heksosa mono phosphat shunt

JALUR PENTOSA FOSFAT
OLEH :
AMALIA PURNAMASARI
NPM. 1106151991
HMP SHUNT
(HEKSOSA MONO PHOSPHAT SHUNT)
• Pentosa merupakan gula monosakarida dengan lima atom karbon
dalam satu molekul
• Disebut juga : Pentose Phosphate Pathway
• Merupakan jalan lain untuk oksidasi glukosa
• Tidak bertujuan menghasilkan energi ( ATP )
• Aktif dalam :
1. Hati
2. Jar. Lemak
3. Klj. Korteks adrenal
4. Klj. Tiroid
5. Eritrosit
6. Klj. Mammae ( laktasi )
Tujuan Utama dari Lintasan ini adalah:
Produksi NADPH untuk sintesis reduktif seperti biosintesis asam lemak
serta steroid. Kegunaan NADPH untuk sel adalah untuk :
- Mencegah stress oksidatif dengan mengubah H2O2 menjadi H2O
dan jika tidak terdapat NADPH , H2O2 akan di ubah menjadi
radikal bebas
hidroksin yang akan menyerang sel.
- Pada sel darah merah , kegunaan pertama dari NADPH adalah
untuk mereduksi bentuk disulfide dari glutathione menjadi bentuk sulfhydryl,
reduksi glutathione ini adalah untuk mempertahankan struktur normal dari sel
darah merah dan untuk menjaga bentuk hemoglobin dalam bentuk Fe2+.
- NADPH pada hati dan payudara digunakan untuk biosintesis asam lemak.
Produksi residu ribosa untuk biosintesis nukleotida serta asam nukleat.
Glukosa, fruktosa dan galaktosa secara kuantitatif merupakan heksosa
terpenting yang diserap dari traktus gastroinestinal. Ketiga unsur ini berasal
dari pati, sukrosa dan laktosa yang terdapat dalam makanan. Untuk konversi
fruktosa dan galaktosa mnjadi glukosa telah dibentuk lintasan yang khusus,
terutama di hati.
Jalur pentosa fosfat adalah jalur respirasi yang menghasilkan NADPH dan
pentosa.Terdapat dua fase yang berbeda, namun keduanya berada dalam jalur yang
sama. Fase yang pertama adalah fase oksidatif yang menghasilkan NADPH, dan fase
kedua adalah fase nonoksidatif yang menghasilkan pentosa. Pada hewan, proses ini
terjadi di sitosol, sedangkan pada tumbuhan proses ini terjadi di plastida.
Jalur pentosa fosfat mengoksidasi glukosa 6 fosfat menjadi zat antara jalur
glikolitik dan dalam proses tersebut menghasilkan NADPH dan ribosa 5 fosfat untuk
sintesis nukleotida. NADPH digunakan untuk jalur reduktif, misalnya biosintesis asam
lemak, dan sistem pertahanan gluatation terhadap cedera yang disebabkan oleh
spesies oksigen reaktif
Reaksi Pada Jalur Pentosa Fosfat Jalur pentosa fosfat dapat dibagi
menjadi dua fase :
1. Fase Oksidatif
Lintasan ini dimulai dengan oksidasi dari glukosa 6-fosfa
menjadi 6-fosfoglukono-𝛿-lakton; reaksi dini dikatalisis oleh glukosa 6fosfat dehidrogenase, yang memerlukan NADP+ dan Mg+ sebagai
kofaktor. Pada reaksi kedua, laktonase membelah cincin lakton
menghasilkan turunan teroksidasi dari glukosa 6-fosfoglukonat.
