CH2-OP Glukosa Glukosa-6 fosfat Fruktosa 6

CH2-OP
C H2OH
H
H
Mg
OH
H
OH
ADP
H
H
H
++
OH
ATP
OH
H
Glukosa
C H2-OP
Glukokinase
OH
OH
H
OH OH
H
H
OH
Fruktosa 6-P
OH
Fosfofruktokinase-1
(Phosphofruktokinase=PFK-1)
OH
H
Heksokinase
CH2OH
Fosfoheksosa
isomerase
Glukosa-6 fosfat
CH2-OP
H
1,3 BP
Gliserat
O
C OH
C-OP
Fosfo
gliserat
Fosgliserat
mutase
C-OH
2PGliserat
kinase
O
C OH
Enolase
(-)
Iodoasetat
Gliseral
dehid-3p
dehidro
genase
C-OP
ADP
C-OH
Fluorida
O
C
O-P
C-OH
C-OP
3PGliserat
NADH
OH OH
H
OH
H
Fruktosa 1,6 BP
(-)
Aldolase
O
Pi C H
C-OH
ATP
CH2-OP
Fosfo
triosa
isomerase
C - P
C= O
C - OH
Dihidroksi
Gliseral
dehid 3 P aseton fosfat
( DHAP )
NAD +
O
C OH
C-OP
H-C-H
Fosfoenolpiruvat
( PEP )
Piruvat kinase
O
C OH
C-OH
H-C-H
O
C OH NADH
Spontan
C=O
H-C-H
H
O
C OH
HO-C-H
Laktat
H-C-H
dehidrogenase
H
Enol Piruvat
++
NAD
Keto Piruvat
( Piruvat = P )
H
Asam Laktat
( L )
Kalau ada O2
Rantai Respairasi
NADH = 3 ATP
Glukosa
H-C=O
ATP
Glukagon
H-C-OH
Adenilil Siklase
H-C H2-OP
cAMP
Protein Kinase
cAMP "Dependent"
Glikogen
Glukosa
Gliseraldehid 3 fosfat
NAD+
Pi
(G)
+
O
C-O P
(F6P)
PFK-2-P
=
Fruktosa 6 fosfat
Fosfo Frukto Kinase-2
PFK-2
H-C-OH
H-C H2-OP
Bisfosfo
Gliserat
mutase
O
C-O H
Protein
Fosfatase 2
=
1,3 BP Gliserat
ADP
Fruktosa 2,6 bis fosfat
H-C-OP
( F 2,6 BP )
(-)
F1,6 Bpase
H-C H2-OP
(+)
ATP
PFK-1
Glikolisis
Glukoneogenesis
O
=
C-OH
H-C-OH
2,3 BP Gliserat
2,3 Bisfosfogliserat
fosfatase
H-C H2-OP
Gambar 2.
Peran Fruktosa 2,6 BP
Asam Laktat
3 P Gliserat
BP = bisfosfat
Gambar 4.
Sel darah merah
Pembentukan 2,3 BP Gliserat
NH2
N
H3C C
C
+
C CH2 N
N
B
H
C S
Tiamin difosfat
CH2
C
Piruvat
dehidrogenase
( CH2 )4
CH
CH2
C C CH2 CH2 O P P
H3C
COO
-
S S
H3C C COOO
COO
H3C C OH
C S
+
N
C C
H3C
Asam piruvat
-
CO2
H3C C OH
C S
+
N
C C
H3C
Hidroksi etil
tiamin difosfat
Piruvat
dehidrogenase
L
Lipoamid
S
teroksidasi
S
Dihidrolipoil transasetilase
Co A SH
O
C o A S C CH3
L
Asetil-KoA
L
SH
Asetil
O
S C C H3
lipoamid
Dihidrolipoil
dehidrogenase
SH
SH
FADH2
Lipoamid tereduksi
A
NAD
+
FAD
NADH + H
+
Gambar 5. A.Oksidasi dekarboksilasi asam piruvat.
B.Asam lipoat.
