Kuntum Rindania T S10700151Tugas Mahasiswa Semester Pendek Tahun Akademik 2012/20131. Mengapa glukokinase dikatakan dapat mengontrol kadar glukosa darah dibandingkan dengan heksokinase? Jelaskan!Jawab :Kerja enzim heksokinase dihambat oleh glukosa 6-fosfat, sehingga beberapa pengontrolan umpan balik dapat dilakukan terhadap pengambilan glukosa di jaringan ekstrahepatik yang bergantung pada heksosinase untuk fosforilasi glukosa.Pada hati tidak mengalami kendala ini karena hati memilikienzim glukokinaseyang kerjanya tidak dipengaruhi oleh glukosa 6-fosfat. Enzim glukokinase memiliki hubungan khusus dengan proses pengambilan glukosa ke hati pada konsentrasi yang lebih tinggi yang ditemukan pada vena porta hati ketika kita memakan makanan yang mengandung karbohidrat. Jadienzim glukokinase merupakan enzim yang penting dalam mengatur glukosa dalam darah setelah kita makan

2. Bagaimana peranan 2,3-bifosfogliserat pathway pada orang yang tinggal di daerah perbukitan yang tinggi dengan kadar O2 yang rendah? Jelaskan!Jawab :Kadar BPG bertambah pada seseorang yang tinggal di daerah yang tinggi. BPG akan menurunkan afinitas oksigen dengan hemoglobin sehingga mempermudah pelepasannya. BPG dibentuk dari proses glikolisis untuk menghasilkan ATP. Ketika BPG berikatan dengan Hb di gugus amin terminal dari 2 rantai beta hemoglobin, akan membuat ikatan Hb dan O2 lebih longgar sehingga mudah terlepas. Semakin tinggi kadar BPG semakin banyak O2 yang dilepas dari Hb.

3. Jelaskan manfaat dari kerja branching enzyme pada proses glikogenesis!Jawab :Sintesis glikogen memerlukan energi (ATP) berupa UTP (Uridin Tripospat) sumber yang lebih cepat.Diawali pembentukan Glukosa 6 pospat(G6P) dari glukosa dikatalis enzim heksokinase / glukokinase (bersifat irreversibel) Selanjutnya gugus P C6 dimutasi intramolekul ke C1 G1P dengan katalis. enzim fosfoglukomutase (bersifat reversibel) = mengalami isomerasi UDP-Glukosa digabungkan dengan glikogen induk (minimal 4 unit) glikosidik (katalis enzim glikogen sintase) Cabang polimer glukosa (6-7 unit) dipindah lebih dalam 1,6 glikosidik (katalis branching enzyme). Jadi manfaat branching enzymw adalah mengkatalis sekelompok glukosa dalam rangkaian linier putus dari glikogen induknya dan berpindah tempat untuk membentuk cabang.

4. Apakah terdapat perbedaan mekanisme kerja epinefrin dengan menstimulasi reseptor dan reseptor terhadap metabolisme karbohidrat? Jelaskan!Jawab :Adrenalin (Epinefrin) merupakan senyawa endogen yang amat penting dalam pengaturan metabolisme, terutama metabolisme karbohidrat. Adrenalin meningkatkan glikogenolisis di hepar dan otot rangka, menghambat sekresi insulin melalui aktivasi adrenoseptor -(lebih dominan dibanding peningkatan sekresi insulin melalui aktivasi adrenoseptor -2). Adrenalin (Epinefrin) juga memacu pemecahan lemak (lipolisis) melalui aktivasi adrenoseptor -1dan meningkatkan aktivitas lipase.

