Salindia 1

Metabolisme karbohidrat Oleh :Dr Muhammad MarlinkarbohidratRumus umum : Cn(H2O)nTerdiri dari komponen karbon (C) dan hidra (H2O) sehingga dinamakan karbohidratKlasifikasi :MonosakaridaDisakarida (2 monosakarida)Oligosakarida (3-10 monosakarida)Polisakarida ( lebih dari 10 monosakarida)monosakaridaStrukturalnya terdiri dari 2 derivat yaitu :Aldosa :Derivat polihidroksi aldehidaAldosa paling sederhana yaitu aldotriosa (gliseraldehida)Ketosa :derivat polhidroksi ketonKetosa paling sederhana yaitu ketotriosa (dihidroksiaseton)Jenis monosakaridaJenisAldosaKetosaTriosaGliseraldehidaDihidroksiasetonTetrosaTreosaEritrosaPentosaRibosa/deoksiribosaArabinosaXilosaLiksosaXilulosaRibulosa HeksosaGlukosaGalaktosa/fukosaMannosaFruktosa disakaridaMacam disakarida yang penting :MaltosaLaktosaSukrosaTrehelosaSellobiosa

polisakaridaPolisakarida yang penting :Pati/ amilum : suatu glukosan yang terdapat pada tumbuhanGlikogen : suatu glukosan yang terdapat pada hewan/ manusiaInulin : suatu fruktosan yang digubakan untuk menentukan laju filtrasi glomerulus ginjalDekstrin : suatu senyawa hidrolisis amilumSellulosa : suatu glukosan yang tidak dapat dicerna oleh enzim pencernaan manusia

Jalur metabolisme karbohidratGlikolisis anaerobseringkali disebut juga jalur embden meyerhoff yang berlangsung tanpa adanya oksigenGlikolisis aerobseringkali dikenal sebagai siklus crebs yang berlangsung dengan adanya oksigenJalur glikogenesis dan glikogenolisisJalur HMP (hexosa mono phosphat) shuntJalur asam glukoronatJalur glukoneogenesisMETABOLISME KARBOHIDRAT

Glikolisis anaerobBerlangsung di dalam sitoplasmaDibagi menjadi 2 kelompok reaksi :Kelompok deretan reaksi heksosa, bertitik tolak perubahan dari glukosa menjadi glukosa 6P dan berakhir pada fruktosa 1,6 BPKelompok deretan reaksi triosa, berawal dari gliseraldehida 3P dan berakhir pada piruvat dan asam laktatGlukosa glukosa 6PReaksi dikatalisis oleh enzim glukokinase yang bersifat spesifik untuk glukosaDapat pula dikatalisis oleh enzim heksokinase yang bersifat umum untuk semua heksosaATP sebagai sumber gugus fosfatReaksi bersifatbersifat irreversibelHanya enzim glukosa 6 fosfatase yang dapat membalikkan glukosa 6P menjadi glukosa kembali Enzim glukosa 6 fosfatase hanya terdapat di hati sedangkan otot tdk memiliki enzim iniGlukosa 6P fruktosa 6PDikatalisis oleh enzim fosfoheksosa isomerase Reaksi bersifat reversibel

Fruktosa 6P fruktosa 1,6-BPDikatalisis oleh enzim fosfofruktokinaseReaksi bersifat irreversibelATP sebagai sumber fosfatHati dan otot memiliki enzim fruktosa 1,6 bisfosfatase yang dapat membalikkan reaksi

Fruktosa 1,6-BP dihidroksi aseton-P + gliseraldehida-3P Reaksi ini merupakan akhir dari deretan heksosaDikatalisis oleh enzim aldolase

Dihidroksi aseton-P gilseraldehida-3PDikatalisis oleh enzim fosfo triosa isomerase Bersifat reversibel1 molekul glukosa akan berubah menjadi 2 molekul gliseraldehida

