Metabolisme

Metabolisme

Jalur utama metabolisme energi Glikolisis, oksidasi asam lemak Siklus asam sitrat Transport elektron dan fosforilasi oksidatif Glukoneogenesis Fotosintesis

Glikolisis Proses anaerob Gliko dan lisis: hilangnya rasa manis 10 tahap reaksi Menghasilkan 2 piruvat 2 ATP dan 2NADH

Reaksi 1-5 penyimpanan energi Reaksi 6-10 produksi energi

Glukosa + 2ADP + 2Pi + 2NAD+ 2 Piruvat + 2ATP + 2NADH + 2H+ +2H2O

Glikolisis

Glikolisis

Reaksi glikolisis Reaksi 1 Investasi ATP ke-1

Glukosa menjadi Glukosa-6P Enzim: heksokinase (HK) Spesifitas enzim rendah, bisa untuk fruktosa dan

mannosa

HOO

H

H

HO

H

HO

OHHH

OH

HOO

H

H

HO

H

HO

OHHH

O P

O-

O-

O+ ATP + ADP + H+

Mg2+

Reaksi glikolisis Reaksi 2 Isomerisasi Glukosa-6P

Glukosa-6P menjadi Fruktosa-6P Enzim fosfoglukoisomerase (PGI) Reversible

HOO

H

H

HO

H

HO

OHHH

O P

O-

O-

O

OH

CH2

H

H2C

HO H

H OHO

O

P

O-

O O-

OH

Reaksi glikolisis Reaksi 3 Investasi ATP ke-2

Fruktosa-6P menjadi Fruktosa-1,6-biP Enzim fosfofruktokinase (PFK)

+ ATP + ADP + H+Mg2+

OH

CH2

H

H2C

HO H

H OHO

O

P

O-

O O-

O

P-O

O-

O

OH

CH2

H

H2C

HO H

H OHO

O

P

O-

O O-

OH

Reaksi glikolisis Reaksi 4 Pemotongan menjadi 2 triosa P

Pemotongan Fruktosa-1,6-biP menjadi Dihidroksiasetonfosfat (DHAP) dan Gliseraldehid-3P

Glikolisis Enzim aldolase (ADL)karena memecah aldol

OH

CH2

H

H2C

HO H

H OHO

O

P

O-

O O-

O

P-O

O-

O CH2OP

C

CH2OH

OCH

HC OH

CH2OP

O

+

DHAP Gliseraldehid-3P

Reaksi glikolisis Reaksi 5 Isomerisasi DHAP

Isomerasi DHAPmenjadi gliseraldehid-3P Enzim triosafosfat isomerase (TPI)

Hasil reaksi 1-5: 2 molekul gliseraldehid-3P dan minus 2 ATP

CH2OP

C

CH2OH

OCH

HC OH

CH2OP

O

DHAPGliseraldehid-3P

Reaksi glikolisis Reaksi 6: Pembentukan molekul kaya energi

pertama

Masing-masing gliseraldehid-3Pmenghasilkan 1NADH dan 1,3-bisfosfogliserat

Enzim gliseraldehid-3P dehidrogenase (G3PDH)

CH

HC OH

CH2OP

O

Gliseraldehid-3P

C

HC OH

CH2OP

O

1,3-Bisfosfogliserat

OP

+ NAD+ + Pi + NADH + H+

Reaksi glikolisis Reaksi 7: Fosforilasi level substrat ke-1

Menghasilkan ATP dan 3-fosfogliserat Enzim fosfogliserat kinase (PGK)

C

HC OH

CH2OP

O

1,3-Bisfosfogliserat

OP Mg2+

+ ADPC

HC OH

CH2OP

O

OH+ ATP

3-Fosfogliserat

Reaksi glikolisis Reaksi 8: Persiapan sintesis molekul kaya energi

berikutnya

Pegeseran 3-fosfat menjadi 2-fosfat pada gliserat Enzim fosfogliserat mutase (PGM)

Mg2+C

HC OP

CH2OH

O

OH

2-Fosfogliserat

C

HC OH

CH2OP

O

OH

3-Fosfogliserat

Reaksi glikolisis Reaksi 9: Pembentukan molekul kaya energi ke-2

(PEP)

