[ppt]metabolisme karbohidrat · web view1.glikolisis disebut juga jalur metabolisme...
TRANSCRIPT
2
Glucose
Glucose-6-P
Pyruvate
Hexokinase
PentosePhosphateShunt
glycolysis
Overview Carbohydrates Metabolisme
Glc-1- phosphate
glycogen
3
Pyruvatecytosol
Acetyl CoAmitochondria (aerobic)
Krebscycle
Reducingequivalents
OxidativePhosphorylation(ATP)
AMINOACIDS
FATTY ACIDS
4
1.Glikolisis• Disebut juga jalur metabolisme Embden-
Meyerhof.• Adalah jalur oksidasi glukosa menjadi
piruvat + energi (ATP) + NADH.• Glikolisis berlangsung dalam sitosol.• Glikolisis merupakan jalur sumber energi
terutama bagi sel darah merah matang yang tidak lagi punya mitokondria.
5
Glycogen Glucose Hexokinase or Glucokinase Glucose-6-Pase Glucose-1-P Glucose-6-P Glucose + Pi Glycolysis Pathway Pyruvate Glucose metabolism in liver.
8
Nasib Piruvat
• Piruvat dapat mengalami proses:1. Aerobik (ada oksigen), piruvat dioksidasi untuk menghasilkan CO2 dan H2O melalui daur Kreb’s
2. Anaerobik (tanpa oksigen), manusia = piruvat --> laktat ragi = piruvat --> etanol
9
C
C
CH 3
O
O
OC
H C
CH 3
O
O H
ON A D H + H + N A D +
L a c t a t e D e h y d r o g e n a s e
p y r u v a t e l a c t a t e
10
Kepentingan Laktat pada Manusia
1. Otot rangka memfermentasi gukosa menjadi laktat pada saat latihan berat. Laktat selanjutnya memasuki daur Cori.
2. Pada kasus infark miokard, sel-sel otot jantung yang rusak melepaskan LDH ke dalam darah, sehingga enzim ini bisa digunakan untuk petanda diagnostik.
3. Sel-sel astrosit pada saraf otak juga menghasilkan laktat.
12
C
C
CH 3
O
O
O
C
CH 3
O HC
CH 3
OH H
H
N A D H + H + N A D +CO 2
P y r u v a t e A l c o h o l D e c a r b o x y l a s e D e h y d r o g e n a s e
p y r u v a t e a c e t a l d e h y d e e t h a n o l
Glikolisis Anaerob pada Ragi
13
Metabolisme Alkohol pada Manusia
etanol asetaldehid asetat
- Manusia memiliki enzim untuk oksidasi etanol di hepar, yaitu;
alkohol dehidrogenase- asetaldehid sangat reaktif dan toksik
15
Pengaturan Pertama Glikolisis:Heksokinase
• Mengkatalisis semua heksosa.• Terdapat hampir dalam semua sel, kecuali
hepar dan sel-β pankreas.• Tidak dipengaruhi oleh;
puasa, diet, insulin, diabetes melitus• Dihambat oleh Glukosa-6-fosfat.
16
Pengaturan Pertama Glikolisis:Glukokinase
• Mengkatalisis hanya glukosa saja.• Terdapat dalam sel hepar saja.• Dipengaruhi oleh;
puasa, diet, insulin, diabetes melitus• Tidak dihambat oleh Glukosa-6-fosfat.
17
Pengaturan Glikolisis Utama: Fosfofruktokinase
• Enzim ini membatasi / mengatur kecepatan jalur glikolitik.
• Diaktifkan oleh peningkatan AMP dalam sitosol.
• AMP meningkat karena ATP dihidrolisis oleh reaksi yang memerlukan energi.
18
Piruvat Kinase diatur didalam hepar.
Enzim ini mengubah kelebihan glukosa menjadi piruvat, selanjutnya dimetabolisme menjadi acetyl-CoA agar bisa disimpan sebagai fatty acids untuk cadangan energi jangka panjang.
Pengaturan oleh Piruvat Kinase
21
Transpor Ekuivalen Pereduksike dalam Mitokondria
• Mitokondria tidak permeabel terhadap NADH & FADH2, hanya elektron/H+ yang bisa memasuki mitokondria.
• Oleh sebab itu, terdapat sistem transpor ulak-alik yang terdiri dari:
1. Torak gliserol fosfat yg mengubah NADH sitoplasma menjadi FADH2 mitokondria. 2. Torak malat aspartat yg mengubah NADH
sitoplasma menjadi NADH mitokondria.
22
Hasil Oksidasi 1 mol GlukosaSumber Gliserol-P Malat-asp
Glikolisis; substrat 2 2Daur Krebs; substrat 2 2Fosforilasi oks; 2 NADH 4 6Daur Krebs; 6 NADH 18 18Daur Krebs; 2 FADH2 4 4Sintesis Asetil KoA; 2 NADH 6 6
Total 36 38
25
2. Glikogenesis• Adalah sintesis glikogen dari glukosa.• Glikogen adalah bentuk utama cadangan
glukosa pada sel-sel manusia.• Penyimpanan glikogen terutama terjadi dlm
hepar dan otot rangka.• Glikogen hepar berfungsi sebagai sumber
glukosa darah.• Glikogen otot rangka menghasilkan
glukosa-6-fosfat untuk sintesis ATP dalam jalur glikolitik.
26
Metode “Carbohydrate Loading”untuk Olahragawan
• Otot mengandung glikogen lebih sedikit daripada hepar, tetapi kadarnya akan menurun hanya sesudah kerja otot yang lama.
