MAKALAH BIOKIMIA II

"GLIKOGENESIS DAN GLIKOGENOLISIS"

DISUSUN OLEH :

ULVIANA (E1M012066)

FADLIYLATUM MARDLIYAH (E1M012019)

NILA ANGGRENI (E1M012045)

SITI NURHAYATI (E1M012059)

SUCI PARLIANI (E1M012063)

WIRA SANTANA (E1M012068)

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS MATARAM

2015

GLIKOGENESIS DAN GLIKOGENOLISIS

Gambar. Skema FermentasiAda perbedaan antara fermentasi dengan respirasi anaerob. Fermentasi tidak melibatkan mitokondria, sedangkan respirasi anaerob melibatkan mitokondria. Dalam fermentasi, dari satu molekul glukosa akan dihasilkan 2 ATP. Fermentasi dapat dibedakan menjadi dua macam berikut.

Dekarboksilasi Oksidatif

Setiap asam piruvat yang dihasilkan kemudian akan diubah menjadi

Asetil-KoA (koenzim-A). Asam piruvat ini akan mengalami

dekarboksilasi sehingga gugus karboksil akan hilang sebagai CO2

dan akan berdifusi keluar sel. Dua gugus karbon yang tersisa

kemudian akan mengalami oksidasi sehingga gugus hidrogen

dikeluarkan dan ditangkap oleh akseptor elektron NAD+. Gugus yang

terbentuk, kemudian ditambahkan koenzim-A sehingga menjadi

asetil-KoA. Hasil akhir dari proses dekarboksilasi oksidatif ini akan

menghasilkan 2 asetil-KoA dan 2 molekul NADH. Pembentukan asetil-

KoA memerlukan kehadiran vitamin B1. Berdasarkan hal tersebut,

dapat diketahui betapa pentingnya vitamin B dalam tubuh hewan

maupun tumbuhan.

2) Fermentasi Asam Laktat

Fermentasi asam laktat adalah fermentasi glukosa yang

menghasilkan asam laktat. Fermentasi asam laktat dimulai dengan

glikolisis yang menghasilkan asam piruvat, kemudian berlanjut

dengan perubahan asam piruvat menjadi asam laktat. Pada

fermentasi asam laktat, asam piruvat bereaksi secara langsung

dengan NADH membentuk asam laktat. Fermentasi asam laktat dapat

berlangsung ketika pembentukan keju dan yoghurt. Pada sel otot

manusia yang bersifat fakultatif anaerob, terbentuk ATP dari

fermentasi asam laktat jika kondisi kandungan oksigen sangat

sedikit. Pada pembentukan ATP yang berlangsung secara aerob,

oksigennya berasal dari darah. Sel mengadakan perubahan dari

respirasi aerob menjadi fermentasi. Hasil fermentasi berupa asam

laktat akan terakumulasi dalam otot sehingga otot menjadi kejang.

Asam laktat dari darah akan diangkut ke dalam hati yang kemudian

diubah kembali menjadi asam piruvat secara aerob. Fermentasi pada

sel otot terjadi jika kandungan O2 rendah dan kondisi dapat pulih

kembali setelah berhenti melakukan olahraga.

a. Fermentasi Asam LaktatFermentasi asam laktat terjadi pada sel-sel otot. Proses tersebut menggunakan bahan baku berupa asam piruvat (hasil dari glikolisis). Hasil dari proses tersebut berupa asam laktat dan ATP. Timbunan asam laktat yang berlebihan dapat mengakibatkan otot terasa lelah dan nyeri. Perhatikan reaksi dari fermentasi asam laktat berikut!

b) Dekarboksilasi Oksidatif atau Pembentukan Asetil Co-APada organisme eukariotik, dekarboksilasi oksidatif berlangsung dalam matriks mitokondria. Adapun pada organisme prokariotik, tahap tersebut berlangsung dalam sitosol. Pada tahap ini asam piruvat diubah menjadi asetil Co-A. Hal ini terjadi setelah asam piruvat bergabung dengan Co-enzim A. Proses tersebut menghasilkan NADH dan melepaskan CO2. Perhatikan reaksi dekarboksilasi oksidatif berikut!

Dekarboksilasi oksidatif

    Pada proses D.O. asam piruvat akan masuk ke mitokondria pada saat kondisi

aerob. Pada membran mitokondria as.piruvat (C-C-C) akan melepas 1C sehingga C-

C- akan bereaksi dengan CoA dan membentuk : 2 asetil-CoA, 2 NADH dan 2CO2.