Asetil-Koa
Asetil-KoA
KoA
Ca2
CO2
NADH + H+
(+)
+
(-)
ATP
NADH
NAD
(+)
Piruvat
Dehidrogenase
( PDH)
ADP
(+)
(-)
Dikholroasetat
(-)
Piruvat
ADP
PDH Kinase
PDH a
(-)
ATP
P- PDH b
Pi
H2O
PDH Fosfatase
(-)
(+)
NAD+
KoA
Mg
Ca
2+
2+
Insulin
Asam Piruvat
A
(+)
( di Jar. Lipida)
B
Gambar 6. Kontrol Piruvat Dehidrogenase
A.Kontrol dengan hambatan hasil reaksi
B.Kontrol dengan perubahan
aktif atau itdak aktif
Asetil-KoA
Asam sitrat
sintetase
Oksaloasetat
NADH
Malat
dehidrogenasse
Malat
Asam sitrat
Sis-Akonitase
NAD+
Fumarase
Sis-Akonitat
Isositrat
Dehidrogenase
Suksinat Dehidrogenase
Asam Fumarat
FADH
Isositrat
a- ketoglutarat
Dehidrogenase
Asam Suksinat
Suksinat
tiokinase
GDP
+
NADH
FAD
GTP
NAD
Alfa-Ketoglutarat
CO2
Suksinil-KoA
NAD+
NADH
Gambar 6 C. Siklus Asam Sitart ( TCA Cycle ).
CO2
Glikogen
Pi
(1-4 dan 1-6)
UDP
(1-4 Glukosa) N
Glikogen
sintase
Glikgen Primer
Fosforilase
UDP Glukosa
Glukan transferase
“Debranching
enzyme”
UDPGlk pirofosforilase
Ppi
2 Pi
Glukosa
UTP
(Uridine Triphosphate)
++
Mg
Fosfoglukomutase
Glukosa 6 fosfat ( G 6-P )
Nukleosida
difosfokinase
ATP
( dari debranching enzyme)
Glucose 1 fosfat ( G 1-P )
Glukosa
fosfatase
ADP
H2O
Pi
Mg ++
Glukosa
ADP
Glukokinse
ATP
Gambar 7. Metabolisme Glikogen
O
HN
C H2OH
H
H
OH
H
H
OH
OH
Glukosa
O
N
O
O
Urasil
O
P O P O CH 2
O
-
O
-
Difosfat
H
H
H
OH
OH
(Diphosphate)
Gambar 8. Uridin Difosfat Glukosa ( UDPGlk )
H
Ribosa
(β reseptor)
Epinefrin
(+)
Adenilil siklase
(+)
ATP
Fosfodiesterase
5'-AMP
cAMP
(+)
Fosforilase
Ca 2+
Kinase
(+)
Protein Kinase
Protein Kinase
cAMP "Dependet"
cAMP "Dependet"
(aktif)
(inaktif)
Glikogen Sintase Kinase
(+)
Inhibitor-1
(GSK)
ADP
ATP
Glikogen (n+1)
Protein Kinase
Kalmodulin "Dependent"
(inaktif)
2+
ATP
Glikogen Sintase
b
(inaktif)
Glukose 6-P
(+)
Ca
Glikogen Sintase
Insulin
(+)
Pi
Protein Fosfatase-1
Inhibitor-1-P
(aktif)
Glikogen (n)
Protein Fosfatase
H2 O
ADP
a
(aktif)
(-)
Gambar 10. Glikogen sintesis, mekanisme kontrol.
+ UDPG
Epinefrin
(+)
5'-AMP
(β reseptor)
Adenilil
(+)
Adenilil siklase
siklase
ATP
Fosfodiesterase
aktif
tidak aktif
cAMP
Protein Kinase
Pi
cAMP
"Dependent"
tidak aktif
(+)
ADP
Fosforilase a
(aktif)
H2O
Protein
Protein Kinase
cAMP
"Dependent"
aktif
Kinase
( aktif)
Kalmodulin
bagian dari
fosforilase
ATP
kinase
Fosforilase
Fosfa tase-1
Fosforilase
ADP
- Ca2+
Ca2+
ATP
(tidak aktif)
H2O
(-)
Protein
Fosfatase-1
Kinase b
Inhibitor-1
Fosforilase b
(-)
(tidak aktif)
Pi
tidak aktif
ATP
Glikogen (n+1)
(+)
Inhibitor-1
aktif
ADP
Gambar 11. Aktifitas fosforilase, mekanisme kontrol.