• Bila memakan banyak karbohidrat, maka glikogen otot akan meningkat melampaui tingkat biasa (>1%).
• Olahragawan memanfaatkan kemampuan otot ini untuk ketahanan saat bertanding.
27
3. Glikogenolisis
• Adalah jalur penguraian glikogen, tetapi bukan kebalikan glikogenesis.
• Glikogen diuraikan oleh enzim;1. Glikogen fosforilase2. debranching enzyme
29
Primary hormones =-- epinephrine (adrenaline)
-- glucagon
-- insulin
Pengaturan Metabolisme Glikogen
30
======== HORMONES ===========
Glucagon -- Terutama bekerja pada hepar.-- Diproduksi pada α-cells pulau-pulau Langerhan pankreas.-- Menstimulasi glikogenolisis.-- Menginhibisi glikogenesis.-- Glucagon juga menghambat glikolisis &-- Menstimulasi glukoneogenesis.
31
Epinephrine -- Bekerja terutama pada otot rangka.-- Menstimulasi glikogenolisis.-- Menginhibisi glikogenesis.
Glucagon dan epinephrine menstimulasi jalur intracellular dengan cara meningkatkankadar cAMP.Kinase fosforilase(aktif) yang terbentuk akan menginaktifkan glikogen sintase.
======== HORMONES ==========
32
Insulin -- Tingginya kadar glukosa darah akan menginduksi pelepasan insulin dari β-cells pulau-pulau Langerhan pankreas.-- Meningkatkan glikogenesis di otot.
======== HORMONES ==========
33
Fungsi Glikogen pada Janin
• Pada 10 minggu terakhir gestasi, insulin menyebabkan peningkatan glikogenesis pada janin.
• Setelah tali pusat dijepit, maka pasokan glukosa dari ibu terhenti.
• Epinefrin & glukagon dengan cepat akan memulihkan kadar glukosa melalui glikogenolisis & glukoneogenesis.
34
4. Glukoneogenesis• Adalah jalur untuk membentuk glukosa dari
senyawa bukan karbohidrat, misalnya;laktat, gliserol, asam amino (tu alanin)
• Sebagian besar jalur glukoneogenesis menggunakan enzim yang sama dengan glikolisis.
• Jalur ini terjadi terutama di dalam hepar dan sebagian kecil di ginjal.
36
Permulaan Glukoneogenesis
• Glukoneogenesis dimulai dlm mitokondria, yaitu; enzim piruvat karboksilase yang mengkatalisis piruvat ----> oksaloasetat.
• Oksaloasetat meninggalkan mitokondria melalui torak malat-aspartat (malat-aspartat shuttle).
38
Enzim Glukoneogenesis
1. Mitokondria = - Piruvat karboksilase
2. Sitoplasma =- Fosfoenolpiruvat karboksikinase - Fruktosa 1,6-bisfosfatase- Glukosa 6 fosfatase
39
5. HMP-Shunt
• Disebut juga jalur pentosa fosfat / heksosa monofosfat.
• Jalur ini menghasilkan NADPH dan ribosa di luar mitokondria.
• NADPH diperlukan untuk biosintesis;asam lemak,kolesterol, dan steroid lain.
• Ribosa untuk biosintesis asam nukleat.
40
Kepentingan lain
• HMP-shunt berlangsung dalam jaringan;hepar, lemak, korteks adrenal, tiroid, eritrosit, kelenjar mammae sedang laktasi.
• NADPH juga penting dalam; detoksifikasi obat oleh monooksigenase, reduksi glutation.
41
HMP-shunt terdiri dari fase:
1. Oksidatif (irreversible);glukosa 6-fosfat ---> ribulosa 5-fosfat
2. Non-oksidatif (reversible);ribulosa 5-fosfat ---> ribosa 5-fosfat
43
Hasil Bersih
3 glukosa 6-fosfat + 6 NADP+
3 CO2 + 6 NADPH + 6H+ + 2 fruktosa 6-fosfat + gliseraldehida 3-fosfat
44
Defisiensi glukosa 6-fosfat dehidrogenase (G6PD)
• Eritrosit matang sudah tidak mengandung mitokondria,
• Sehingga sangat tergantung pada G6PD.• NADPH diperlukan untuk mereduksi;
glutation teroksidasi --> glutation tereduksi (GSH) --> (GS-SG)• GSH penting untuk meredam H2O2.
45
Defisiensi glukosa 6-fosfat dehidrogenase (G6PD)
• Hidrogen peroksida (H2O2) menyebabkan Hb ---> metHb, karena Fe2+ ---> Fe3+.
• Akibatnya terbentuk badan-Heinz yang akan menimbulkan anemia hemolitik.
• Penyakit ini makin memburuk bila penderita memakan obat malaria primaguin atau kacang fava.
46
Kepustakaan• Marks, DB., Marks, AD., Smith CM. 1996. Basic medical
biochemistry: a clinical approach. Dalam: B.U. Pendit, penerjemah. Biokimia Kedokteran Dasar: Sebuah Pendekatan Klinis. Eds. J. Suyono., V. Sadikin., L.I. Mandera. Jakarta: EGC, 2000.
• Cohen, RJ. Carbohydrate metabolism.PPT. www.med.ufl.edu/biochem/rcohen/rcohen.html. 2007.
• Hardjasasmita, P. Ikhtisar: biokimia dasar B. Balai Penerbit FKUI. Jakarta. 1993.
• Schumm, DE. Essentials of biochemistry. Dalam: Moch. Sadikin, penerjemah. Intisari Biokimia. Jakarta: Bina Aksara, 1993.