                             Fermentasi asam laktat yaitu fermentasi dimana hasil akhirnya adalah asam laktat. Peristiwa ini dapat terjadi di otot dalam kondisi anaerob.

Reaksinya:                                      

Energi yang terbentak dari glikolisis hingga terbentuk asam laktat :

            8 ATP — 2 NADH2 = 8 - 2(3 ATP) = 2 ATP.

A. GLUKOSA

Glukosa adalah salah satu monosakarida sederhana yang mempunyai

rumus molekul C6H12O6. Kata glukosa diambil dari bahasa Yunani yaitu

glukus yang berarti manis. Nama lain dari glukosa antara lain dekstrosa, D-

glukosa atau gula buah karena glukosa banyak terdapat dalam buah-buahan.

Glukosa merupakan suatu aldoheksosa yang mempunyai sifat dapat memutar

cahaya terpolarisasi ke arah kanan.

Dalam biologi, glukosa memegang peranan yamg sangat penting antara

lain sebagai sumber energi dan intermediet metabolisme. Glukosa merupakan

salah satu produk fotosintesis dan merupakan bahan bakar respirasi seluler.

Glukosa berada dalam beberapa struktur yang dapat dibagi menjadi dua

stereoisomer.

Glukosa adalah monosakarida dengan rumus C6H12O6 atau H-(C=O)-

(CHOH)5-H dengan lima gugus hidroksil tersusun spesifik pada enam atom

karbon. Di alam, glukosa dihasilkan dari reaksi antara karbondioksida dan air

dengan bantuan sinar matahari dan klorofil dalam daun. Proses ini disebut

fotosintesis dan glukosa yang dibentuk terus digunakan untuk pembentukan

amilum atau selulosa.

n C6H12O6 --> (C6H10O5)n + n H2O

B. GLIKOGEN

Gambar Ikatan α 1,4 dan α 1,6 glikosida

Glikogen adalah polisakarida yang terbentuk dari kelebihan glukosa

dalam tubuh. Molekul glukosa tunggal mampu membentuk glikosidik untuk

membuat makromolekul yang lebih besar. Setiap kelebihan glukosa akan

disimpan sebagai glikogen di hati dan sel-sel otot. Pembentukan glikogen dari

glukosa dikendalikan oleh hormon. Secara khusus, insulin, yang dilepaskan

dari pankreas. Proses sebaliknya juga dikendalikan hormon. Setiap kali tubuh

membutuhkan lebih banyak gula, glukagon, yang juga diproduksi di pankreas,

akan mengendalikan konversi glikogen menjadi glukosa yang tersimpan dapat

digunakan untuk kebutuhan ATP. Proses ini dikenal sebagai glukoneogenesis.

Glikogen  merupakan polisakarida glukosa bercabang yang terdiri dari

rantai-rantai unit glukosil yang disatukan oleh ikatan α-1,4 dengan cabang α-

1,6 di setiap 8-10 residu. Dalam molekul dengan struktur bercabang - cabang

lebat ini, hanya satu residu glukosil yang memiliki sebuah karbon anomerik

yang tidak terkait ke residu glukosa lainnya. Karbon anomerik di awal rantai

melekat ke protein glikogenin. Ujung lain pada rantai itu disebut ujung

nonpereduksi. Struktur yang bercabang-cabang ini memungkinkan penguraian

α 1,6 chain

α 1,4 chain

dan sintesis glikogen secara cepat karena enzim dapat bekerja pada beberapa

rantai sekaligus dari ujung-ujung nonpereduksi.

Glikogen terurai terutama menjadi glukosa 1-fosfat yang kemudian

diubah menjadi glukosa 6-fosfat. Di otot rangka dan jenis sel lain, glukosa 6-

fosfat masuk ke dalam jalur glikolitik. Glikogen adalah sumber bahan bakar

yang sangat penting untuk otot rangka saat kebutuhan akan ATP meningkat

dan saat glukosa 6-fosfat digunakan secara cepat dalam glikolisis anaerobik.

Glikogen hati merupakan sumber glukosa yang pertama dan segera

untuk mempertahankan kadar glukosa darah. Di hati, glukosa 6-fosfat yang

dihasilkan dari penguraian glikogen dihidolisis menjadi glukosa oleh glukosa

6-fosfatase, suatu enzim yang hanya terdapat di hati dan ginjal. Dengan

demikian, penguraian glikogen merupakan sumber glukosa darah yang

dimobilisasi dengan cepat pada waktu glukosa dalam makanan berkurang atau

pada waktu olahraga dimana terjadi peningkatan penggunaan glukosa oleh otot.

