METABOLISME KARBOHIDRAT

DISUSUN OLEH
Dr.H.MOHAMMAD HANAFI, MBBS (Syd).MS.
FAKULTAS KEDOKTERAN UNAIR
PENGANTAR
 Senyawa paling besar jumlahnya di permukaan bumi
 Makanan pokok orang Asia / Afrika / Papua : beras,
ubi-ubian, sagu, pisang dan lain-lain.
 Amilum : amilopektin dan amilose
 Macam-macam karbohidrat
• Heteropolisakarida
• Homopolisakarida
• Oligosakarida
• Disakarida
• Monosakarida
Pencernaan dan Penyerapan
• Amilase pankreas
• Endopolisakarida : memecah ikatan a ( 1  4 ),
kecuali pada ujung dan pada ikatan antara glukosa yang
memberi cabang ( C1 ) dan glukosa sebelumnya ( C4 ).
• Hasilnya : glukosa, maltosa, maltoriosa dan
oligasakarida (lilmit dekstrin)
• Enzim pada permukaan usus halus : maltase, laktase,
sukrase dan limit dekstrase
• Diserap secara aktif : glukosa dan galaktosa
6=Isomaltose
Cara kerja enzim amilase
Blood & guts: Putting it together for
glucose transport…
glucose
Fig. 11-44
Metabolisme karbohidrat
 Glikolisis ("glycolysis")
 Glikogenesis
( "glycogenesis" ).
 Glikogenolisis
( "glycogenolysis" ).
 Oksidasi asam piruvat.
TCA Cycle
(final common pathway)
 Jalur fosfoglukonat
oksidatif ( "Hexose Monophosphate Shunt" atau
"Pentose Phosphate
Pathway" ).
 Glukoneogenesis
( "gluconeogenesis" ).
 Uronic Acid pathway
 Metabolisme fruktosa,
galaktosa dan heksosamin
GLIKOLISIS
• Perubahan : glukosa  asam piruvat
glukosa  asam laktat
• Fungsi : menghasilkan ATP
• Tempat : sitoplasma
• Aerobik glikolisis menghasilkan 8 (7) ATP
• Anaerobik glikolisis menghasilkan 2 ATP
Pyruvate
Lactate
G
 G 6P
HEKSOKINASE
GLUKOKINASE
 Terdapat di semua sel
kecuali pankreas
 Dihambat oleh hasil
reaksinya ( G 6P )
 Km untuk glukosa
kecil
 Dapat mengkatalisis
Fruktosa (F)  F 6P
• Terdapat di hepar dan
pankreas
• Tidak dihambat oleh
G 6P
• Km untuk glukosa
besar
• Hanya G  G 6P
G 6P  F 6P
F 6P  F 1,6 BP
PFK-1
Enzim regulator
Reaksi satu arah
PHOSPHO FRUKTO KINASE 1
( PFK 1 )
Diaktifasi oleh
• ADP
• AMP
• Pi
• F 2,6 BP
( fruktose 2,6 Bis
Phosphate )
Dihambat oleh
 ATP
 Asam sitrat
 2,3 BP Gliserat
( dalam eritrosit)
 Asam lemak bebas
 Asetil-KoA
 Senyawa keton
Senyawa keton :
Asetoasetat
Betahidroksi Butirat
Aseton
O
||
C-C-C-COOH
OH
|
C-C-C-COOH
O
||
C-C-C
PERAN F 2,6 BP
Dalam hepar
 Merupakan allosterik efektor positif
yang paling kuat bagi enzim
fosfofruktokinase-1 (PFK-1), dan
 Menghilangkan hambatan ATP thd
PFK-1
 Merupakan inhibitor bagi enzim
fruktosa 1,6-bisfosfatase
F 6P
 F2,6 BP
PFK-2
Protein Kinase
cAMP Dependent
Protein  Protein P
(tidak semua protein)
Phosphofructokinase-2 (PFK-2) is also
a phosphatase (bifunctional enzyme)
Bifunctional enzyme has two activities:
• 6-phosphofructo-2-kinase activity, decreased by
phosphorylation
• Fructose-2,6-bisphosphatase activity, increased by
phosphorylation
kinase
ATP
ADP
fructose-2,6-bisphosphate
fructose-6-phosphate
Pi
phosphatase
F 1,6 BP
Gld 3P + DHAP
2
2
Dalam glikolisis DHAP akan diubah menjadi
gliseraldehid 3P
Untuk
satu glukose
Dua gliseraldehid 3P
2
2
Apabila ada oksigen Rantai Respirasi
berjalan,
NADH akan diubah menjadi 3 ATP
dan NAD+
Enzim gliseraldehid 3P dehidrogenase
mutlak memerlukan NAD+ .