Gliseraldehida-3P gliserat 1,3BPDikatalisis oleh enzim glioseraldehida-3P dehidrogenaseFosfat organik di jaringan sebagai sumber fosfat (bukan ATP)Menggunakan ko enzim NADNADH yang dihasilkan tidak memasuki rantai pernapasan karena dipakai untuk mengubah piruvat menjadi laktat pada akhir reaksiBersifat reversibelGliserat 1,3-BP gliserat-3PDikatalisis oleh enzim fosfogliserat kinaseBersifat reversibelGugus fosfat akan diberikan kepada ADP sehingga menghasilkan ATPGliserat-3P gliserat-2PReaksi dikatalisis oleh enzim fosfo gliserat mutaseBersifat reversibelTerjadi mutasi fosfat dari karbon nomor 3 ke karbon nomor 2 pada molekul gliseratGliserat-2P PEP (Phospho Enol Piruvat)Dikatalisis oleh enzim enolaseReaksi enolisasi ini bersifat reversibelPEP PiruvatDikatalisis oleh enzim piruvat kinaseBersifat irreversibelHati maupun otot tdk memiliki enzim yang mampu membalikkan reaksi iniTerjadi pemberian gugus fosfat kepada ADP sehingga menghasilkan ATPPiruvat laktatDikatalisis oleh enzim laktat dehidrogenaseBersifat reversibelMenggunakan koenzim NADH yang diubah menjadi NADBeberapa tahapan reaksi glikolisis anaerob dapat dihambat oleh senyawa tertentu sehingga dapat mengganggu jalannya reaksi misalnya :Iodoasetat menghambat reaksi gliseraldehida-3P menjadi gliserat 1,3-BPFluorida menghambat reaksi gliserat-2P menjadi PEPJumlah ATP yang dihasilkan pada jalur glikolisis anaerob :1 molekul glukosa 1 mol glukosa-6P = -1 ATP1 mol fruktosa 1 mol fruktosa 1,6BP = -1 ATP2 mol gliserat 1,3 BP 2 mol gliserat-3P = 2 x 1 ATP2 mol PEP 2 mol piruvat = 2 x 1 ATPTotal dihasilkan 2 ATP15GAMBAR GLIKOLISIS

Siklus asam sitratDikenal juga dengan siklus crebs atau siklus asam trikarboksilatDiawali dengan reaksi kondensasi asetyil SKoA dengan oksaloasetat menjadi asam sitrat oleh enzim sitrat sintetaseBerakhir pada pembentukan kembali oksaloasetat dari malat oleh enzim malat dehidrogenaseAsetyl-SKoA + oksalo asetat asam sitratDikatalisis oleh enzim sitrat sintetaseBersifat reversibelSitrat isositratDikatalisis oleh enzim akonitaseBersifat reversibelIsositrat ketoglutaratDikatalisis oleh enzim isositrat dehidrogenaseMenggunakan koenzim NAD yang menghasilkan NADH yang akan memasuki rantai pernapasan untuk menghasilkan 3 ATPBersifat reversibel Ketoglutarat suksinil-SKoADikatalisis oleh kompleks enzim ketoglutarat dehidrogenaseMenggunakan koenzim NAD menghasilkan NADH yang akan memasuki rantai pernapasan menghasilkan 3 ATPJuga mengaitkan KoASHBersifat reversibelSuksinil-SKoA suksinatDikatalisis oleh enzim suksinat tiokinaseSuksinil-SKoA merupakan substrat berenergi tinggi sehingga apabila melepaskan KoASH nya akan menghasilkan 1 mol GTP (setara 1 mol ATP)Bersifat reversibelSuksinat fumaratDikatalisis oleh enzim suksinat dehidrogenaseMenggunakan koenzim FAD menghasilkan FADH yang akan memasuki rantai pernapasan menghasilkan 2 ATPBersifat reversibelFumarat malatDikatalisis oleh enzim fumaraseBersifat reversibelTdk menghasilkan ATPMalat oksalo asetatDikatalisis oleh enzim malat dehidrogenaseMenggunakan koenzim NAD menghasilkan NADH yang akan memasuki rantai pernapasan untuk menghasilkan 3 ATPBersifat reversibelOksalo asetat yang terbentuk akan dipakai kembali untuk mengawali siklus crebs berikutnyaJumlah energi yang dihasilkan selama 1 siklus crebs :1 mol isositrat menjadi 1 mol -ketoglutarat : menghasilkan NADH = 3 ATP1 mol -ketoglutarat menjadi 1 mol suksinil-SKoA : menghasilkan NADH = 3 ATP1 mol suksinil-SKoA menjadi 1 mol suksinat : menghasilkan 1 mol GTP setara 1 mol ATP1 mol suksinat menjadi 1 mol fumarat : menghasilkan FADH = 2 ATP1 mol malat menjadi 1 mol oksaloasetat : menghasilkan NADH = 3 ATP