Glikogen otot adalah sumber heksosa untuk proses glikolisis di dalam

otot itu sendiri. Sedangkan glikogen hati adalah simpanan sumber heksosa

untuk dikirim keluar guna mempertahankan kadar glukosa darah, khususnya di

antara waktu makan. Setelah 12-18 jam puasa, hampir semua simpanan

glikogen hati terkuras. Tetapi glikogen otot hanya terkuras setelah seseorang

melakukan olahraga yang berat dan lama

C. GLIKOGENESIS

Glikogenesis adalah proses pembentukan glikogen dari glukosa

kemudian disimpan dalam hati dan otot. Glikogen merupakan bentuk simpanan

karbohidrat yang utama di dalam tubuh. Unsur ini terutama terdapat didalam

hati (sampai 6%), otot jarang melampaui jumlah 1%. Akan tetapi karena massa

otot jauh lebih besar dari pada hati, maka besarnya simpanan glikogen di otot

bisa mencapai tiga sampai empat kali lebih banyak.

Proses glikogenesis terjadi jika kita membutuhkan energi, misalnya

untuk berpikir, mencerna makanan, bekerja dan sebagainya. Jika jumlah

glukosa melampaui kebutuhan, maka dirangkai menjadi glikogen untuk

menambah simpanan glikogen dalam tubuh sebagai cadangan makanan jangka

pendek melalui proses glikogenesis. Jika kadar glukosa darah meningkat

(hiperglikemia) glukosa akan di ubah dan di simpan sebagai glikogen atau

lemak, glikogenesis (produksi glikogen) terjadi terutama dalam sel otot dan

hati. Glikogenesis akan menurunkan kadar glukosa darah dan proses ini di

stimulasi oleh insulin yang disekresi dari pangkreas. Rangkaian proses

terjadinya glikogenesis digambarkan sebagai berikut:

1. Glukosa mengalami fosforilasi menjadi glukosa 6-fosfat (reaksi yang

lazim terjadi juga pada lintasan glikolisis). Di otot reaksi ini dikatalisis

oleh heksokinase sedangkan di hati oleh glukokinase.

ATP + D-glukosa → D-glukosa 6- fosfat + ADP

2. Glukosa 6-fosfat diubah menjadi glukosa 1-fosfat dalam reaksi dengan

bantuan katalisator enzim fosfoglukomutase.

Glukosa 6-fosfat → Glukosa 1- fosfat

3. Selanjutnya glukosa 1-fosfat bereaksi dengan uridin trifosfat (UTP)

untuk membentuk uridin difosfat glukosa (UDPGlc). Reaksi ini

dikatalisis oleh enzim UDPGlc pirofosforilase.

UTP + Glukosa 1-fosfat → UDPGlc + PPi

4. Hidrolisis pirofosfat inorganic berikutnya oleh enzim pirofosfatase

inorganik akan menarik reaksi ke arah 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 dikatalisis 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.

UDPGlc + (C6)n → UDP + (C6)n+1

                          Glikogen       Glikogen

Residu glukosa yang lebih lanjut melekat pada posisi 1,4 untuk

membentuk rantai pendek yang diaktifkan oleh glikogen sintase. Pada

otot rangka glikogenin tetap melekat pada pusat molekul glikogen,

sedangkan di hati terdapat jumlah molekul glikogen yang melebihi

jumlah molekul glikogenin.

6. Setelah rantai dari glikogen primer diperpanjang dengan penambahan

glukosa tersebut hingga mencapai minimal 11 residu glukosa, maka

enzim pembentuk cabang memindahkan bagian dari rantai 1,4 (panjang

minimal 6 residu glukosa) pada rantai yang berdekatan untuk

membentuk rangkaian 1,6 sehingga membuat titik cabang pada molekul

tersebut. Cabang-cabang ini akan tumbuh dengan penambahan lebih

lanjut 1-glukosil dan pembentukan cabang selanjutnya. Setelah jumlah

residu terminal yang non reduktif bertambah, jumlah total tapak reaktif

dalam molekul akan meningkat sehingga akan mempercepat

glikogenesis maupun glikogenolisis.

D. GLIKOGENOLISIS

Kata "Glikogenolisis" di jabarkan menjadi Glikogen yaitu glikogen dan

lisis yaitu pemecahan atau penguraian. Sehingga Glikogenolisis merupakan

proses pemecahan atau penguraian polisakarida yaitu glikogen menjadi

monosakarida yaitu glukosa.