Pada fase oksidatif, dua molekul NADP+ direduksi menjadi
NADPH dengan memanfaatkan energi dari konversi glukosa-6-fosfat
menjadi ribulosa 5-fosfat
2. Fase Nonoksidatif
Pada fase non oksidatif jalur pentosa fosfat, ribulosa 6-fosfat diubah
menjadi ribosa 5-fosfat dan zat antara jalur glikolitik. Ribosa 5 fosfat menghasilkan
gula untuk sintesis nukleotida. Bagian dari jalur ini bersifat reversibel, oleh karena
itu ribosa 5 fosfat juga dapat dibentuk dari zat antara glikolisis. Salah satu enzim
yang berperan dalam interkonversi gula-gula ini transketolase dan menggunakan
tiamin pirofosfat sebagai koenzim. Glukosa 6 fosfat adalah substrat untuk jalur
pentosa fosfat dan glikolisis.
Bagian nonoksidatif jalur pentosa terdiri dari serangkaian penyusunan
ulang dan reaksi pemindahan yang mengubah ribulosa 5 fosfat menjadi ribosa 5
fosfat dan xilulosa 5 fosfat lalu menjadi zat antara pada jalur glikolitik. Enzim yang
terlibat adalah epimerase, isomerase, transketolase dan transaldolase.
Epimerase dan isomerase mengubah ribulosa 5 fosfat menjadi dua gula 5
karbon lainnya. Isomerase mengubah ribulosa 5 fosfat menjadi ribosa 5 fosfat.
Epimerase mengubah posisi stereokimia satu gugus OH, mengubah ribulosa 5
fosfat menjadi xilulosa 5 fosfat.
Transketolase memindahkan fragmen gula 2 karbon dan transaldolase
memindahkan fragmen 3 karbon ke gula lain. Transketolase mengambil 2 fragmen
karbon dari xilulosa 5-fosfat dengan memutuskan ikatan karbon-karbon antara
gugus keto dan karbon didekatnya sehingga terjadi pembebasan gliseraldehida 3fosfat.
Dua reaksi dalam jalur pentosa fosfat menggunakan transketolase. Pada
reaksi pertama fragmen keto 2 karbon dari xilulosa 5-fosfat dipindahkan ke ribosa
5-fosfat untuk membentuk sedoheptulosa 7-fosfat, dan pada reaksi yang lain
fragmen tersebut dipindahkan ke eritrosa 4-fosfat untuk membentuk fruktosa 6fosfat
Aktivitas transketolase dalam sel darah merah digunakan untuk mengukur
status nutrisitiamin dan mendiagnosis adanya defisiensi tiamin.
Transaldolase memindahkan fragmen keto 3 karbon dari sedoheptulosa 7
fosfat kegliseraldehida 3 fosfat untuk membentuk eritrosa 4-fosfat dan fruktosa 6fosfat. Pemutusan aldol terjadi antara 2 karbon yang berdekatan dengan gugus
keto. Fragmen 3 karbon yang mengandung gugus keto dipindahkan ke aldehida
gugus lain dan bukan dibebaskan.
Enzim 6-fosfoglukonat dehidrogenase mengontrol HMP Shunt. Enzim ini
dapatdihambat oleh NADPH. Reaksi yang dikatalisis enzim ini tidak akan berjalan
apabila NADPH tidak dipakai atau dengan kata lain konsentrasinya tidak menurun.
Perlu diingatbahwa produksi ribosa 5-fosfat tidak tergantung pada oksidasi
glukosa, tapi dapat melewatikebalikan jalur glikolisis.
NADPH yang terbentuk berguna dalam sintesis asam lemak, steroid dan
sintesis asamamino. Sintesis asam amino melalui glutamat dehidrogenase. Adanya
lipogenesis yang aktif,memerlukan NADPH, hal ini akan merangsang oksidasi
glukosa lewat HMP Shunt. "Fedstate", suatu keadaan dimana seseorang baru saja
makan, mungkin dapat menginduksi sinte-sis enzim-enzim glukosa 6-fosfat
dehidrogenase dan 6-fosfoglukonat dehidrogenase.