Glikogen (n)
+ Glukosa 1-fosfat
( G 1-P )
Pi
Epinefrin
Inhibitor-1
βreseptor
(hepar,otot)
Glukagon
(+)
(hepar)
Adenilil
siklase
Inhibitor-1
5'-AMP
(+)
cAMP
ATP
Fosfat
(+)
Fosforilase
Glikogen
kinase b
sintase b
(+)
Protein
Proteinkinase
Protein
fosfatase-1
cAMP
fosfatase-1
"dependent"
(-)
Fosforilase
Glikogen
kinase a
sintase a
Glikogen
Fosforilase
Fosforilase
a
UDPGlk
b
Protein fosfatase-1
Glukosa 1-P
Asam laktat
(-)
(dlm otot)
Glukosa
Glukosa
(dlm hepar)
Gambar 12. Glikogenesis dan glikogenolisis,
mekanisme kontrol.
Peran Proteinkinase cAMP “Dependent”
(-)
Pi
Glukosa
ATP
Glukokinase
Glukosa-6P-ase
H2O
ADP
Glukosa-6P
Glikogen
Fruktosa-6P
ATP
Pi
F-1,6 PB-ase
Fosfo Frukto Kinase-1
( PFK-1 )
H2O
Fruktosa-1,6BP
Gliseraldehid-3P
Pi
ADP
Dihidroksiasetonfosfat
Gliserol 3P
dehidrogenase
Gliserol 3 fosfat
1,3BP-Gliserat
Gliserol kinase
3P-Gliserat
Gliserol
2P-Gliserat
PEP Karboksikinase
PEP (Fosfoenolpiruvat)
Piruvat
Asam Laktat
Laktat dehidrogenase
Oksaloasetat
Malat
Piruvat
Asetil-KoA
Piruvat
karboksilase
Oksaloasetat
Malat
Alfa-Ketoglutarat
Fumarat
Gambar 14. Glukoneogenesis
Suksinil-KoA
Asam Propionat
O
C
H N
H C
N H
C H
H2 C
S
CH
(CH2 ) 4 COOH
Gambar 15 . Biotin
-
Asam Piruvat
O
O P O
-
O
ATP + HCO3
-
O C
O
ADP
+
-
Biotin
CO2 Biotin
Enzim
Enzim
Biotin-enzim
Oksaloasetat
Karbonik fosfat
unhidrat
Gambar 16. Pembentukan oksaloasetat dari Bikarbonat dan Asam Piruvat dengan
Biotin kofaktor.
KoA-SH
CH3
CH2
COO
Asam
Propionat
CH2
Enz-1
Mg
2+
-
CO2 + H2O
CH3
CO
ATP
Enz-2
S-KoA
Propionil-KoA
AMP + PPi
CH3
H- C -COO
Biotin
ATP
CO
ADP + Pi
S-KoA
D-Metil
Malonil-KoA
Enz-3
COO
-
CH
2
Siklus
Asam
Sitrat
(TCA cycle)
CH2
CO-S-KoA
Enz-4
B12
Suksinil-KoA
-
CH3
COO - C - H
CO
S-KoA
L-Metil Malonil-KoA
Gambar 17. Metabolisme Asam Popionat
Enz-1 = Asil-KoA sintetase
Enz-2 = Propionil-KoA Karboksilase
Enz-3 = Metil Malonil-KoA Rasemirase
Enz-4 = Metil Malonil-KoA Isomerase
O
_
C OO
HO- C - H
C
H - C -OH
H - C -OH
HO- C - H
H - C -OH
H - C
HO- C - H
O
H - C -OH
Glukosa-6P
Dehidrogenase
6-P Glukonate
hydrolase
H - C -OH
H - C -OH
H - C H-O-P
Beta D-Glukosa
6-Fosfoglukonolakton
C H-O-P
C HOH
C -OH
H- C -OH
H- C -OH
O
H- C
H- C -OH
C H2-OP
C H2-OP
Ribosa-5 Fosfat
C=O
