2. OKSIDASI PIRUVAT Oksidasi piruvat menjadi asetil

2. OKSIDASI PIRUVAT
Oksidasi piruvat menjadi asetil-KoA merupakan reaksi yang sifatnya tidak
terbalikkan dari glikolisis ke siklus asam sitrat. Piruvat masuk ke dalam mitokondria
den gan bantuan transporter piruvat spesifik supaya dapat menembus membrandalam mitokondria.
Di membran-dalam mitokondria piruvat mengalarni dekarboksilasi oksidatif
menjadi asetil-KoA. Reaksi ini dikatalisis oleh beberapa macam enzim yang bekerja
secara berurutan dalam suatu kompleks multienzim yang ada di membran-dalam
mitokondria.
Secara
kolektif
enzim
tersebut
dinamakan
kompleks
piruvat
dehidrgenase, PDH yang analog dengan kompleks a-ketoglutarat dehidrogenase
kompleks pada siklus asam sitrat. Mula-mula piruvat mengalami dekarboksilasi
dikatalisis oleh piruvat PDH dehidrogenase (komponen piruvat dehidrogenase
kompleks) menjadi suatu derivat hidroksietil dan cincin tiazol tiamin difosfat yang
terikat enzim, Selanjutnya derivat ini bereaksi dengan lipoamida teroksidasi yaitu
gugus prostetik dan dihidrolipoil transasetilase untuk membentuk asetil-lipoamida.
Asetil-lipoamida selanjutnya bereaksi dengan koenzim-A membentuk asetil-KoA dan
lipoamida tereduksi. Siklus reaksi ini berlangsung sempurna, kalau terjadi reoksidasi
(lipoamida tereduksi) oleh flavoprotein yang mengandung FAD dan enzim dihidrolipoil
dehidrogenase. Akhirnya blavoprotein tereduksi (FADH3) dioksidasi dengan NAD+
sebagai reseptor ion H yang selanjutnya memindahkan ekuivalen pereduksi ke rantai
respirasi.
Sistem piruvat dehidrogenase cukup elektronegatif dalam sistem reduksi
potensial dalam hubungannya dengan rantai respirasi sehingga selain memberikan
NADH juga menghasilkan gugus tioester energi tinggi dalam asetil-KoA.
Piruvat dehidrogenase diatur oleh hambatan hasil dan modifikasi kovalen
Piruvat dehidrogenase dihambat oleh produknya yaitu asetil-KoA dan NADH.
Sistem ini juga diatur oleh proses fosforilasi tiga residu serin pada komponen piruvat
dehidrogenase dari kompleks multienzim yang melibatkan enzim kinase khusus ATP yang menyebabkan penurunan aktivitas, dan defosforilasinya oleh fosfatase
menyebabkan peningkatan aktivitas dehidrogenase.
Enzim kinase diaktifkan oleh peningkatan ratio (ATP) / (ADP), (asetil-KoA) /
(Ko-A), dan (NADH) / (NAD+). Dengan demikian PDH dan glikolisis tidak hanya
dapat dihambat oleh potensial energi yang tinggi tetapi juga pada saat oksidasi
asam lemak yaitu saat terjadi peningkatan ratio senyawa-senyawa tersebut di atas.
Jadi pada kelaparan yaitu saat kadar asam lemak bebas meningkat, maka terjadi
penurunan proporsi enzim dalam bentuk aktif yang mengakibatkan penghematan
karbohidrat. Peningkatan aktivitas enzim pada jaringan adiposa tetapi di hepar talo
terjadi setelah pemberian insulin.
ASPEK KLINIS
Hambatan metabolisme piruvat mengakibatkan asidosis laktat. Arsenit atau ion
merkuri akan membentuk kompleks dengan gugus —SH pada asam lipoat dan
menghambat kerja piruvat dehidrogenase seperti yang terjadi pada diet defisiensi
tiamin yaitu mengakibatkan penimbunan piruvat. Defisiensi nutrisi pada alkohol
adalah defesiensi tiamin, dan bila diberi glukosa, maka dengan cepat menunjukkan
penimbunan piruvat dan asidosis laktat yang sering mebawa kematian. Pada
penderita dengan kelainan bawaan defisiensi PDH yang dapat disebabkan karena
defek satu atau lebih komponen kompleks enzim juga menunjukkan asidosis laktat
yang serupa, khususnya setelah pemberian glukosa yang berlebihan. Karena
ketergantungannya pada glukosa sebagai bahan bakar maka jaringan otak
khususnya, manifestasi gangguan metabolik ini adalah gangguan nerologik.
Dilaporkan bahwa mutasi pada semua jenis enzim yang terlibat dalam metabolisme
karbohidrat, masing-masing dihubungkan dengan penyakit pada manusia. Defisiensi
bawaan aldolase A dan piruvat kinase dalam eritrosit mengakibatkan anemia
hemolitika. Kemampuan untuk melakukan latihan penderita dengan defisien
fosfofruktokinase otot, terutama yang diet karbohidratnya tinggi. Dengan tersedianya
bahan bakar alternatif lipid, seperti pada saat kelaparan yaitu ketika kadar asam
lemak bebas dan benda keton dalam darah meningkat maka kapasitas kerja
membaik.
RINGKASAN
1. Glikolisis adalah jalur reaksi yang berlangsung dalam sitosol semua sel
mamalia untuk metabolisme glukosa (atau glikogen) menjadi piruvat dan
laktat.
2. Glikolisis dapat berfungsi anerobik dengan memperoleh kembali NAD+
teroksidasi yang diperlukan dalam reaksi yang dikatalisis gliseraldehida3- fosfat dehidrogenase dengan pasangan reaksi redukdsi piruvat
menjadi laktat, sebagai penerima ion H.
3. Laktat adalah produk akhir glikolisis dalam status anerob (misalnya
dalam otot yang sedang melakukan latihan) atau apabila mesin
metabolik untuk oksidasi piruvat selanjutnya tidak ada (misalnya dalam
eritrosit).
4. Glikolisis diatur oleh 3 enzim yang mengatalisis reaksi searah yaitu
heksokinase (atau glukokinase), fosfofruktokinase, dan piruvat kinase.
5. Dalam eritrosit, reaksi pertama yang menghasilkan ATP dapat diarahkan
untuk pembentukan 2,3-difosfogliserat yang penting untuk menurunkan
afinitas hemoglobin terhadap 02.
6. Piruvat dioksidasi menjadi asetil-KoA oleh suatu kompleks multienzim
yang dikenal sebagai piruvat dehidrogenase yang untuk aktivitasnya
tergantung pada kofaktor tiamin difosfat.
7. Keadaan yang mengakibatkan tidak mampu untuk memetabolisis piruvat
sering mengakibatkan asidosis laktat.