk glukosa. Sebaliknya apabila suatu reaksi tertentu menghasilkan produk yang berlebihan, maka ada reaksi lain yang dapat menghambat produksi tersebut. Dalam hubungan antar reaksi ini enzim-enzim mempunyai peranan sebagai pengatur dan pengendali. Proses kimia yang terjadi dalam sel ini disebut metabolisme. Oleh karena itu, dalam makalah ini akan dijelaskan satu persatu tentang proses metabolisme karbohidrat, sehingga pembaca akan lebih mengerti.















BAB 2
PEMBAHASAN


1.     Pengertian

Metabolisme adalah keseluruhan proses kimiawi dalam tubuh organisme yang melibatkan energi dan enzim, diawali dengan substrat awal dan diakhiri produk akhir. Metabolisme dapat digolongkan menjadi dua, yakni proses penyusunan yang disebut anabolisme dan proses pembongkaran yang disebut katabolisme.

Karbohidrat merupakan hasil sintesis CO2 dan H2O dengan bantuan sinar matahari dan zat hijau daun (klorofil) melalui fotosintesis. Zat makanan ini merupakan sumber energi bagi organisme heterotrof (makhluk hidup yang memperoleh energi dari sumber senyawa organik di lingkungannya). Pada proses pencernaan makanan, karbohidrat mengalami proses hidrolisis (penguraian dengan menggunakan molekul air). Proses pencernaan karbohidrat terjadi dengan menguraikan polisakarida menjadi monosakarida.

Jadi, pengertian metabolisme karbohidrat adalah suatu proses reaksi secara mekanis dan kimiawi karbohidrat di dalam tubuh makhluk hidup.(Reece-Mitchell, 2002:90).

2.     Jenis-Jenis Metabolisme Karbohidrat

Proses metabolisme karbohidrat secara garis besar terdiri dari dua cakupan yakni reaksi pemecahan atau katabolisme dan reaksi pembentukan atau anabolisme. Pada proses pembentukan salah satu unsur yang harus terpenuhi
adalah energi. Energi ini dihasilkan dari proses katabolisme.

Metabolisme karbohidrat pada manusia terutama :
•     Glikolisis, yaitu oksidasi glukosa atau glikogen menjadi piruvat dan asam laktat melalui Embden-Meyerhof  Pathway (EMP).
•     Glikogenesis, yaitu sintesis glikogen dari glukosa.
•     Glikogenolisis, yaitu pemecahan glikogen, pada hepar hasil akhir adalah glukosa, sedangkan di otot diubah menjadi piruvat dan asam laktat.
•     Siklus Krebs atau siklus asam trikarboksilat atau siklus asam sitrat adalah suatu jalan bersama dari oksidasi karbohidrat, lemak dan protein melalui asetil-Ko-A dan akan dioksidasikan secara sempurna menjadi CO2& H2O.
•     Heksosa Monofosfat Shunt atau siklus pentosa fosfat adalah suatu jalan lain dari oksidasi glukosa selain EMP dan siklus Krebs.
•     Glukoneogenesis, yaitu pembentukan glukosa atau glikogen dari zat-zat bukan karbohidrat.
•     Oksidasi asam piruvat menjadi asetil Ko-A, yaitu lanjutan dari glikolisis serta menjadi penghubung antara glikolisis dan siklus Krebs.

3.     Macam- macam Metabolisme Karbohidrat

1.    Katabolisme
Respirasi Aerob
a.     Glikolisis
Tahap ini merupakan awal terjadinya respirasi sel. Molekul glukosa akan masuk ke dalam sel melalui proses difusi. Agar dapat bereaksi, glukosa diberi energi aktivasi berupa satu ATP. Hal ini mengakibatkan glukosa dalam keadaan terfosforilasi menjadi glukosa-6-fosfat yang dibantu oleh enzim heksokinase. Secara singkat, glukosa-6-fosfat dipecah menjadi 2 buah molekul gliseraldehid-3-fosfat (PGAL) dengan bantuan satu ATP dan enzim fosfoheksokinase. Proses selanjutnya merupakan proses eksergonik. Hasilnya adalah 4 molekul ATP dan hasil akhir berupa 2 molekul asam piruvat (C3). Secara lengkap, proses glikolisis yang terjadi sebagai berikut

§  Glikolisis merupakan proses pengubahan molekul sumber energi, yaitu glukosa yang mempunyai 6 atom C manjadi senyawa yang lebih sederhana, yaitu asam piruvat yang mempunyai 3 atom C.