Transketolase
HO- C-H
H- C-OH
H- C -OH
H- C -OH
C-H2-OP
H- C -OH
C -OH
H- C -OP
H-
H- C -OH
H-
Xylulosa-5 P
O
C -=
H
H- C -OH
Gliseraldehid-3 Fosfat
H
C-OH
C -OP
H
Sedoheptulosa-7 Fosfat
C=O
HO- C-H
Transaldolase
H- C-OH
H- C -OH
H- C -OH
Eritrosa-4 Fosfat
6-P Glukonate
Dehidrogenase
H- C -OH
H- C -OH
H- C H-OP
Ribose-5 fosfat
Ketoisomerase
H
H- C -OH
C =O
H- C -OH
H- C -OH
H- C -O-P
H
Ribulosa-5 Fosfat
C-H2-OH
C =O
C =O
6-Fosfoglukonat
=
H- C -OH
H- C -OH
H- C -OH
HO- C - H
O
H- C
H - C H-O-P
C OO
H - C -OH
H- C -OH
H- C -OP
H- C-OH
H- C-OP
H
Fruktosa-6 Fosfat
H
Gambar 18. HMP Shunt (Jalur Pentosa Fosfat = PPP)
Ribulosa-5Fosfat
3-epimerase
C-H2-OH
C-OH
C=O
C=O
HO- C-H
HO- C-H
H- C-OH
H- C-OH
C-H2-OP
Xylulosa-5 P
H- C -OH
H- C-OH
Mg
H- C-OP
2 +
Tiamin-Pi2
H
H- C -OH
Fruktosa-6 Fosfat
Transketolase
H- C -OH
H- C -OP
H
Eritrosa-4 Fosfat
O
C -=
H
H- C -OH
H- C -OP
Gliseraldehid-3 Fosfat
H
Gambar 19. HMP Shunt ( Pentosa Phospate Pathway)
G 6-P
6-P Glukonat
Ribulosa 5-P
Xylulosa 5-P
Gliseraldehid 3-P
F 6-P
G 6-P
6-P Glukonat
½ G 6-P
Ribulosa 5-P
G 6-P
F 6-P
6-P Glukonat
Sedoheptulosa 5-P
Eritrosa 4-P
Gliseraldehid 3-P
G 6-P
Ribosa 5-P
Ribulosa 5-P
Xylulosa 5-P
Gambar 20. Alur HMP Shunt dan hubungannya dengan alur Glikolisis
G 6-P
H C
OH
H C OH
HO C H
H C OH O
H C
Fosfogluko
mutase
H C O-P
H
H C
O-P
H C OH
HO C H
H C OH O
UTP
H C
PP I
H C OH
H
Glukosa -1-P
Alfa D Glukosa 6 P
H C O UDP
UDPGlc
pirofosforilase
HO C H
H C OH O 2NAD +
H C
H2 O
H C OH
H
O
Uridin Di Fosfat Glukosa
UDP Glukoronat
( UDPGlc )
HO
Glukoronat
O
NAD+
NADPH+H
OH
C
C OH
HO C H
H C OH O
H C
H C O-
C-H 2 -OH
O
Asam-L-Gulonat
3-Keto-L-Gulonat
NADPH + H +
NADP
HO- C-H
H
+
H- C-OH
HO- C-H
C-H2 -OH
C-H2 -OH
L-Xylulose
+
HO- C-H
H- C-OH
HO- C-H
H- C-OH
HO- C-H
H
C-O
=
NADH + H +
HO- C-H
C=O
CO2
UDP
O
=
C H2 OH
C =O
H C OH
HO C H
2NADH H C OH O
+
2H
H C
H C O-
Asam
C-O
H C O UDP
UDPGlc
dehidrogenase
H C OH
Asam-D-Glukoronat
H2 O
“Block
in Pen
Gulonolakton
NADP
tosuria”
O
C H2 OH
H- C -OH
HO- C- H
H- C- OH
C-H2 -OH
“Xylitol”
2-Keto-L-Gulonolakton
“Block in
Glikol Aldehid
NAD +
Human”
D-Xylulose
H - C- OH
ATP
C-H2 -OH
2+
ADP
Mg
D-Xylulose 5-P
“Pentose Phosphate Pathway”
Gambar 21. Jalur Asam Uronat.
