METABOLISME KARBOHIDRAT

METABOLISME
KARBOHIDRAT
22 April 2015
KATEGORI LINTASAN METABOLISME
1. Lintasan Anabolik : lintasan yang digunakan pada sintesis
senyawa pembentuk struktur dan mesin tubuh. Contoh:
sintesis protein.
2. Lintasan Katabolik : meliputi berbagai proses oksidasi yang
melepaskan energi bebas, biasanya dalam bentuk fosfat
energi tinggi, seperti rantai respirasi dan fosforilasi oksidatif.
3. Lintasan Amfibolik (persimpangan) : memiliki lebih dari satu
fungsi dan terdapat pada persimpangan metabolisme
sehingga bekerja sebagai penghubung antara lintasan
anabolik dan katabolik. Contoh: siklus asam sitrat.
METABOLISME KARBOHIDRAT
PADA MANUSIA
Terutama:
• Glikolisis : oksidasi glukosa/glikogen menjadi piruvat dan asam
laktat melalui EMP
• Glikogenesis : sintesis glikogen dari glukosa
• Glikogenolisis : pemecahan glikogen, pada hepar hasil adalah
glukosa, sedangkan di otot menjadi piruvat dan asam laktat
• Siklus Krebs : suatu jalan bersama dari oksidasi karbohidrat,
lemak, dan protein melalui asetil CoA dan dioksidasikan secara
sempurna menjadi CO2 & H2O
• Glukoneogenesis : pembentukan glukosa/glikogen dari zat-zat
bukan karbohidrat
• Oksidasi asam piruvat menjadi asetil CoA : lanjutan dari glikolisis
serta menjadi penghubung antara glikolisis dan siklus Krebs
JALUR-JALUR
METABOLISME KARBOHIDRAT
•
•
•
•
Glukosa mengalami glikolisis  2 piruvat  masing-masing
piruvat dioksidasi  asetil CoA  masuk jalur persimpangan
yaitu siklus asam sitrat
Jika sumber glukosa berlebih  glukosa tidak dipecah 
dirangkai jadi polimer glukosa (glikogen)
Jika terjadi kekurangan glukosa  glikogen dipecah jadi
glukosa  glikolisis  oksidasi piruvat  siklus asam sitrat
Jika glukosa tak tersedia dan cadangan glikogen juga habis 
digunakan sumber energi non karbohidrat (lipid dan protein)
untuk membentuk glukosa. Jalur ini dinamakan
glukoneogenesis.
GLIKOLISIS
•
•
•
•
Glikolisis : sebuah rangkaian reaksi biokimia dimana glukosa
dioksidasi menjadi molekul asam piruvat.
Salah satu proses metabolisme yang universal  dengan
berbagai variasi  ditemukan pada banyak tipe sel di hampir
semua jenis tipe organisme
Tipe glikolisis yang paling umum dan paling dikenal adalah
Embden-Meyerhof pathway. Ditemukan oleh Gustav Embden
dan Otto Meyerhof.
Memproduksi molekul energi tinggi (ATP & NADH)
GLIKOLISIS
•
•
Berlangsung di dalam sitosol semua sel.
Lintasan katabolisme ini adalah proses pemecahan glukosa
menjadi:
1. Asam piruvat, pada suasana aerob (tersedia oksigen).
2. Asam laktat, pada suasana anaerob (tidak tersedia oksigen).
LINTASAN
GLIKOLISIS
OKSIDASI PIRUVAT
•
•
•
•
Dalam jalur ini, piruvat dioksidasi menjadi Asetil CoA, yang
terjadi di dalam mitokondria sel.
Reaksi ini dikatalisir oleh berbagai enzim (kompleks piruvat
dehidrogenase).
Jalur ini merupakan penghubung antara glikolisis dengan
siklus Krebs.
Jalur ini merupakan konversi glukosa menjadi asam lemak dan
sebaliknya dari senyawa non karbohidrat menjadi
karbohidrat.
REAKSI KIMIA DALAM
LINTASAN OKSIDASI PIRUVAT
1.