PEP merupakan molekul kaya energi Enzim enolase (ENO)

Mg2+C

HC OP

CH2OH

O

OH

2-Fosfogliserat

C

C OP

CH2

O

OH

Fosfoenopiruvat (PEP)

Reaksi glikolisis Reaksi 10: Fosforilasi level substrat ke-2

Menghasilkan piruvat dan ATP Enzim piruvat kinase (PK)

+ ADP + H+

C

C OP

CH2

O

OH

Fosfoenopiruvat (PEP)

C

C O

CH3

O

OH

Piruvat

+ ATPK+

Mg2+

Rangkuman Glikolisis:

Metabolisme Piruvat Pada sel yang aerob dimungkinkan laju glikolisis

cepat: akumulasi NADH Jika laju tranfer elektron NADH ke oksigen di

mitokondria tidak dapat mengimbangi maka terjadi akumulasi piruvat

Piruvat tidak dioksidasi melainkan mengalami reduksi menjadi laktat atau etanol

Metabolisme Piruvat

Pyruvat

Aseataldehid

Etanol

Laktat

H+

CO2

NADH + H+

NAD+

NADH + H+

NAD+

Fermentasi alkohol

Fermentasi Asam laktat

CH3 COO-

C

O

CH3 HC

O

CH3Ch2OH

Piruvat Asetaldehid Etanol

H+ CO2

NADH +H+

NAD+

Pengendalian Glikolisis Efek pasteur

Efek pasteur : berkurangnya penggunaan glukosa untuk glikolisis pada kultur yeast yang diekspos dengan O2. Hal inimenunjukkan bahwa glikolisis dihambat oleh O2 .

Osilasi intermediet Osilasi intermediet : naik turun konsentrasi intermediet-

intermediet NADH, ATP, ADP, AMP pada kurun waktu tertentu. Kontrol alosterik PFK (Phosphofructokinase): tahap 3

Aktivator : AMP, ADP dan fruktosa-2,6-BP Inhibitor : ATP dan sitrat

Pengendalian PK (Pyruvat kinase): tahap 10 Inhibisi : ATP Aktifasi : F-1,6-BP : feed forward activation Inhibisi : asetil-CoA : feed back inhibition

Jalur Glikolisis Gula bukan Glukosa Disakarida

Maltosa + H2O Maltase 2 D-Glukosa Laktosa + H2O Laktase D-Glukosa + D-Galaktosa Sukrosa + H2O Sukrase D-Glukosa + D-Fruktosa

Gliserol Gliserol + ATP gliserol-3P. Gliserol-3-P DHAP

Jalur Glikolisis Gula bukan Glukosa

Jalur Glikolisis Gula bukan Glukosa Galaktosa-1P dirubah

menjadi Glukosa-1P dengan bantuan UTP dan dan epimerase

Laktosa

Glukosa Galaktosa

Gal-1P

Glc-1P

ATP

ADP

ATP

ADP

UDP-Glc

UTP

PPi

Glc-1PUDP-Gal

Glc-6P

epimerase

Katabolisme Polisakarida Sumber polisakarida mamalia

Makanan: amilum (tanaman), glikogen (daging) Glikogen simpanan dalam tubuh

Pemotongan melalui hidrolisis dan fosforilisis Amilum dan glikogen makanan dicerna dengan a

amilase dari ujung yang tak tereduksi amilase memotong 1->4) menghasilkan maltosa (1->6) glikosidase (isomaltase) memotong cabang

Glikogen tubuh dicerna oleh fosforilase Fosforilase memotong 1->4) menghasilkan maltosa 1,4->1,4)glucantransferase memindahkan 3

trasakarida dari ujung (1->6) glikosidase memotong cabang

Amilase Ujung tereduksi

Ujung tereduksi

Ujung tereduksi

Aktifitas amilase lebih lanjut

(1-6) glukosidase

amilase

(1-6)

(1-4)

FosforilaseFosforilisis

O

OH

H2O

Trasferase

(1-6) glukosidase

(1-6)

(1-4)

Glikogen yang siap Fosforilisis kembali