[2H]
C
HO- C
=
C H2 OH
C =O
HO- C- H
O
O
HO- C
O
H- C
HO- C-H
C-H 2 -OH
Asam-L-Askorbat
=
D-Xylulose-1-P
NADH + H+
=
“Xylylose
reductase”
CO 2
“Block in Primates
and Guinea Pigs”
Asam Glikolat
C
O= C
O= C
O
H- C
HO- C-H
C-H 2 -OH
Asam Oksalat
Asam-L-Dehidroaskorbat
ATP
Glikogen
Heksokinase
Glukokinase
Aldose Reduktase
Glukosa 6 Fosfat
( G 6P )
NADPH
+
+ H
Fosfoheksose
Isomerase
NADP
+
NAD+
Sorbitol
Dehidrogenase
NADH
Fruktosa 6 Fosfat
( F 6P )
Fruktose 1,6
Bisfosfatase
D-Sorbitol
Glukosa
ATP
+ H+
D-Fruktosa
(F )
Heksokinase
Fosfofruktokinase
( PFK )
Fruktokinase
ATP
"Block in
essential
Fructosuria"
Fruktosa 1,6 Bis Fosfat
Fruktosa 1 Fosfat
( F 1P )
( F 1,6 BP )
"Block in Hereditary
Fructose Intolerance"
Aldolase A
Dihidrkosi Aseton Fosfat
Aldolase B
( DHAP )
Aldolase B
Fosfoheksose
Isomerase
Gliseraldehid 3 Fosfat
( Glaldh 3P )
D-Gliseraldehid
( Glaldh)
Triokinase
2 Fosfogliserat
( 2P Glrt )
Gambar 22. Metabolisme Fruktosa
Asam Piruvat
( Prvt )
Galaktosa
ATP
Mg
+
Galaktokinase
(1)
ADP
Galaktosa 1 Fosfat
( Gal-1P )
Glukosa 1 Fosfat
( Glc-1P )
Glukosa
Glc 6P
Glc 1P
UDPGlc
Gal 1P Uridil
transferase
(2)
UDP
UDPGal
Laktosa
Laktosa sintase
Glukosa
Uridin
(3)
Difosfo
Galaktosa
4-epimerase
NAD+
UDPGlc
Glikogen
UDPGlc
Pirofosorilase
Pi
PPi
UTP
Fosforilase
Glukosa 1 Fosfat
(4)
( Glc 1P )
Fosfoglukomutase
Heksokinase
atau
Glukokinase
ATP
ADP
Glukosa
Pi
Glukosa 6 Fosfat
H2 O
Glc 6P
Glukosa 6 fosfatase
Gambar 23. Metabolisme galaktose dan sintesis laktosa
(perubahan galaktose
glukosa)
Glikogen
Glukosa 1 Fosfat
( G 1P )
ATP
ADP
Glukosa 6 Fosfat
Glukosa
( G 6P )
Siklus
Fruktosa 6 Fosfat
( F 6P )
Asam Sitrat
Glikolisis
Asam Piruvat
Glutamin
Aminotransferase
ATP
ADP
Glukosamin
Glukosamin
Asetil-KoA
UTP
Glutamat
6 Fosfat
CO 2 + H 2 O
( TCA Cycle )
UDP
Glukosamin
Fosfo
glukomutase
glukosamin
1 Fosfat
Asetil-KoA
ATP
N Asetil
ADP
N Asetil
glukosamin
Glukosamin
6 Fosfat
P2
N Asetil
glukosamin
1 Fosfat
Glikosaminoglikan
UTP
( contoh: heparin )
Epimerase
N Asetil
mannosamin
6 Fosfat
Fosfoenol
piruvat
P2
UDP
N asetilglukosamin
"Glycosaminoglycans
NAD+
Epimerase
N Asetil
asam neuraminat
( neuraminic acid )
9 Fosfat
UDP
N asetilgalaktomsamin
"Glycosaminolycans
"Sialic acid,
gangliosides,
( Chondroitins ),
glycoproteins"
glycoprotein"
Gambar 24. Metabolisme “amino sugar” (heksosamin).
( hyaluronic cid ),
glycoprotein"
250
Vmax 100
Diabetes mellitus
Aktivitas
Glukosa darah ( mg/dl )
200
150
50
100
Normal
50
5
0
2
1
Waktu ( jam )
10
Gambar 28.
Aktivitas fosforilasi
Km heksokinase 0.05 mmol/L (0.9 mg/dL)
Km glukokinase 10 mmol/L (180 mg/dL)
Glukosa darah
(G)
Urea
Glikogen
G 6P
As.Laktat
As. Piruvat
Alanin
As. Laktat darah
As. Piruvat
20
Glukosa darah ( mmol/L)
heksokinase dan glukokinase
Gambar 27. Glukosa toleransi tes.
Hepar
15
Otot
G 6P
Glikogen
As. Piruvat
As. Laktat
Alanin
Alanin
Gambar 29. Siklus Asam Laktat ( Cori cycle) dan siklus Glukosa-alanin
25