§  Reaksi ini berlangsung di dalam sitosol (sitoplasma).

§  Reaksi glikolisis mempunyai sembilan tahapan reaksi yang dikatalisis oleh enzim tertentu,

§  Dari sembilan tahapan reaksi tersebut dapat dikelompokkan menjadi dua fase, yaitu fase investasi energi, yaitu dari tahap 1 sampai tahap 4, dan fase pembelanjaan energi, yaitu dari tahap 5 sampai tahap 9.

§  Pertama-tama, glukosa mendapat tambahan satu gugus fosfat dari satu molekul ATP, yang kemudian berubah menjadi ADP, membentuk glukosa 6-fosfat.

§  Setelah itu, glukosa 6-fosfat diubah oleh enzim menjadi isomernya, yaitu fruktosa 6-fosfat. Satu molekul ATP yang lain memberikan satu gugus fosfatnya kepada fruktosa 6-fosfat, yang membuat ATP tersebut menjadi ADP dan fruktosa 6-fosfat menjadi fruktosa 1,6-difosfat. Kemudian, fruktosa 1,6-difosfat dipecah menjadi dua senyawa yang saling isomer satu sama lain, yaitu dihidroksi aseton fosfat dan PGAL (fosfogliseraldehid atau gliseraldehid 3-fosfat).

§  Tahapan-tahapan reaksi diatas itulah yang disebut dengan fase investasi energi.

§  Selanjutnya, dihidroksi aseton fosfat dan PGAL masing-masing mengalami oksidasi dan mereduksi NAD+, sehingga terbentuk NADH, dan mengalami penambahan molekul fosfat anorganik (Pi) sehingga terbentuk 1,3-difosfogliserat.
§  Kemudian masing-masing 1,3-difosfogliserat melepaskan satu gugus fosfatnya dan berubah menjadi 3-fosfogliserat, dimana gugus fosfat yang dilepas oleh masing-masing 1,3-difosfogliserat dipindahkan ke dua molekul ADP dan membentuk dua molekul ATP.

§  Setelah itu, 3-fosfogliserat mengalami isomerisasi menjadi 2-fosfogliserat. Setelah menjadi 2-fosfogliserat, sebuah molekul air dari masing-masing 2-fosfogliserat dipisahkan, menghasilkan fosfoenolpiruvat.

§  Terakhir, masing-masing fosfoenolpiruvat melepaskan gugus fosfat terakhirnya, yang kemudian diterima oleh dua molekul ADP untuk membentuk ATP, dan berubah menjadi asam piruvat.

§  Setiap pemecahan 1 molekul glukosa pada reaksi glikolisis akan menghasilkan produk kotor berupa 2 molekul asam piruvat, 2 molekul NADH, 4 molekul ATP, dan 2 molekul air.

§  Akan tetapi, pada awal reaksi ini telah digunakan 2 molekul ATP, sehingga hasil bersih reaksi ini adalah 2 molekul asam piruvat ( ), 2 molekul NADH, 2 molekul ATP, dan 2 molekul air.

Walaupun empat molekul ATP dibentuk pada tahap glikolisis, namun hasil reaksi keseluruhan adalah dua molekul ATP. Ada dua molekul ATP yang harus diberikan pada fase awal glikolisis. Tahap glikolisis tidak memerlukan oksigen.

Glukosa (Glu)
Glukosa G-Posfat (GGP)
Gliseraldehid 3-P (G3P)
 
                                          ATP
                                      ADP                                                        1. Enzim Heksokinase
 

Fruktosa G-Posfat (FGP)
2. Enzim Fosfoglukoisomerase
                            ATP
Fruktosa 1 dan 6 – Biosfat (FDP)
3.Enzim Fosfofruktokinase
                                ADP
4.Enzim Aldolase
Gliseraldehid 3-P (G3P)
 


5. Enzim Gliseraldehid
                                         5. Enzim Gliseraldehid                                                                      3-p Dehidrogen
1,3 Bisfosfogliserat (DPG)
1,3 Bisfogliserat (DPG)
NADH                                          3-p dehidrokinase
 