5. Mengapa diperlukan adanya 3 molekul glukosa 6 fosfat untuk memulai terjadinya pentose phosphate pathway? Jelaskan!Jawab :Glukosa-6fosfat akan diubah menjadi glukosa 1-fosfat. Glukosa 1-fosfat akan bereaksi dengan UTP (uridin trifosfat) dan membentuk nukleotida aktif UDPG (uridin difosfat glukosa). Selanjutnya UDPG akan mengalami oksidasi dua tahap pada atom karbon yang keenam. Asam glukoronat (D-glucoronate) yang terbentuk oleh enzim yang tergantung pada NADPH, direduksi menjadi L-gulonat. L-gulonat merupakan bahan baku untuk membuat asam askorbat. Pada manusia, primata dan guinea pig L-gulonat melalui 3-keto L-gulonat akan diubah men-jadi L-xylulose (L silulose) (mungkin lebih baik dipakai istilah bah Ingrisnya, sebab bisa dis-alah artikan dengan selulose=cellulose). D-xylulose merupakan bagian dari HMP Shunt. Untuk bisa masuk ke dalam HMP Shunt,maka L-xylulose harus diubah dulu menjadi D-xylulose me-lalui silitol. Dalam proses ini diperlukan NADPH dan NAD+. Perubahan silitol menjadi D-silulosa dikatalisis enzim silulosa reduktase. D-xylulose akan diubah menjadi D-xylulose 5-fosfat, ATP bertindak sebagai donor fosfat.

6. Jelaskan hubungan antara Pentosa Phosphat Pathway dengan Heksosamine Pathway!Jawab :Jalur fosfat pentosa (juga disebut jalur phosphogluconate dan shunt monofosfat heksosa) adalah proses yang menghasilkan NADPH dan pentosa (5-karbon gula). Ada dua tahap yang berbeda dalam jalur. Yang pertama adalah fase oksidatif, di mana NADPH yang dihasilkan, dan yang kedua adalah sintesis non-oksidatif dari 5-karbon gula. Jalur ini merupakan alternatif untuk glikolisis. Meskipun tidak melibatkan oksidasi glukosa, peran utamanya adalah anabolik ketimbang katabolik. Bagi sebagian besar organisme, itu terjadi dalam sitosol, dalam tanaman, langkah yang paling terjadi di plastid.Pada hiperglikemi dipercaya memicu kerusakan fungsi dan struktur sel . Keadaan juga menyebabkan abnormalitas pada hamper seluruh jaringan tubuh, terutama pada insulin target tissue. Alur Polyol Pathway merupakan alur alternative yang terjadi pada proses glikolisis yang terhalang, akan berakubat stress oxidative didalam sel. Hal ini disebabkan karena proses reduksi glukosa menjadi sorbitol banyak mengandung NADPH, unsure penting untuk pembentukan antioxidant gluthathine didalam sel. Kemudian pembentukan AGE precursor didalam sel yang kelebihan glukosa akan mendatangkan kerusakan sel. Peningkatan kadar glukosa intrasel menyebabkan peningkatan sintesis diacyl glycerol, yang menyebabkan ekspresi PKC dalam sel juga meningkat.Alur metabolisme hexosamine pathway terjadi juga diawali oleh tingginya kadar glukosa intrasel. Keadaan ini menyebabkan sebagian dari pada glukosa tersebut tidak mengikuti alur normal glikolisis tapi beberapa bagian fruktosa-6-fosfat berubah menjadu glukosamin-6-fosfat, kemudian menjad UDP.7. Jelaskan mekanisme terjadinya gangguan kerja enzim gliseraldehide 3-fosfat dehidrogenase pada keadaan hiperglikemik kronik!Jawab :Fosforilasi molekul glukosa menjadi glukosa 6 fosfat dengan bantuan enzim heksokinase. Reaksi ini membutuhkan ATP dan Mg2+. Proses isomerisasi glukosa-6-fosfat menjadi fruktosa-6-fosfat dengan bantuan enzim fosfoglukose isomerase. Fosforilasi fruktosa-6-fosfat menjadi fruktosa-1,6-bifosfat dengan bantuan enzim fosfofruktokinase. Reaksi ini membutuhkan ATP dan Mg2+. Pemotongan fruktosa-1,6-bifosfat menjadi gliseraldehid-3-fosfat dan dihidroksiaseton fosfat oleh aldolase. Mekanismenya melibatkan reaksi kondensasi retro aldol pada bentuk rantai terbuka fruktosa-1,6-bfosfat. Dihidroksiaseton fosfat serta gliseraldehid -3-fosfat diinterkonversikan oleh enzim triosefosfat isomerase menghasilkan 2 molekul gliseraldehid-3-fosfat.Oksidasi gliseraldehid-3-fosfat, diiringi dengan fosforilasi intermediete asam karboksilat untuk menghasilkan 1,3-bisfosfogliserat. Enzim yang berperan adalah gliseraldehid-3-fosfat dehidrogenase. Konversi 1,3-bisfosfogliserat menjadi 3-fosfogliserat. Reaksi ini menghasilkan energi, dan ATP diprosuksi. Enzim yang berperan adalah fosfogliserat kinase. Isomerisasi antara 3-fosfogliserat menjadi 2-fosfogliserat yang dikatalisis oleh enzim fosfogliseromutase. Dehidrasi 2-fosfogliserat oleh enolase untuk menghasilkan fosfoenolpiruvat. Konversi irreversible fosfoenolpiruvat menjadi piruvat, yang dikatalisis oleh piruvat kinase. Langkah ini menghasilkan ATP.Dengan tingkat glukosa normal, jumlah total glukosa dalam darah pada saat tertentu hanya cukup untuk menyediakan energi untuk tubuh selama 20 30 menit, dan kadar glukosa harus tepat dipelihara oleh mekanisme internal tubuh kontrol. Ketika mekanisme gagal dalam cara yang memungkinkan glukosa untuk naik ketingkat normal, sehingga terjadilah hiperglikemia.

