Glikogen:

METABOLIME
GLIKOGEN
Glikogen





Bentuk simpanan karbohidrat yang utama dalam
tubuh mahluk hidup
Dalam hepar mencapai 6%
Dalam otot 1%
Fungsi glikogen otot : sebagai sumber bahan
bakar yg dibutuh oleh otot
Fungsi glikogen hepar : melayani jaringan tubuh
lain lewat pembentukan glukosa
(mempertahankan kadar glukosa darah pada
saat sebelum sarapan ).
Glikogen dalam hepar mengalami deplesi
setelah 12-18 jam puasa
 Glikogen dalam otot hanya akan
mengalami deplesi setelah seseorang
melakukan olah raga yang berat dan lama
 Glikogen disintesa lewat lintasan disebut
glikogenesis
 Pemecahan glikogen melalui lintasan
terpisah disebut glikogenolisis

Gambar 1. molekul glikogen A : struktur umum.
B : pembesaran struktur pada sebuah titik cabang.
A
B
GLIKOGENESIS TERUTAMA TERJADI DALAM OTOT
DAN HEPAR

Reaksi fosforilasi ini dikatalisasi oleh enzim
heksokinase di dalam otot dan glukokinase di dalam
hepar

Glukosa 6-fosfat akan diubah menjadi glukosa 1-fosfat
oleh enzim Fosfoglukomutase di mana glukosa 1,6bisfosfat merupakan senyawa-antara
Enz-P + Glukosa 6-fosfat  Enz + Glukosa 1,6bisfosfat Enz-P + Glukosa 1-fosfat.
Gambar 2. lintasan glikogenesis dan glikogenolisis

senyawa glukosa 1-fosfat bereaksi dengan
uridin trifosfat (UTP) untuk membentuk
nukleotida aktif uridin difosfat glukosa
(UDPGIc)* dikatalisasi oleh enzim UDPGIc
pirofosforilase
UTP + Glukosa 1-fosfat  UDPGIc + PPi
Pirofosfat inorganik
Gambar 3. uridin difosfat glukosa (UDPGlc)


pirofosfat anorganik oleh enzim pirofosfatase
anorganik akan menarik reaksi ke arah kanan
persamaan reaksi
Dengan kerja enzim glikogen sintase, atom C1
pada glukosa aktif UDPGIc rnembentuk ikatan
glikosidik dengan C4 pada residu glukosa
terminal glikogen, sehingga membebaskan uridin
difosfat (UDP). Molekul glikogen yang sudah ada
sebelumnya atau molekul "glikogen primer harus
terdapat untuk memicu reaksi ini. Molekul primer
glikogen selanjutnya dapat terbentuk pada primer
protein yang dikenal sebagai glikogenin.
UDPGIc + (C6)n  UDP + (C6)n+1
glikogen
glikogen

Penambahan residu glukosa kepada rantai
glikogen yang sudah ada sebelumnya atau
molekul "primer", terjadi pada ujung luar
molekul yang bersifat nonreduksi sehingga
"cabang-cabang" pada "pohon" glikogen akan
memanjang begitu terbentuk ikatan 1A yang
berturutan (Gambar 4).

Gambar 4. Biosintesis glikogen. Mekanisme
percabangan terlihat sebagaimana di ungkapkan
dengan penambahan glukosa berlabel 14C.



Penguraian (degradasi) merupakan tahap yang
dikatalisasi oleh enzim fosforilase dengan membatasi
kecepatan dalam glikogenolisis.
(C6)n + Pi 4 (C6)n-1 + Glukosa 1-fosfat
glikogen glikogen
didalam hepar dan ginjal (tetapi tidak di dalam otot)
terdapat suatu enzim spesifik, yaitu glukosa 6fosfatase, yang menerangkan gugus fosfat dari
glukosa 6-fosfat sehingga memudahkan difusi
glukosa dari sel ke dalam darah.
Peristiwa merupakan tahap akhir dalam proses
glikogenolisis hepatik, yang dicerminkan dengan
kenaikan kadar glukosa.
Gambar 5.





Enzim utama yang mengendalikan metabolisme
glikogen-yaitu glikogen fosforilase dan glikogen
sintesa
unsur cAMP merupakan senyawa-antara intrasel
atau second messenger
cAMP terbentuk dari ATP oleh enzim adenilil
siklase.
Adenilil siklase diaktifkan oleh hormone seperti
epinefrin dan noretinefrin yang bekerja lewat
reseptor β-adrenergik pada membran sel
cAMP dihancurkan oleh fosfodiesterase,enzim
inilah yang mempertahankan kadar normal
cAMP yang rendah.
Gambar 6. (AMP siklik, cAMP).
Fosforilase Hepar Berbeda dengan Fosforilase
Otot
Di dalam hepar, enzim fosforilase terdapat
baik dalam bentuk aktif maupun inaktif
 Di dalam otot enzim fosforilase ini hanya
terdapat pada saat olah raga ketika kadar
AMP naik
 Fosforilase di dalam otot diaktifkan oleh
epinefrin dengan bantuan cAMP (Gambar
7)