ADP                                            6. Enzim Fosfogliserokinase                                                      6. Enzim                                                                                                                
Fosfogliserokinase
3-Fosfogliserat
3-Fosfogliserat
ATP                                                                                                                                                                                               
                                                    7. Enzim Fosfogliseromutase                                                        7. Enzim
Fosfoggliseromutase
2-Fosfogliserat
2-Fosfogliserat (2PG)
 
                                                                                                                                                                            
Fosfoenolpirufat (PEP)
Fosfoenolpirufat (PEP)
8. Enzim Enolase                                                                                           8. Enzim                                   enolase
                                                                                                                                                                           
ADP                                          9. Enzim Pirufat kinase                                                                          9. Enzim pirufat
Pirufat
Pirufat
kinase
ATP

b.    Dekarboksilasi Oksidatif

Setiap asam piruvat yang dihasilkan kemudian akan diubah menjadi Asetil-KoA (koenzim-A). Asam piruvat ini akan mengalami dekarboksilasi sehingga gugus karboksil akan hilang sebagai CO2 dan akan berdifusi keluar sel. Dua gugus karbon yang tersisa kemudian akan mengalami oksidasi sehingga gugus hidrogen dikeluarkan dan ditangkap oleh akseptor elektron NAD+.

Gugus yang terbentuk, kemudian ditambahkan koenzim-A sehingga menjadi asetil-KoA. Hasil akhir dari proses dekarboksilasi oksidatif ini akan menghasilkan 2 asetil-KoA dan 2 molekul NADH. Pembentukan asetil-KoA memerlukan kehadiran vitamin B1. Berdasarkan hal tersebut, dapat diketahui betapa pentingnya vitamin B dalam tubuh hewan maupun tumbuhan.

                                                     2NADH
 +  2CoA                                                               O-CoA  +  2CO
Asam          Co-Enzim A
Piruvat

c.     Siklus Kreb atau Siklus Asam Sitrat

Pada bagian sebelumnya telah dibahas mengenai jalur glikolisis yang mengubah glukosa menjadi piruvat. Pada keadaan aerob, langkah berikutnya pada pembentukkan energi dari glukosa adalah dekarboksilasi oksidatif piruvat menjadi asetil koenzim A (asetil koA). Unit asetil aktif ini kemudian mengalami oksidasi sempurna menjadi CO2 melalui siklus asam sitrat.
Siklus asam sitrat adalah serangkaian reaksi kimia dalam sel, yaitu pada mitokondria, yang berlangsung secara berurutan dan berulang, bertujuan mengubah asam piruvat menjadi CO2, H2O dan sejumlah energi. Proses ini adalah proses oksidasi dengan menggunakaan oksigen atau aerob (Poedjiani, A : 264).
Siklus asam sitrat dikenal juga sebagai siklus asam trikarboksilat atau siklus krebs, menggunakan nama penemunya Hans Krebs seorang ahli biokimia yang banyak jasa atau sumbangannya dalam penelitian tentang metabolisme karbohidrat.
Siklus asam sitrat merupakan jalur metabolisme bersama untuk oksidasi molekul bahan bakar seperti asam amino, asam lemak dan karbohidrat, juga berperan sebagai sumber bahan pembangun untuk proses-proses biosintesis.Sebagian besar molekul masuk siklus asam sitrat sebagai Asetil KoA.Dekarboksilasi oksidatif piruvat menjadi asetil koA merupakan penghubung antara glikolisis dengan siklus asam sitrat. Pada eukariot, reaksi ini dan reaksi dalam siklus berlangsung dalam mitokondria, sedangkan glikolisis berlangsung di sitosol (Stryer, L : 525).

