Uploaded by User57148

biokimia

advertisement
BIOKIMIA_Pengertian dan Proses Glikogenesis dan Glikogenelisis_Semester II
Pengertian dan Proses Glikogenesis dan Glikogenelisis
1. Glikogenesis
Glikogenesis adalah proses pembentukan glikogen dari glukosa kemudian disimpan dalam hati
dan otot. Glikogen merupakan bentuk simpanan karbohidrat yang utama di dalam tubuh dan
analog dengan amilum pada tumbuhan. Unsur ini terutama terdapat didalam hati (sampai 6%),
otot jarang melampaui jumlah 1%. Akan tetapi karena massa otot jauh lebih besar daripada hati,
maka besarnya simpanan glikogen di otot bisa mencapai tiga sampai empat kali lebih banyak.
Proses glikogenesis adalah sebagai berikut :
1. Glukosa mengalami fosforilasi menjadi glukosa 6-fosfat (reaksi yang lazim terjadi juga pada
lintasan glikolisis). Di otot reaksi ini dikatalisir oleh heksokinase sedangkan di hati oleh
glukokinase.
2. Glukosa 6-fosfat diubah menjadi glukosa 1-fosfat dalam reaksi dengan bantuan katalisator
enzim fosfoglukomutase. Enzim itu sendiri akan mengalami fosforilasi dan gugus fosfo akan
mengambil bagian di dalam reaksi reversible yang intermediatnya adalah glukosa 1,6-bifosfat.
Enz-P + Glukosa 1-fosfat↔Enz + Glukosa 1,6-bifosfat↔Enz-P + Glukosa 6-fosfat
3. Selanjutnya glukosa 1-fosfat bereaksi dengan uridin trifosfat (UTP) untuk membentuk uridin
difosfat glukosa (UDPGlc). Reaksi ini dikatalisir oleh enzim UDPGlc pirofosforilase.
UDPGlc + PPi↔UTP + Glukosa 1-fosfat
4. Hidrolisis pirofosfat inorganic berikutnya oleh enzim pirofosfatase inorganik
akan menarik reaksi kearah kanan persamaan reaksi.
5. Atom C1 pada glukosa yang diaktifkan oleh UDPGlc membentuk ikatan glikosidik dengan
atom C4 pada residu glukosa terminal glikogen, sehingga membebaskan uridin difosfat. Reaksi
ini dikatalisir oleh enzim glikogen sintase. Molekul glikogen yang sudah ada sebelumnya
(disebut glikogen primer) harus ada untuk memulai reaksi ini. Glikogen primer selanjutnya dapat
terbentuk pada primer protein yang dikenal sebagai glikogenin.
UDP + (C6)n+1◊ UDPGlc + (C6)n
Glikogen Glikogen
2. Glikogenelisis
Glikogenelisis adalah sintesis glikogen menjadi glukosa (pada hati) dan asam piruvat dan laktat
pada otot. Untuk memutuskan ikatan glukosa satu demi satu dari glikogen diperlukan enzim
fosforilase. Enzim ini digunakan untuk proses fosforolisis rangkaian 1
menghasilkan glukosa 1-fosfat. Residu glukosil terminal pada rantai paling luar molekul
glikogen dibuang secara berurutan sampai kurang 6.◊lebih ada 4 buah residu glukosa yang
tersisa pada tiap sisi cabang 1. Glukan transferase dibutuhkan sebagai katalisator pemindahan
unit trisakarida 6 dari satu cabang ke cabang lainnya sehingga membuat titik cabang 1 6
memerlukan kerja enzim enzim pemutus. Hidrolisis ikatan 1 cabang (debranching enzyme) yang
spesifik. Dengan pemutusan cabang tersebut, maka kerja enzim. fosforilase selanjutnya dapat
berlangsung.
Pengertian dan Proses Heksosa Monofosfat dan Glukogenesis
1. Heksosa Monofosfat
Heksosa monofosfat (HMP) adalah jalur penguraian gula dalam metabolisme. Reaksi ini berguna
untuk membentuk gula pentosa dll, untuk keperluan biosintesis juga untuk mensintesis lipid.
Jalur ini berlansung di sitosol.
Reaksi berlangsung sebagai berikut : lewat gula C5, ribulosa 5-fosfat, yang merupakan prekursor
gula ribosa, deoksiribosa, komponen asam nukleat, asam amino aromatik, enzim yang digunakan
adalah G6PD, Transketolase, Transaldolase, juga ATP, NAD, FAD dan sebagainya. HMP tidak
langsung menghasilkan energi, tetapi terutama membentuk NADPH2. Dan dibagi menjadi 2
bagian yaitu :
a. oksidatif : menghasilkan NADPH2.
b. nonoksidatif : menghasilkan prekursor- prekursor ribosa.
2. Glukoneogenesis
Glukoneogenesis adalah proses biosintesis glukosa yang tidak berasal dari senyawa- senyawa
non-karbohidrat. Pelopor glukoneogenesis termasuklah laktat, asid amino glukogenik dan αgliserol. Glukoneogenesis terjadi jika sumber energi dari karbohidrat tidak tersedia lagi. Maka
tubuh adalah menggunakan lemak sebagai sumber energi. Jika lemak juga tak tersedia, barulah
memecah protein untuk energi yang sesungguhnya protein berperan pokok sebagai pembangun
tubuh.
Jalur glukoneogenesis dari bahan lipid maupun protein dijelaskan sebagai berikut:
oLipid terpecah menjadi komponen penyusunnya yaitu asam lemak dan gliserol.
Asam lemak dapat dioksidasi menjadi asetil KoA. Selanjutnya asetil KoA masuk
dalam siklus Kreb’s. Sementara itu gliserol masuk dalam jalur glikolisis.
Pengertian dan Reaksi Energetika dan Peran Enzim dalam Siklus
Kreb’s
1. Reaksi Energetika
Reaksi energetika adalah perubahan energi yang terjadi dalam proses atau reaksi. energetika
meliputi hubungan kalor, kerja dan bentuk energi lain, dengan kesetimbangan dalam reaksi kimia