2.
3.
4.
Dengan adanya tiamin difosfat (TDP), piruvat didekarboksilasi
menjadi derivate hidroksiasetil tiamin difosfat terikat enzim oleh
komponen kompleks enzim piruvat dehidrogenase. Produk sisa :
CO2.
Hidroksiasetil tiamin difosfat bertemu dengan lipoamid teroksidasi
 asetil lipoamid  TDP lepas.
Dengan adanya CoA-SH, asetil lipoamid diubah menjadi asetil CoA.
Hasil samping : lipoamid tereduksi.
Siklus ini selesai jika lipoamid tereduksi direoksidasi oleh
flavoprotein, yang mengandung FAD, pada kehadiran dihidrolipoil
dehidrogenase.
Piruvat + NAD+ + CoA  Asetil CoA + NADH + H+ + CO2
SIKLUS KREBS
•
•
•
•
Sering juga disebut sebagai siklus asam sitrat atau siklus asam
trikarboksilat.
Berlangsung di dalam mitokondria.
Merupakan jalur bersama oksidasi karbohidrat, lipid, dan
protein.
Berfungsi mengoksidasi hasil glikolisis menjadi CO2 dan juga
menyimpan energi ke bentuk molekul berenergi tinggi seperti
ATP, NADH, FADH2.
SIKLUS KREBS
• Berfungsi dalam katabolisme dan juga anabolisme  amfibolik
• Katabolisme  memproduksi molekul berenergi tinggi
• Anabolisme  memproduksi intermedier untuk prekursor
biosintesis makromolekul
• Berbagai daur mengambil senyawa antara dalam siklus kreb 
berkurang  harus ada mekanisme untuk mengganti senyawa
antara tadi  daur anaplerotik
GLIKOGENESIS
• Glikogenesis : sintesis glikogen dari glukosa
• Glikogen otot berfungsi sebagai sumber heksosa yang tersedia
dengan mudah untuk proses glikolisis di dalam otot itu sendiri.
• Gliogen hati sangat berhubungan dengan simpanan dan
pengiriman heksosa keluar untuk mempertahankan kadar
glukosa darah, khususnya pada saat diantara waktu makan.
RANGKAIAN PROSES GLIKOGENESIS
1. Glukosa mengalami fosforilasi  glukosa 6-fosfat.
Di otot reaksi ini dikatalisir oleh heksokinase, di hati oleh
glukokinase.
2. Glukosa 6-fosfat  glukosa 1-fosfat, dengan bantuan enzim
fosfoglukomutase.
3. Glukosa 1-fosfat bereaksi dengan uridin trifosfat (UTP) 
uridin difosfat glukosa (UDPGlc), dikatalisir oleh enzim UDPGlc
pirofosforilase.
UTP + Glukosa 1-fosfat ↔ UDPGlc + PPi
GLIKOGENOLISIS
• Glikogenolisis : pemecahan glikogen apabila glukosa dari diet
tidak mencukupi kebutuhan.
• Pada hepar hasil akhir adalah glukosa, sedangkan di otot
menjadi piruvat dan asam laktat.
• Untuk memutuskan ikatan glukosa satu demi satu dari glikogen
diperlukan enzim fosforilase.
GLUKONEOGENESIS
• Glukoneogenesis : proses pembentukan glukosa dari senyawasenyawa non karbohidrat, bisa dari lipid maupun protein.
• Glukoneogenesis terjadi jika sumber energi dari karbohidrat
tidak tersedia lagi  digunakan lemak sebagai sumber energi
 jika lemak tak tersedia, protein dipecah untuk energi.
JALUR GLUKONEOGENESIS
DARI LIPID DAN PROTEIN
1. Lipid terpecah menjadi komponen penyusunnya yaitu asam
lemak dan gliserol.
Asam lemak dioksidasi menjadi asetil CoA  masuk dalam
siklus Krebs.
Gliserol  masuk jalur glikolisis.
2. Protein terpecah menjadi komponen penyusunnya yaitu asam
amino  masuk dalam siklus Krebs.