Berikut adalah gambaran ringkas siklus asam sitrat:
  • Senyawa C4 (oksaloasetat) berkondensasi dengan senyawa C2 membentuk senyawa C6 (asam trikarboksilat / sitrat). Reaksi dikatalisis oleh enzim sitrat sintase.
  • Sitrat mengalami isomerisasi menjadi isomer sitrat. Reaksi dikatalisis oleh enzim sitrat akotase.
  • Isomer sitrat kemudian mengalami dekarboksilasi oksidatif menjadi senyawa C5 (α-ketoglutarat). Reaksi dikatalisis oleh enzim isositrat dehidrogenase dan menghasilkan NADH dan CO2.
  • Senyawa ini mengalami dekarboksilasi oksidatif lagi menjadi senyawa C4 (suksinil ko-A. Reaksi dikatalisis oleh enzim α-ketoglutarat dehidrogenase dan menghasilkan NADH dan CO2.
  • Senyawa C4 (suksinil ko-A) lalu dipecah menjadi suksinat (C4). Reaksi dikatalisis oleh enzim suksinil koA sintase. Menghasilkan senyawa fosfat berenergi tinggi (GTP).
  • Suksinat (C4) dioksidasi menjadi fumarat (C4). Reaksi dikatalisis oleh enzim suksinat dehidrogenase dan menghasilkan FADH2.
  •  Fumarat (C4) mengalami hidrasi menjadi malat (C4). Reaksi dikatalisis oleh enzim fumarase.
  • Akhirnya malat (C4) dioksidasi menghasilkan kembali oksaloasetat (C4). Reaksi dikatalisis oleh enzim malat dehidrogenase dan menghasilkan NADH.

d.    Transport Elektron

Selama tiga proses sebelumnya, dihasilkan beberapa reseptor elektron yang bermuatan akibat penambahan ion hidrogen. Reseptor-reseptor ini kemudian akan masuk ke transfer elektron untuk membentuk suatu molekul berenergi tinggi, yakni ATP. Reaksi ini berlangsung di dalam membran mitokondria. Reaksi ini berfungsi membentuk energi selama oksidasi yang dibantu oleh enzim pereduksi. Transfer elektron merupakan proses kompleks yang melibatkan NADH (Nicotinamide Adenine Dinucleotide), FAD (Flavin Adenine Dinucleotide), dan molekul-molekul lainnya. Dalam pembentukan ATP ini, ada akseptor elektron yang akan memfasilitasi pertukaran elektron dari satu sistem ke sistem lainnya.

·         Enzim dehidrogenase mengambil hidrogen dari zat yang akan diubah oleh enzim (substrat). Hidrogen mengalami ionisasi sebagai berikut : 2H → 2H+ + 2e (Elektron).
·         NADH dioksidasi menjadi NAD+ dengan memindahkan ion hidrogen kepada flavoprotein (FP), flavin mononukleotida (FMN), atau FAD yang bertindak sebagai pembawa ion hidrogen. Dari flavoprotein atau FAD, setiap proton atau hidrogen dikeluarkan ke matriks sitoplasma untuk membentuk molekul H2O.

·         Elektron akan berpindah dari ubiquinon ke protein yang mengandung besi dan sulfur (FeSa dan FeSb) → sitokrom b → koenzim quinon → sitokrom b2 sitokrom o → sitokrom c → sitokrom a → sitokrom a3, dan terakhir diterima oleh molekul oksigen sehingga terbentuk H2O. 

Di dalam rantai pernapasan, 3 molekul air (H2O) dihasilkan melalui NADH dan 1 molekul H2O dihasilkan melalui FAD. Satu mol H2O yang melalui NADH setara dengan 3 ATP dan 1 molekul air yang melalui FAD setara dengan 2 ATP.

Walaupun ATP total yang tertera pada Tabel 1 adalah 38 ATP, jumlah total yang dihasilkan pada proses respirasi adalah 36 ATP. Hal tersebut disebabkan 2 ATP digunakan oleh elektron untuk masuk ke mitokondria.


No
Proses
Akseptor
ATP

1.
Glikolisis → 2 asam piruvat
2 NADH
2 ATP

2.
Siklus Krebs




2 asam piruvat → 2 asetil KoA + 2CO2
2 NADH
2ATP


2 asetil KoA → 4CO2
6 NADH


3.
Rantai transfer elektron
10NADH + 502 → 10NAD+ + 10H2O
2 FADH2 + O2 → 2 FAD + 2H2O

30 ATP 
4 ATP
34 ATP

Respirasi Anaerob

Merupakan respirasi yang tidak menggunakan Oksigen. Peran oksigen digantikan oleh zat lain seperti  dan  . Respirasi anaerob hanya dapat dilakukan oleh mikroorganisme tertentu contohnya bakteri . Untuk organisme tingkat tinggi jika tidak tersedia oksigen akan melakukan fermentasi.