dan dalam perubahan keadaan. Prinsip energetika dalam tubuh dimulai dari pembentukan energi
(Reaksi Ersekgonik) → ATP → pemakaian energi (Reaksi
Endorgenik) → ADP →Pembentukan energi, berulang hingga menjadi sebuah siklus.
. Energi yang digunakan oleh sel-sel tubuh manusia dihasilkan dari hidrolisis ATP sebesar 200300 mol setiap harinya. Artinya, setiap molekul ATP didaur ulang 2000-3000 kali setiap harinya.
ATP tidak dapat disimpan, karena itu, produksinya harus selalu mengikuti penggunaannya.
Reaksi energetika yang berlangsung dalam tubuh kita dapat digambarkan seperti
berikut :
2. Peran Enzim dalam Siklus Kreb’s
Siklus Kreb’s berlangsung di dalam mitokondria. Siklus asam sitrat merupakan jalur bersama
oksidasi karbohidrat, lipid dan protein. Siklus asam sitrat merupakan rangkaian reaksi yang
menyebabkan katabolisme asetil KoA, dengan membebaskan sejumlah ekuivalen hidrogen yang
pada oksidasi menyebabkan pelepasan dan penangkapan sebagian besar energi yang tersedia dari
bahan bakar jaringan, dalam bentuk ATP. Residu KoA, asetat aktif),∼ asetil ini berada dalam
bentuk asetil-KoA (CH3-CO suatu ester koenzim A. Ko-A mengandung vitamin asam
pantotenat.
Fungsi utama siklus asam sitrat adalah sebagai lintasan akhir bersama untuk oksidasi
karbohidrat, lipid dan protein. Hal ini terjadi karena glukosa, asam lemak dan banyak asam
amino dimetabolisir menjadi asetil KoA atau intermediat yang ada dalam siklus tersebut.
Reaksi dalam siklus Kreb’s tidak mungkin terjadi tanpa bantuan enzim. Enzim- enzim
tersebut mempunyai tugasnya masing- masing.
(Gambar Siklus Kreb’s)
Berikut ini adalah enzim- enzim dan peranannya dalam siklus Kreb’s :
No.
Enzim
Peranannya
1.Sitrat Sintase
Pembentukan asam sitrat :
Kondensasi antara Arsetil CoA dan Oksalosetat →
Asam Sitrat
2.Akonitat Hidratase
Perubahan Sitrat → Isositrat :
Asam Sitrat → Asam CIS-Akonitat → Asam Isositrat
3.Isositrat Dehidrogenase
Oksidasi isositrat → ά Ketoglutarat :
Oksaloluksinat → ά Ketoglutarat
4.ά Ketoglutarat Dehidrogenase
komplex Mg2+
Oksidasi ά Ketoglutarat → Suksinol CoA
5.Suksinil CoA Sintase
Perubahan Suksinil CoA → Suksinat
6.Suksinat Dehidrogenase
Dehidrogenase dari Suksinat → Fumarat
7.Fumarase
Hidrasi Fumarat → Malat
8.Malat Dehidrogenase
Dehidrogenase Malat → Oksalosetat
Enzim yang Berperan dalam Metabolisme Karbohidrat
Tujuan akhir pencernaan dan absorpsi karbohidrat adalah mengubah karbohidrat menjadi ikatanikatan lebih kecil, terutama berupa glukosa dan fruktosa, sehingga dapat diserap oleh pembulu
darah melalui dinding usus halus. Pencernaan karbohidrat kompleks dimulai di mulut dan
berakhir di usus halus.
Pencernaan karbohidrat :
1. Mulut
Pencernaan karbohidrat dimulai di mulut. Bola makanan yang diperoleh setelah makanan
dikunyah bercampur dengan ludah yang mengandung enzim amilase (sebelumnya dikenal
sebagai ptialin). Amilase menghidrolisis pati atau amilum menjadi bentuk karbohidrat lebih
sederhana, yaitu dekstrin. Bila berada di mulut cukup lama, sebagian diubah menjadi disakarida
maltosa. Enzim amilase ludah bekerja paling baik pada pH ludah yang bersifat netral. Bolus yang
ditelan masuk ke dalam lambung.
2. Usus Halus
Pencernaan karbohidrat dilakukan oleh enzim-enzim disakarida yang dikeluarkan olej sel- sel
mukosa usus halus berupa maltase, sukrase, danlaktase. Hidrolisis disakarida oleh enzim-enzim
ini terjadi di dalam mikrovili dan monosakarida yang dihasilkan adalah sebagai berikut :Maltase
Maltosa
2 mol glukosa Sukrase Sakarosa
1 mol glukosa + 1 mol fruktosa
Laktase Laktosa
1 mol glukosa + 1 mol galaktosa
Monosakarida glukosa, fruktosa, dan galaktosa kemudian diabsorpsi melalui sel epitel usus halus
dan diangkut oleh sistem sirkulasi darah melalui vena porta. Bila konsentrasi monosakarida di
dalam usus halus atau pada mukosa sel cukup tinggi, absorpsi dilakukan secara pasif atau
fasilitatif. Tapi, bila konsentrasi turun, absorpsi dilakukan secara aktif melawan gradien
konsentrasi dengan menggunakan energi dari ATP dan ion natrium.
3. Usus Besar
Dalam waktu 1-4 jam setelah selesai makan, pati nonkarbohidrat atau serat makanan dan
sebagian kecil pati yang tidak dicernakan masuk ke dalam usus besar. Sisa-sisa pencernaan ini
merupakan substrat potensial untuk difermentasi oleh mikroorganisma di dalam usus besar.
Substrat potensial lain yang difermentasi adalah fruktosa, sorbitol, dan monomer
lain yang susah dicernakan, laktosa pada mereka yang kekurangan laktase, serta rafinosa,
stakiosa, verbaskosa, dan fruktan.
Produk utama fermentasi karbohidrat di dalam usus besar adalah karbondioksida, hidrogen,
metan dan asam-asam lemak rantai pendek yang mudah menguap, seperti asam asetat, asam
propionat dan asam butritat.
SISTEM TRANSPORT ELEKTRON