Gambar 7. pengendalian fosforilase dalam otot
Fosforilase kinase otot terdiri dari 4 subunit, , ,  dan 
yang membentuk struktur ()4.
•
• Subunit  dan  mengandung residu serin yang dapat
difosforilasi oleh Protein Kinase "cAMP-dependent".
• Subunit δ dapat mengikat 4 Ca2+. Subunit δ identik
dengan kalmodulin protein.
• Terikatnya Ca2+ pada subunit δ dapat mengaktifkan
"catalytic site " biarpun enzim fosforilase kinase ini dalam
bentuk defosforilasi (fosforilase kinase b).
• Akan tetapi fosforilase kinase a hanya akan mempunyai
aktivitas maksimal apabila telah mengikat Ca2+. TpC
adalah Ca2+ binding protein dalam otot, strukturnya
mirip struktur Calmodulin.
• Glikogenolisis yang tidak bergantung-cAMP juga
disebabkan oleh vasopresin, oksitosin dan angiotensin II
yang bekerja lewat kalsium atau lintasan fosfatidilinositol
bisfosfat (Gambar 8).

Gambar 8. fosfolipase C memecah PIP2 menjadi diasilgliserol dan
insitol trifosfat. R1 umumnya berupa stearat dan R2 biasanya
arakidonat. IP3 dapat mengalami defosforilasi (menjadi 1-1,4-P2
inaktif) atau fosfolirasi (menjadi 1-1,3,4,5-P4 yang potensial aktif).
Aktivitas Glikogen Sintase dan Fosforilase Diatur
Secara Timbal-Balik (Gambar 9)

enzim glikogen sintase bisa terdapat dalam keadaan
terfosforilasi atau tak-terfosforilasi.

Gambar 9. Pengendalian glikogen sintase di dalam otot
(n = jumlah residu glukosa). Rangkalan reaksl yang
disusun dalam suatu aliran menyekan penguatan
(amplifikasi) pada setiap tahap sehlngga memungkinkan
hormon dalamjumlah satu nanomol saja untuk
menimbulkan perubahan penting dalam konsentrasi
glikogen. (GSK, glikogen sintase kinase- 3, - 4 dan - 5;
anak panah berombak, aktivasi alosterik.)
Gambar 9. glikogen sintase dalam otot
PENGATURAN METABOLISM GLIKOGEN DILAKUKAN LEWAT
KESEIMBANGAN AKTIVITAS ANTARA GLIKOGEN SINTASE DAN
FOSFORILASE ( Gambar 10)
ASPEK KLINIK Penyakit Simpanan Glikogen (Glycogen
Storage Diseases) merupakan Penyakit Bawaan

Istilah "penyakit simpanan glikogen (glycogen storage
diseases)" merupakan istilah generik yang dimaksudkan
untuk menjelaskan suatu kelompok kelainan bawaan
yang ditandai oleh penumpukan glikogen dengan jumlah
atau jenis yang abnormal di dalam jaringan tubuh

Beberapa kelainan yang dijelaskan berhasil ditolong
dengan transplantasi hepar.
Kelainan glikogenesis
Tipe I Penyakit von Gierke
Defisiensi glukosa-6-fosfatase
Sel-sel hati dan sel-sel tubulus ginjal berisikan glikogen,
Hipoglikemia, laktiasidemia, ketosis, hiperlipemia.
 Tipe II Penyakit Pompe
Defisiensi lisosomal 1Q4- dan 1® 6 glukosidase (asam
maltase)
Fatal, akumulasi glikogen dalam lisosom pada gagal
jantung.
 Tipe III Limit dextrinosis, penyakit forbes atau cori
Tidak adanya enzim pemutus
Akumulasi polisakarida bercabang yang khas


Tipe IV Amilopektinosis, penyakit andersen
Tidak adanya enzim percabangan
Akumulasi polisakarida yang memiliki beberapa titik
pencabangan, kematian disebabkan gagal jantung atau
hati pada tahun pertama kehidupan

Tipe V Defisiensi miofosforilase, sindrom McArdle
Tidak adanya fosforilase otot
Hilangnya toleransi terhadap latihan fisik, otot memiliki
kandungan glikogen yang abnormal (2.5-4%). Sedikit
atau tidak ada laktat dalam darah setelah latihan fisik

Tipe VI Penyakit herd
Defisiensi fosforilase hati
Kandungan tinggi glikogen dalam hati, kecenderungan
menuju hipogelikemia

Tipe VII Penyakit tarui
Defisiensi fosfofruktokinase dalam otot dan erittrosit
Seperti tipe V tetapi juga mungkin anemia hemolitik

Tipe VIII
Defisiensi forforilase kinase hati
Seperti tipe VI
selesai