Ada perbedaan antara fermentasi dengan respirasi anaerob. Fermentasi tidak melibatkan mitokondria sedangkan respirasi anaerob melibatkan mitokondria. Dalam fermentasi , dari satu molekul glukosa akan dihasilkan 2 ATP.

a.     Fermentasi asam Laktat
Terjadi pada sel-sel otot, mengubah glukosa menjadi asam laktat dan ATP . Timbunan asam laktat yang berlebihan dapat mengakibatkan otot terasa lelah dan nyeri.
                                                                                                                          2NADH          
Glukosa                    2 Asam Piruvat                         2 fosfoenol piruvat
                Glikolisis

2 Asam Laktat

b.     Fermentasi Alkohol
Terjadi pada Khamir atau yeast ( Saccharomyces sp. ), menggunakan bahan baku berupa asam piruvat , menjadi etanol, CO2, dan ATP.

                                                                                 2NADH                
Glukosa                        2 Asam Piruvat             2 asetaldehid                                          2 etanol
                Glikolisis

2.    Anabolisme

a.     Fotosintesis
Fotosintesis adalah peristiwa penyusunan zat organik (gula) dari zat anorganik air dan karbondioksida dengan bantuan energi cahaya . Proses tersebut hanya terjadi di tumbuhan berklorofil . Fotosintesis berlangsung melalui reaksi berikut:
                                                   Energi Cahaya
                     +   
Karbondioksida          air                            Klorofil         glukosa          Oksigen


b.     Kemosintesis
Kemosintesis merupakan proses penyusunan bahan organik (karbohidrat) dari air dan karbondioksida dengan menggunakan energi kimia . Kemosintesis terjadi pada berbagai kelompok bakteri, misalnya pada bakteri nitrifikasi , bakteri belerang , bakteri besi , bakteri hidrogen , dan bakteri metana .
1.     Bakteri Nitrifikasi
Contoh pada bakteri nitrit ( Nitrosomonas dan Nitrosococcus)  serta bakteri nitrat (Nitrobacter dan Bactoderma) .  Perhatikan reaksi berikut :
                              Nitrosomonas / Nitrosococcus
O + energi
Amoniak                                                                 asam nitrit

                                  Nitrobacter / Bactoderma
   +                                                                          +  energi
Asam nitrit                                                                          asam nitrat

2.     Bakteri Belerang
Contohnya pada bakteri Beggiatoa dan Thiospirillum. Perhatikan reaksi berikut :
                        Beggiatoa / Thiospirillum
  + energi


3.    Glikogenesis
Glikogenesis adalah lintasan metabolisme yang mengkonversi glukosa menjadi glikogen untuk disimpan di dalam hati.
Lintasan diaktivasi di dalam hati, oleh hormon insulin sebagai respon terhadap rasio gula darah yang meningkat, misalnya karena kandungan karbohidrat setelah makan; atau teraktivasi pada akhir siklus Cori. Penyimpangan atau kelainan metabolisme pada lintasan ini disebut glikogenosis.
Proses glikogenesis adalah sebagai berikut :
·         Glukosa mengalami fosforilasi menjadi glukosa 6-fosfat (reaksi yang lazim terjadi juga pada lintasan glikolisis). Di otot reaksi ini dikatalisir oleh heksokinase sedangkan di hati oleh glukokinase.
·         Glukosa 6-fosfat diubah menjadi glukosa 1-fosfat dalam reaksi dengan bantuan katalisator enzim fosfoglukomutase. Enzim itu sendiri akan mengalami fosforilasi dan gugus fosfo akan mengambil bagian di dalam reaksi reversible yang intermediatnya adalah glukosa 1,6-bifosfat.

Enz-P + Glukosa 1-fosfat↔Enz + Glukosa 1,6-bifosfat↔Enz-P + Glukosa 6- fosfat
·         Selanjutnya glukosa 1-fosfat bereaksi dengan uridin trifosfat (UTP) untuk membentuk uridin difosfat glukosa (UDPGlc). Reaksi ini dikatalisir oleh enzim UDPGlc pirofosforilase.

UDPGlc + PPi↔UTP + Glukosa 1-fosfat
·         Hidrolisis pirofosfat inorganic berikutnya oleh enzim pirofosfatase inorganik akan menarik reaksi kearah kanan persamaan reaksi.
·         Atom C1 pada glukosa yang diaktifkan oleh UDPGlc membentuk ikatan glikosidik dengan atom C4 pada residu glukosa terminal glikogen, sehingga membebaskan uridin difosfat. Reaksi ini dikatalisir oleh enzim glikogen sintase. Molekul glikogen yang sudah ada sebelumnya (disebut glikogen primer) harus ada untuk memulai reaksi ini. Glikogen primer selanjutnya dapat terbentuk pada primer protein yang dikenal sebagai glikogenin.