Rantai transpor elektron adalah tahapan terakhir dari reaksi respirasi aerob.
Transpor elektron sering disebut juga sistem rantai respirasi atau sistem oksidasi terminal.
Transpor elektron berlangsung pada krista (membran dalam) dalam mitokondria.
Molekul yang berperan penting dalam reaksi ini adalah NADH dan FADH2, yang
dihasilkan pada reaksi glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, dan siklus Krebs.
Selain itu, molekul lain yang juga berperan adalah molekul oksigen, koenzim Q
(Ubiquinone), sitokrom b, sitokrom c, dan sitokrom a.
Pertama-tama, NADH dan FADH2 mengalami oksidasi, dan elektron berenergi tinggi
yang berasal dari reaksi oksidasi ini ditransfer ke koenzim Q.
Energi yang dihasilkan ketika NADH dan FADH2 melepaskan elektronnya cukup besar
untuk menyatukan ADP dan fosfat anorganik menjadi ATP.
Kemudian koenzim Q dioksidasi oleh sitokrom b. Selain melepaskan elektron, koenzim
Q juga melepaskan 2 ion H+.
Setelah itu sitokrom b dioksidasi oleh sitokrom c.
Energi yang dihasilkan dari proses oksidasi sitokrom b oleh sitokrom c juga
menghasilkan cukup energi untuk menyatukan ADP dan fosfat anorganik menjadi ATP.