Apabila tidak ada oksigen RR tidak
berjalan NADH harus diubah
dengan cara lain
2
2
”COUPLE REACTION”
Dua reaksi : (1) Gliseraldehid 3P 
1,3 BP Gliserat
dan (2) 1,3 BP Gliserat  3 P Gliserat
disebut “coupling reaction”
(1) pelepasan energi, membentuk fosfat
organik
(2) fosforilasi  ATP
2
2
3P Glisrt  2P Glisrt
Fluorid
(-)
2
Enolase
Pasta gigi ditambah F
Dalam pemeriksaan glukosa
Piruvat Kinase
ADP
ATP
PEP  EP
Reaksi enzimatik
Satu arah
PEP 
P
Untuk mempersingkat reaksi: dari PEP
menjadi P, enol piruvat tidak usah disebut
Piruvat Kinase
kerjanya
Ditingkatkan oleh :
 F 1,6 BP
Dalam hepar F 1,6 BP
dapat menghilangkan
hambatan oleh ATP
dan Alanin
Dihambat oleh :
• ATP
• Asam lemak bebas
( FFA )
• Asetil KoA
• Senyawa keton
• Alanin
(hanya dalam hepar)
Pengaruh Protein Kinase (Prt K)
terhadap glikolisis.
• Protein Kinase cAMP dependent diaktifkan
oleh cAMP.
• cAMP dibentuk dari ATP yang dikatalisis
oleh enzim adenilil siklase (adenylil
cyclase)
• Adenilil siklase dapat diaktivasi oleh
hormon glukagon
Glikolisis dibuat tidak aktif dengan
jalan menghambat di dua tempat
1.Menghambat PFK-1
dgn cara menurunkan
jumlah F2,6 BP.
PFK-2-P mengkatalisis
F2,6 BP  F6P + Pi.
Protein Kinase
cAMP Dependent aktif
PFK-2  PFK-2-P
( ATP  ADP )
2.Menghambat reaksi
PEP  P
Piruvat Kinase  PK-P
dikatalisis oleh Prt K
cAMP Dependent
Piruvat Kinase fosfat
(PK-P) tidak aktif
Apabila ada oksigen, glikolisis berakhir
menjadi asam piruvat dan menghasilkan
delapan ATP.
Coba mahasiswa menghitung sendiri.
Ingat NADH dapat diubah menjadi
3 ATP dalam rantai respirasi
Apabila tidak ada oksigen, misalnya pada otot
tertentu pada seorang sprinter dan pada seorang
lifter; maka NADH akan diubah menjadi NAD+
melalui reaksi : asam piruvat menjadi asam laktat
Asam Piruvat
(P)
Terjadi reduksi asam piruvat menjadi asam laktat
menghasilkan NAD+ dan menggunakan NADH
NAD+ dapat dipakai oleh enzim gliseraldehid 3P
dehidrogenase, sehingga glikolisis dapat berjalan
biarpun tidak ada oksigen.
Glikolisis dalam Sel Darah Merah
Selalu berakhir dengan asam laktat
tidak ada mitokhondria
tidak ada enzim rantai respirasi
NADH  NAD+ mengimbangi reaksi
Asam Piruvat  Asam Laktat
Terbentuk 2,3 BPGliserat
 sel darah merah melepas oksigen
Apabila eritrosit tidak
perlu ATP, 1,3 BP Glrt
2,3 BP Glrt
2,3 BP Glrt menggeser
dissosiasi HbO2  Hb
+ O2
Example: Glu4T - Hidden Until Needed
Glu4T
Box 11-2
• The glucose transporter
for import into muscle and
fat cells is sequestered in
vesicles when external
glucose is low
• Insulin stimulation of its
receptor (signals what?)
brings transporters to the
membrane, and thus
• stimulating glucose
uptake 15x or more
• If insulin is not released
(Type I diabetes), what will
happen with these cells,
and to blood sugar?
Insulin Action in Muscle and Fat Cells
Mobilization of GLUT4 to the Cell Surface
Plasma membrane
Insulin
receptor
Intracellular
signaling
cascades
Intracellular
GLUT4 vesicles
Insulin
GLUT4 vesicle mobilization
to plasma membrane
GLUT4 vesicle
integration into
plasma membrane
GLUT4=glucose transporter 4
Glucose
Glucose entry into cell
via GLUT4 vesicle