4.         Glikogenolisis
Glikogenolisis adalah lintasan metabolisme yang digunakan oleh tubuh, selain glukoneogenosis, untuk menjaga keseimbangan kadar glukosa di dalam plasma darah untuk menghindari simtoma hipoglisemia. Pada glikogenolisis, glikogen digradasi berturut-turut dengan 3 enzim, glikogen fosforilase, glukosidase, fosfoglukomutase, menjadi glukosa. Hormon yang berperan pada lintasan ini adalah glukagon dan adrenalin.
Tahap pertama penguraian glikogen adalah pembentukan glukosa 1-fosfat. Berbeda dengan reaksi pembentukan glikogen, reaksi ini tidak melibatkan UDP-glukosa, dan enzimnya adalah glikogen fosforilase. Selanjutnya glukosa 1-fosfat diubah menjadi glukosa 6-fosfat oleh enzim yang sama seperti pada reaksi kebalikannya (glikogenesis) yaitu fosfoglukomutase.
Tahap reaksi berikutnya adalah pembentukan glukosa dari glukosa 6-fosfat. Berbeda dengan reaksi kebalikannya dengan glukokinase, dalam reaksi ini enzim lain, glukosa 6-fosfatase, melepaskan gugus fosfat sehigga terbentuk glukosa. Reaksi ini tidak menghasilkan ATP dari ADP dan fosfat.
Glukosa yang terbentuk inilah nantinya akan digunakan oleh sel untuk respirasi sehingga menghasilkan energi, yang energi itu terekam / tersimpan dalam bentuk ATP.
Glukoneogenesis
Glukoneogenesis adalah lintasan metabolisme yang digunakan oleh tubuh, selain glikogenolisis, untuk menjaga keseimbangan kadar glukosa di dalam plasma darah untuk menghindari simtoma hipoglisemia. Pada lintasan glukoneogenesis, sintesis glukosa terjadi dengan substrat yang merupakan produk dari lintasan glikolisis, seperti asam piruvat, asam suksinat, asam laktat, asam oksaloasetat, terkecuali:
Fosfopiruvat + Piruvat kinase + ADP → Piruvat + ATP
Fruktosa-6P + Fosfofrukto kinase + ATP → Fruktosa-1,6-BPt + ADP
Glukosa + Heksokinase + ATP → Glukosa-6P + ADP
Enzim glikolitik yang terdiri dari glukokinase, fosfofruktokinase, dan piruvat kinase mengkatalisis reaksi yang ireversibel sehingga tidak dapat digunakan untuk sintesis glukosa. Dengan adanya tiga tahap reaksi yang tidak reversibel tersebut, maka proses glukoneogenesis berlangsung melalui tahap reaksi lain. Reaksi tahap pertama glukoneogenesis merupakan suatu reaksi kompleks yang melibatkan beberapa enzim dan organel sel (mitokondrion), yang diperlukan untuk mengubah piruvat menjadi malat sebelum terbentuk fosfoenolpiruvat.