Kemudian sitokrom c mereduksi sitokrom a, dan ini merupakan akhir dari rantai transpor
elektron.
Sitokrom a ini kemudian akan dioksidasi oleh sebuah atom oksigen, yang merupakan zat
yang paling elektronegatif dalam rantai tersebut, dan merupakan akseptor terakhir
elektron.
Setelah menerima elektron dari sitokrom a, oksigen ini kemudian bergabung dengan ion
H+ yang dihasilkan dari oksidasi koenzim Q oleh sitokrom b membentuk air (H2O).
Oksidasi yang terakhir ini lagi-lagi menghasilkan energi yang cukup besar untuk dapat
menyatukan ADP dan gugus fosfat organik menjadi ATP.
Jadi, secara keseluruhan ada tiga tempat pada transpor elektron yang menghasilkan ATP.
Sejak reaksi glikolisis sampai siklus Krebs, telah dihasilkan NADH sebanyak 10 dan
FADH2 2 molekul.
Dalam transpor elektron ini, kesepuluh molekul NADH dan kedua molekul FADH2
tersebut mengalami oksidasi sesuai reaksi berikut.



Setiap oksidasi NADH
menghasilkan kira-kira 3 ATP
Dan kira-kira 2 ATP untuk setiap oksidasi FADH2.
Jadi, dalam transpor elektron dihasilkan kira-kira 34 ATP.