Total 1 siklus crebs menghasilkan 12 mol ATPSIKLUS KREBS

Glikogenesis Glikogenesis dan glikogenolisis erat hubungannya dengan kestabilan kadar glukosa darah seseorangGlukosa 6P merupakan senyawa intermediate jalur EM yang menjadi titik temu antara kedua jalur tersebutAwal reaksi glikogenesis sama dengan glikolisis anaerob yaitu perubahan glukosa menjadi glukosa 6PSelanjutnya diubah menjadi glukosa 1P dan UDPG atau dikenal juga sebagai glukosa aktifUDPG kemudian diubah menjadi glikogen dengan cara menambah jumlah molekul glukosa-glukosa lainGlukosa glukosa-6PDikatalisis oleh enzim glukokinase/ heksokinaseBersifat irreversibelGlukosa-6P glukosa-1PDikatalisis oleh enzim fosfogluko mutaseBersifat ireversibelGlukosa-1P UDPG Dikatalisis oleh enzim UDPG pirofosforilaseBersifat irreversibelUDPG glikogenUDPG dikenal pula sebagai glukosa aktifDikatalisis oleh enzim glikogen sintetase

Glikogenolisis Bukan merupakan jalur kebalikan dari glikogenesis karena enzim yang bekerja berbedaGlikogen akan diubah langsung menjadi glukosa 1P kemudian menjadi glukosa 6P dan akhirnya menjadi glukosaGlikogen glukosa-1PDikatalisis oleh enzim fosforilase spesifikBersifat irreversibelGlukosa-1P glukosa-6PDikatalisis oleh enzim fosfogluko mutaseBersifat reversibelGlukosa-6P glukosaDikatalisis oleh enzim glukosa-6 fosfataseBersifat irreversibelHanya terjadi di sel hati, sedangkan pada sel otot enzim ini tersedia

Jalur HMP shuntBerlangsung dalam sitoplasma sel tertentu misalnya hati, kelenjar susu masa laktasi dan jaringan lemakKegunaan : menghasilkan pentosa untuk menghasilkan DNA dan RNA, serta menghasilkan NADPH untuk bisointesis asam lemakJalur asam glukoronatTerdiri dari sederetan reaksi untuk membentuk glukoronat dari glukosaAsam glukoronat diperlukan sebagai senyawa konjugat pada proses detoksifikasi berbagai macam metabolit dan obat di hatiJalur glukoneogenesisMerupakan reaksi pembentukan glukosa yang berasal dari senyawa non karbohidrat misalnya senyawa intermediate dan asam aminoBerlangsung dalam keadaan tubuh sedang mengalami kekurangan glukosa untuk memenuhi ennergi yang diperlukan tubuhPada jalur glikolisis anaerob pada sitoplasma sel, terdapat 1 kendala yang tidak membalikkan reaksi piruvat menjadi PEPHal ini diatasi dengan cara membawa piruvat ke mitokondria, selanjutnya piruvat diubah menjadi oksalo asetat yang dikatalisis oleh enzim piruvat karboksilaseOksalo asetat diubah menjadi malat yang akan dikeluarkan ke sitoplasmaMalat di sitoplasma akan diubah kembali menjadi oksalo asetat, selanjutnya oksalo asetat akan diubah menjadi PEP oleh enzim PEP karboksikinasePengaturan metabolisme karbohidratSumber glukosa darah :Penyerappan intestineGlikogenolisis di hatiGlukoneogenesis di hatiPemakaian glukosa darah :Oksidasi untuk menghasilkan energi di jaringanCadangan glikogen di hati dan ototDiubah menjadi lemak cadanganSintesis laktosa, glikolipid, asam nuleat dan mukopolisakaridaGlikolisis oleh sel eritrositEkskresi urine bila kadar glukosa tinggi