Proses Glukoneogenesis
Asam laktat yang terjadi pada proses glikolisis dapat dibawa oleh darah ke hati. Disini asam laktat diubah menjadi glukosa kembali melalui serangkaian reaksi dalam suatu proses yang disebut glukoneogenesis (pembentukan gula baru).
Pada dasarnya glukoneogenesis ini adalah sintesis glukosa dari senyawa-senyawa bukan karbohidrat, misalnya asam laktat danbeberapa asam amino. Proses glukoneogenesis berlangsung terutama dalam hati.
Walaupun proses glukoneogenesis ini adalah sintesis glukosa, namun bukan kebalikandari proses glikolisis karena ada tiga tahap reaksi dalam glikolisis yang tidak reversible, artinya diperlukan enzim lain untuk kebalikannya.
•      Glukosa + ATP → heksokinase Glukosa-6-Posfat + ADP
•      Fruktosa-6-posfat + ATP fosforuktokinase → fruktosa 1,6 diposfat + ADP
•       Fosfoenol piruvat  + ADP piruvatkinase → asam piruvat + ATP
Dengan adanya tiga tahap reaksi yang tidak reversible tersebut, maka proses glukoneogenesis berlangsung melalui tahap reaksi lain, yaitu :
·         Fosfoenolpiruvat dibentuk dari asam piruvat melalui pembentukan asam oksaloasetat.
(a) asam piruvat + CO2+ ATP + H2O asam oksalo asetat +ADP + Fosfat + 2H+
(b) oksalo asetat + guanosin trifosfat fosfoenol piruvat +guanosin difosfat + CO2
·         Reaksi (a) menggunakan katalis piruvatkarboksilase dan reaksi (b)menggunakan fosfoenolpiruvat karboksilase.
·         Jumlah reaksi (a) dan (b) ialah : asam piruvat + ATP + GTP + H2O + fosfoenol piruvat + ADP +GDP + fosfat+ 2H+
·         Fruktosa-6-fosfat dibentuk dari fruktosa-1,6-difosfat dengan cara hidrolisis oleh enzim fruktosa-1,6-difosfatase.
·         Glukosa dibentuk dengan cara hidrolisis glikosa-6-fosfat dengan katalisglukosa-6-fosfatase.glukosa-6-fosfat + H2O ↔ glukosa + fosfat.







BAB 3
PENUTUP




A.    Kesimpulan
    1. Metabolisme karbohidrat adalah proses yang mencakup sintesis (anabolisme) dan penguraian (katabolisme) molekul organik kompleks.
    2. Glikolisis merupakan jalur utama metabolisme glukosa agar terbentuk asam piruvat, dan selanjutnya asetil-KoA untuk dioksidasi dalam siklus asam sitrat (Siklus Kreb’s).
    3. Glikogenesis adalah lintasan metabolisme yang mengkonversi glukosa menjadi glikogen untuk disimpan di dalam hati.
    4. Jika glukosa dari diet tidak dapat mencukupi kebutuhan, maka glikogen harus dipecah untuk mendapatkan glukosa sebagai sumber energi. Proses ini dinamakan glikogenolisis.
    5. Siklus asam sitrat adalah serangkaian reaksi kimia dalam sel, yaitu pada mitokondria, yang berlangsung secara berurutan dan berulang, bertujuan mengubah asam piruvat menjadi CO2, H2O dan sejumlah energi.
    6. Kalau kita hubungkan jalur glikolisis, oksidasi piruvat dan siklus Kreb’s, akan dapat kita hitung bahwa 1 mol glukosa jika dibakar sempurna (aerob) akan menghasilkan energi dengan rincian sebagai berikut:
      1. Glikolisis                                 :  8P
      2. Oksidasi piruvat (2 x 3P)        :  6P
      3. Siklus Kreb’s (2 x 12P)           : 24P
Jumlah                                 : 38


















DAFTAR PUSTAKA



Ermwan, Bambang. 2013. Modul Biologi .Tulungagung : Tim MGMP Kabupaten Tulungagung
Campbell. 2002. Biologi Edisi kelima-jilid 2.Jakarta: Erlangga
Martoharsono, Soeharsono. 1978. Biokimia Jilid I. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press
McKee, Trudy. McKee, James R. 2003. Biochemistry the Molecular Basis of Life Third Edition. McGraw-Hill, Inc. New York.
Murray RK, Granner DK, Mayes PA, Rodwell VW, 2003, Biokimia Harper, Edisi XXV, Penerjemah Hartono Andry, Jakarta: EGC
Poedjiani, Anna. Supriyanti, F. M. Titin. 2006. Dasar-Dasar Biokimia. Penerbit Universitas Indonesia. Jakarta
Stryer L, 1996, Biokimia, Edisi IV, Penerjemah: Sadikin dkk (Tim Penerjemah Bagian Biokimia FKUI),  Jakarta: EGC
Wirahadikusuma, M., 1988.Metabolisme Karbohidrat dan Lemak,  ITB, Bandung
Aryulina, D. Dkk.2006. Biologi 3 SMA dan MA untuk kelas XII. Penerbit Erlangga, Jakarta.
Suryo. 1990.Genetika Strata 1. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press

Diposting oleh di Tidak ada komentar:
Langganan: Postingan (Atom)