Ditambah dari hasil Glikolisis (2ATP) dan siklus Krebs (2 ATP), maka secara
keseluruhan reaksi respirasi seluler menghasilkan total 38 ATP
Jadi dari satu molekul glukosa menghasilkan total 38 ATP.
Akan tetapi, karena dibutuhkan 2 ATP untuk melakukan transpor aktif, maka hasil bersih
dari setiap respirasi seluler adalah 36 ATP. (lihat gambar)
Produksi ATP : 38 ataukah 36 ?
Artikel ini telah dibaca 4,489 kali
Ada perbedaan dalam hasil akhir pembentukan ATP pada proses respirasi. Proses respirasi yang
berlangsung pada mitokondria di hati, ginjal, dan mitokondria jantung menghasilkan 38 ATP
untuk satu molekul glukosa yang dipecah, karena tahap akhir respirasi aerob yaitu rantai transpor
elektron berlangsung melalui sistem ulang-alik malat aspartat. Sistem ulang-alik lain adalah
ulang-alik gliserol-phosphat. Sistem ini hanya menghasilkan 36 ATP untuk tiap mol glukosa,
dan berlangsung di otot rangka dan otak. Apa bedanya?
Proses respirasi aerob menghasilkan senyawa antara berupa NADH. Glikolisis menghasilkan
NADH yang sering disebut NADH sitosol, karena proses tersebut berlangsung pada sitosol.
Dekarboksilasi oksidatif dan Daur Krebs menghasilkan NADH matriks, karena proses tersebut
berlangsung pada matriks mitokondria. Dalam rantai transpor elektron, NADH akan dioksidasi
ulang dan pada akhir reaksi akan menghasilkan ATP dan H2O. Pada kenyataannya, membran
mitokondria tidak permeabel terhadap NADH sitosol. Dengan sederhana dikatakan: NADH
sitosol tidak dapat masuk ke dalam mitokondria untuk mengalami oksidasi ulang pada rantai
transpor elektron.
Suatu cara yang berlangsung dengan cerdik telah diketahui. NADH sitosol dapat masuk ke dalam
mitokondria secara tidak langsung melalui sistem ulang-alik malat-aspartat. Prosesnya sebagai
berikut: NADH sitosol melepaskan H+ dan ditangkap oleh oksaloasetat sehingga berubah
menjadi malat, yang kemudian masuk ke dalam mitokondria dengan bantuan sistem transpor
malat-a-ketoglutarat yang terdapat pada membran mitokondria. Di dalam matriks mitokondria,
malat akan melepaskan ion H+ yang akan diterima oleh NAD sehingga tereduksi menjadi
NADH, dan selanjutnya NADH akan dioksidasi ulang melalui rantai transpor elektron.
Sementara itu malat yang telah melepaskan ion H+ berubah kembali menjadi oksaloasetat.
Karena membran mitokondria tidak permeabel terhadap oksaloasetat, maka oksaloasetat dipecah
menjadi a-ketoglutarat dan aspartat melalui reaksi dengan glutamat. Aspartat keluar dari dalam
matriks ke sitosol melalui sistem transpor glutamat-aspartat yang juga terdapat pada membran
mitokondria, sedangkan a-ketoglutarat keluar dari matriks melalui sistem transpor malat-aketoglutarat. Di sitosol aspartat akan bereaksi dengan a-ketoglutarat dan menghasilkan
oksaloasetat dan glutamat untuk mengulangi siklus yang sama. Lihat gambar berikut!
Berbeda dengan sistem ulang-alik malat-aspartat, sistem ulang-alik gliserol-phosphat lebih
sederhana. Prosesnya sebagai berikut: NADH sitosol melepaskan ion H+ dan diterima oleh
dihydroxyacetonphosphate hingga tereduksi menjadi glycerol-3-phosphate. Glycerol-3phosphate akan melepaskan ion H+ kepada FAD sehingga tereduksi menjadi FADH, dan
kembali berubah menjadi dihydroxyacetonephosphate untuk mengulangi siklus yang sama. Ion
H+ dari FADH akan dipindahkan kepada ubikuinon sehingga tereduksi menjadi ubikuinonH
untuk selanjutnya memasuki rantai traspor elektron. Lihat gambar!
Kesimpulannya adalah: bila melalui sistem ulang-alik malat-aspartat NADH sitosol dapat masuk
ke dalam mitokondria untuk mengalami proses rantai transpor elektron dan menghasilkan 3 ATP
untuk setiap NADH yang dioksidasi. Bila melalui sistem ulang-alik gliserol-phospat, NADH
sitosol dikonversi menjadi FADH lalu masuk ke dalam mitokondria untuk mengalami proses
rantai transpor elektron dan dihasilkan 2 ATP untuk setiap FADH yang dioksidasi.
Total ATP yang dihasilkan melalui sistem ulang-alik malat-aspartat untuk tiap mol glukosa
adalah:
Proses
ATP
NADH
FADH
Glikolisis
Dekarboksilasi oksidatif
Daur Krebs
Rantai transpor elektron
2
2
32
2
6
-
4
-
Total
36
8
4
Download
Random flashcards
Rekening Agen Resmi De Nature Indonesia

9 Cards denaturerumahsehat

Rekening Agen Resmi De Nature Indonesia

9 Cards denaturerumahsehat

sport and healty

2 Cards Nova Aulia Rahman

Nomor Rekening Asli Agen De Nature Indonesia

2 Cards denaturerumahsehat

Create flashcards