METABOLISME KARBOHIDRAT

METABOLISME KARBOHIDRAT
METABOLISME KARBOHIDRAT
Fungsi utama karbohidrat dalam metabolisme adalah sebagai bahan
bakar untuk dioksidasi dan menyediakan energi untuk proses
metabolisme lain
Metabolisme karbohidrat pada binatang dapat dibagi sebagai berikut:
@ Glikolisis : oksidasi glukosa atau glikogen menjadi piruvat
@ Glikogenesis adalah sintesa glikogen dari glukosa
@ Glukoneogenesis adalah pembentukan glukosa dari zat-zat yang
bukan berasal dari karbohidrat, seperti asam oksaloasetat dan
laktat
@ Glikogenolisis : pemecahan glikogen menjadi glukosa
@ Oksidasi piruvat menjadi aseti-KoA: merupakan langkah sebelum
masuknya produk glikolisis ke dalam siklus asam sitrat, yang
merupakan jalan akhir bersama untuk oksidasi karbohidrat, lemak
dan protein
PADA KONDISI MAKAN (FEED STATE)
USUS
Glukosa
Hati (Liver)
Otot (Muscle)
Glycogen
store
Glycogen
store
Adiposa Tissue
trigliserida
Fat Store
PADA KONDISI PUASA (FASTING STATE)
HATI
Glikogen
Glikogenolisis
Glukosa
OTOT
Gluconeogenesis
Piruvat
Asam amino
Ketone bodies
Asam amino
Protein
Ketone bodies
Ketogenesis
Fatty Acids
Ketone body Utilisation
Acetyl CoA
ADIPOSE TISSUE
CO2 +H2O
Trigliserida
Lipolisis
Asam lemak
Skema metabolisme karbohidrat pada kondisi organisme
diberi makan
METABOLISME ENERGI
@ Tiga kelompok nutrien (karbohidrat, lipid dan protein)dapat
digunakan sebagai bahan bakar metabolik. Apabila dibakar dengan
adanya oksigen akan menghasilkan karbon dioksida dan air dan
akan memproduksi panas
* Pembakaran glukosa
C6H12O6 + 6 O2
6 CO2 + 6 H2O
Pembakaran 1 gram-molekul glukosa (180 g) akan menghasilkan
panas sekitar 2800 KJ (16 KJ/g)
1 KJ = 0,239 Kcal
* Pembakaran asam lemak, contoh: asam lemak jenuh palmitat
(16:0)
CH3(CH2)14COOH + 23 O2
16 CO2 + 16 H2O
akan menghasilkan panas 10 000 KJ atau 39KJ/g (10 000/256)
* Pembakaran protein akan menghasilkan panas 24 KJ/g
Sumber: Jobling, M (1994) - Fish Bionergetics
Skema proses glikolisis
Glycogen
Inorganic phosphate
enzim phosphorilase
Glukosa-1-P
Glucosa
enzim phosphoglucomutase
enzim hexokinase
ATP
ADP
Glucosa-6-P
ATP
ADP
Phophohexoisomerase
Fructose -6-P
Phosphofructokinase
Fructose 1,6-di-(P)
Glukosa (dari makanan)
Fruktosadiphosphatase
butuh 2 ATP
Aldolase
Fruktosa 1,6 diphosphatase
Triosa phosphate
Triosa phosphate
Phosphoglyseceric Acid
Phosphoglyseric Acid
Asam piruvat
Dalam suasana aerob, di dalam sel asam piruvat
Acetyl Co A
Masuk siklus Kreb’S
TRICARBOXYLIC ACID (TCA) CYCLE
@ Tricarboxylic acid cycle sering pula disebut dengan Kreb’s cycle
karena ditemukan oleh Sir Hans Kreb. Siklus ini penting untuk
mendapatkan energi dari karbohidrat, lipid dan protein
@ Prinsip dari proses tricarboxylic acid cycle dapat dilihat di Gambar
berikut:
- Acetyl CoA yang berasal dari katabolisme karbohidrat, protein dan
lemak masuk TCA berkombinasi dengan senyawa yang
mengandung 4 atom C
- Satu lingkaran reaksi menghasilkan 3 NaDH, 1 FADH2 dan 2 CO2
Acetyl CoA dari katabolisme karbohidrat atau lemak masuk TCA
berkombinasi dengan senyawa yang mengandung 4 atom C
Isocitrate dehydrogenase
α-ketoglutarat (oxoglutarate)
α-ketoglutarat dehydrogenase
2. α-ketoglutarat
Succiniyl CoA (succinate)
succinate dehydrogenase
3. Succinate
Fumarate
terjadi reduksi
1. Isocitrate
FAD menjadi FADH2,, dihasilkan 2 ATP
Dari Succinyl CoA menjadi Succinate terbentuk 1 molekul ATP
Malate dehydrogenase
4. Malate
Oxaloacetate
Reaksi 1, 2, dan 4 --------- terjadi reduksi NAD menjadi NADH.
Setiap perubahan NAD menjadi NADH dihasilkan 3 ATP
Jadi ATP yang dihasilkan dalam satu cycle TCA = (3x3) + 2 + 1
= 12
Singkatan-singkatan dalam biokimia
FAD – Flavin Adenin Dinukleotida (bentuk teroksidasi)
FADH2 – Flavin Adenin Dinukletida (bentuk tereduksi)
NAD – Nikotinamida Adenin Dinukleotida (bentuk teroksidasi)
NADH – Nikotinamida Adenin Dinukleotida (bentuk tereduksi)
ATP – Adenin Tri Phosphat
NADP - Nikotinamida Adenin Dinukleotida Fosfat (bentuk teroksidasi))
NADPH – Nikotinamida Adenin Dinukleotida Fosfat
Dinukleotida Fosfat (bentuk tereduksi)
REGULASI HORMONAL DALAM METABOLISME KARBOHIDRAT