8. Bagaimana peran PARP pada keadaan hiperglikemi kronik? Jelaskan!Jawab :ketika hiperglikemia intraseluler berkembang didalam sel target, menyebabkan produksi ROS (Reactive Oxigen Species) mitokondria. ROS menerobos inti DNA, yang mengaktifkan PARP. PARP kemudian memodifikasi enzim GAPDH, dengan demikian mengurangi aktivitasnya. Akhirnya pengurangan aktivitas enzim GAPDH akan mengaktifkan polyolpathway, meningkatkan pembentukan AGE intraseluler, mengaktifkan PKC dan sesudah itu NFxB, dan mengaktifkan hexosamine pathway fux.

9. Mengapa dosis insulin tidak perlu diturunkan pada Dawn Effect? Jelaskan!Jawab :karena gula darah dipengaruhi negatif oleh tubuh yang melepaskan hormon kontra regulator. Hormon-hormon kontra regulator menghasilkankadar gula darahtinggi drastis. Diperkirakan bahwa hormon pertumbuhan memiliki beberapa dampak dalam kaitannya dengan produksi hormon kontra regulator. Biasanya setelah bangun, gula darah diabetes adalah terlalu tinggi. Koreksi Fenomena Dawn memerlukan peningkatan cakupan insulin sebelum tidur.

10. Bagaimana mekanisme perubahan yang terjadi pada reseptor insulin pada seseorang yang mengalami obesitas? Jelaskan!Jawab :insulin merupakan inhibitor kuat proses lipolisis dalam hati serta jaringan adipose dan dengan demikian memiliki efek anabolic tak langsung. Insulin menurunkan kadar cAMP tetapi menghambat aktivitas enzim lipase yang peka terhadap kerja hormone ini disebabkan oleh aktivasi fosfatase yang melakukan reaksi defosforilasi kinase yang bergantung pada cAMP. Insulin menurunkan kadar asam lemak bebas yang berbeda. Hal ini turut menghasilkan kerja insulin terhadap metabolisme karbohidrat, mengingat asam lemak menghambat glikolisis pada beberapa tahap dan menstimulasi glukoneogenesis.