Proses glikogenolisis ini terjadi dalam tubuh karena kadar glukosa dalam

tubuh sudah mulai kekurangan akan kandungan glukosa akibat berbagai

aktivitas baik dalam maupun luar tubuh. Aktivitas dari luar tubuh seperti

berlari, berjalan, bersepeda, berenang, dll. Sedangkan aktivitas dari dalam

tubuh sendiri meliputi proses respirasi, pencernaan, sistem kerja syaraf, dll.

Jika glukosa dari diet tidak dapat mencukupi kebutuhan, maka glikogen harus

dipecah untuk mendapatkan glukosa sebagai sumber energi. Proses ini

dinamakan glikogenolisis. Glikogenolisis seakan-akan kebalikan dari

glikogenesis, akan tetapi sebenarnya tidak demikian.

Tujuan dari glikogenolisis ini terbagi menjadi dua yaitu:

a. Di otot : proses ini digunakan untuk keperluan menghasilkan energi

b. Di hati : proses ini dilakukan untuk mempertahankan kadar gula dalam

darah pada saat jeda waktu makan.

Glikogen adalah bentuk karbohidrat yang tersimpan dalam sel hewan.

Glikogenolisis terjadi jika asupan makanan tidak cukup memenuhi energi

yang dibutuhkan tubuh sehinggah untuk mendapatkan energi tubuh

mengambil alternatif lain yaitu dengan menggunakan simpanan glikogen

yang terdapat dalam hati atau otot.

Untuk mengubah glikogen menjadi glukosa dibutuhkan 3 enzim, yaitu:

Enzim Fosforilase

Enzim Glukan Transferase

Enzim penghilang Cabang/Debranching enzyme

Enzim utama yang berperan dalam glikogenolisis ini adalah glikogen

fosforilase. Untuk memutuskan ikatan glukosa satu demi satu dari glikogen

diperlukan enzim fosforilase. Enzim ini spesifik untuk proses fosforolisis

rangkaian 1→4 glikogen untuk menghasilkan glukosa 1-fosfat. Residu

glukosil terminal pada rantai paling luar molekul glikogen dibuang secara

berurutan sampai kurang lebih ada 4 buah residu glukosa yang tersisa pada

tiap sisi cabang 1→6.

(C6)n + Pi → (C6)n-1 + Glukosa 1-fosfat

Glikogen Glikogen

Glukan transferase dibutuhkan sebagai katalisator pemindahan unit

trisakarida dari satu cabang ke cabang lainnya. Hidrolisis ikatan 1à6

memerlukan kerja enzim pemutus cabang (debranching enzyme) yang

spesifik. Dengan pemutusan cabang tersebut, maka kerja enzim fosforilase

selanjutnya dapat berlangsung. Gabungan kerja enzim fosforilase dan enzim-

enzim lainnya menghasilkan pemecahan lengkap dari glikogen.

Proses terjadinya glikogenolisis yaitu :

1. Tahap pertama penguraian glikogen adalah pembentukan glukosa 1-

fosfat. Berbeda dengan reaksi pembentukan glikogen, reaksi ini tidak

melibatkan UDP-glukosa, dan enzimnya adalah glikogen fosforilase.

Selanjutnya glukosa 1- fosfat diubah menjadi glukosa 6-fosfat oleh

enzim yang sama seperti pada reaksi kebalikannya (glikogenesis) yaitu

fosfoglukomutase.

2. Tahap reaksi berikutnya adalah pembentukan glukosa dari glukosa 6-

fosfat. Berbeda dengan reaksi kebalikannya dengan glukokinase,

dalam reaksi ini enzim lain, glukosa 6-fosfatase, melepaskan gugus

fosfat sehigga terbentuk glukosa. Reaksi ini tidak menghasilkan ATP

dari ADP dan fosfat. Glukosa yang terbentuk inilah nantinya akan

digunakan oleh sel untuk respirasi sehingga menghasilkan energy ,

yang energy itu terekam / tersimpan dalam bentuk ATP

E. SKEMA GLIKOGENESIS DAN GLIKOGENOLISIS

DAFTAR PUSTAKA

Poedjadi, anna.2012. Dasar-dasar Biokimia. Jakarta : UI-Press.

Anonim. 2013. Glukosa. Diakses dari

http://www.ilmukimia.org/2013/05/glukosa.html

http://zonabiokita.blogspot.com/2013/11/respirasi-sebagai-reaksi-

katabolisme.html#ixzz3WJhiZme8