Pada fase non oksidatif, jalurnya cukup rumit dan melibatkan banyak
proses dan molekul pentosa
Jalur Asam Uronat ( THE URONIC ACID PATHWAY )
Selain dari jalur yang telah diterangkan di atas, glukosa 6-fosfat dapat
diubah menjadiasam glukoronat (glucoronic acid), asam askorbat (ascorbic acid)
dan pentosa melalui suatujalur yang disebut "the uronic acid pathway"Akan tetapi
manusia, primata dan guinea pig tidak bisa membuat asam askorbat.Karena
kekurangan enzim tertentu, maka L-gulonat yang terbentuk tidak bisa diubah
menjadiL-asam askorbat. L-gulonat akan dioksidasi menjadi 3-keto-L-gulonat, yang
kemudianmengalami dekarboksilasi menjadi L-xylulose
 Reaksi UDP-Glukosa
UDP glukosa adalah gula nukleotida aktif yang merupakan prekursor
glikogen danlaktosa, UDP glukuronat dan glukuronida dan rantai karbohidrat pada
proteoglikan,glikoprotein dan glikolipid. Dalam pembentukan banyak bagian
karbohidrat dari senyawa ini,terjadi pemindahan suatu gula dari gula nukleotida ke
suatu alkohol untuk membentuk ikatanglikosidat. Ikatan berenergi tinggi antara
UDP dan gula tersebut menghasilkan energi untuk membentuk ikatan baru. Enzim
yang membentuk ikatan glikosidat adalah gula transferase.Transferase juga
berperan dalam pembentukan ikatan glikosidat dalam bilirubin
glukuronida,proteoglikan dan laktosa
UDP-GlukuronatPembentukan UDP-glkuronat berfungsi sebagai prekursor
gula lain dan prekursor glukuronida. Glukuronat terbentuk melalui oksidasi alkohol
pada C6 glukosa menjadi suatuasam oleh dehidrogenase dependen-NAD+.
Glukuronat juga terdapat didalam makanan, danterbentuk dari penguraian
inositol.
Glukuronat setelah terbentuk, dapat masuk kembali ke jalur metabolisme
glukosamelalui reaksi yang akhirnya mengubah glukuronat menjadi D-xilulosa 5fosfat, suatu zatantara pada jalur pentosa fosfat. Pada sebagian besar hewan
menyusui selain manusia, zatantara pada jalur ini adalah prekursor asam askorbat
(vitamin C). Manusia tidak dapatmensintesis vitamin C
Reaksi lengkapnya adalah sebagai berikut :
Glukosa-6fosfat akan diubah menjadi glukosa 1-fosfat. Glukosa 1-fosfat
akan bereaksidengan UTP (uridin trifosfat) dan membentuk nukleotida aktif UDPG
(uridin difosfatglukosa). Selanjutnya UDPG akan mengalami oksidasi dua tahap
pada atom karbon yangkeenam. Asam glukoronat (D-glucoronate) yang terbentuk
oleh enzim yang tergantung padaNADPH, direduksi menjadi L-gulonat. L-gulonat
merupakan bahan baku untuk membuatasam askorbat
Pada manusia, primata dan guinea pig L-gulonat melalui 3-keto L-gulonat
akan diubahmenjadi L-xylulose. D-xylulose merupakan bagian dari HMP Shunt.
Untuk bisa masuk kedalam HMP Shunt, maka L-xylulose harus diubah dulu menjadi
D-xylulose melalui silitol.Dalam proses ini diperlukan NADPH dan NAD+. Perubahan
silitol menjadi D-silulosadikatalisis enzim silulosa reduktase. D-xylulose akan diubah
menjadi D-xylulose 5-fosfat,ATP bertindak sebagai donor fosfat.
Pada suatu penyakit yang menurun yang disebut "essential pentosuria" di
dalamurinnya banyak didapatkan L-xylulose, diperkirakan enzim yang mengkatalisis
L-xylulosemenjadi silitol tidak ada pada penderita penyakit ini
DAFTAR PUSTAKADawn, Marks. 2000Biokimia Kedokteran Dasar. Jakarta :
Penerbit Buku Kedokteran EGC
http:// pentosa-fosfat.com, dowload tanggal 12/03/2011
http:// Hexose-Monophosphate-Shunt, dowload tangga 12/03/2011
http:// asamuronat.com, dowload tanggal 12/03/2011