261973926 Makalah Metabolisme Kelompok G(1)
-
Upload
indah-sulastri-sumrno -
Category
Documents
-
view
64 -
download
14
description
Transcript of 261973926 Makalah Metabolisme Kelompok G(1)
-
MAKALAH BIOKIMIA
METABOLISME
Nama Kelompok :
Ahmad Habibi Asykur ( 131710101044 )
Dwi Hidayani ( 141710101033 )
Pujiati ( 141710101048 )
Vindy Julian Try K. ( 141710101081 )
Awi Metalisa ( 141710101090 )
KELAS C
Kelompok G
JURUSAN TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS JEMBER
2014
-
Metabolisme
Metabolisme
Metabolisme adalah proses biokimia yang mencakup anabolisme dan katabolisme dengan
bantuan enzim yang menghasilkan dan membutuhkan energi. Metabolisme terbagi atas dua
proses yaitu:
a) Katabolisme adalah proses perombakan atau penguraian senyawa kimia kompleks
seperti karbihidrat, lemak, protein, asam nukleat menjadi sederhana dengan bantuan
enzim dan menghasilkan energi.
b) Anabolisme adalah sintesis (pembentukan) senyawa kimia dari senyawa sederhana
menjadi senyawa kompleks dengan bantuan enzim dan membutuhkan energi.
A. Metabolisme Karbohidrat
Metabolisme karbohidrat adalah proses katabolisme (penguraian) dan anabolisme
(pembentukan) yang melihatkan enzim dan juga energi. Karbohidrat adalah senyawa organik
yang mempunyai unsur C, H, dan O. Metabolisme karbohidrat terjadi atas beberapa tahap
yaitu:
1. Glikogenesis
Merupakan proses pembentukan glikogen dari glukosa dengan bantuan enzim
glikogen sintase serta membutuhkan energi yang terjadi di dalam otot dan hati.
Tahap glikogenesis:
a) Glukosa mengalami fosforilasi menjadi glukosa 6-fosfat dengan bantuan enzim
heksokinase (otot) atau glukokinase (hati) dan mendapat tambahan energi dari
fosfat dan ATP.
b) Glukosa 6-fosfat kemudian di ubah menjadi glukosa 1-fosfat dengan katalisator
enzim fosfoglukomutase. Sebelum bekerja, enzim ini terlebih dulu di fosforilasi.
c) Glukosa-1-fosfat selanjutnya bereaksi dengan UTP (Uridin Tri Phospat)
dikatalisis oleh UDPGlc pirofosforilase menghasilkan uridin difosfat glukosa
(UDPGlc) dan pirofosfat (PPi).
d) Tahap terakhir yaitu terjadi kondensasi antara UDP-glukosa dengan glukosa
nomor satu dalam rantai glikogen primer menghasilkan rantai glikogen baru
dengan tambahan satu unit glukosa.
-
Gambar proses glikogenesis
2. Glikogenolisis
Merupakan proses katabolisme atau pemecahan glikogen menjadi glukosa dengan
bantuan enzim glikogen fosforilase dan fosfoglukomutase serta menghasilkan energi.
Tahap glikogenolisis:
a) Glikogen mengalami fosforilasi menjadi glukosa-1-fosfat dengan bantuan enzim
glikogen fosforilase.
-
b) Kemudian glukosa 1-fosfat di ubah menjadi glukosa-6-fosfat dengan bantuan
enzim fosfoglukomutase.
c) Tahap terakhir adalah glukosa-6-fosfat melepas gugus fosfat oleh pengaruh
enzim glukosa-6-fosfatase sehingga terbentuk glukosa. Glukosa ini yang
nantinya akan digunakan oleh sel untuk respirasi sehingga menghasilkan energi
dalam bentuk ATP.
3. Glikolisis
Merupakan proses pemecahan atau katabolisme glukosa menjadi asam piruvat yang
menghasilkan energi dengan bantuan enzim heksokinase, fosfoglukoisomerase,
fosfofruktokinase, aldolase, triosefosfat isomerase, triosafosfat dehidrogenase,
fosfogliserokinase, fosfogliseromutase, dan piruvat kinase.
Tahap glikolisis:
a) Glukosa mengalami fosforilasi (penambahan gugus fosfat dari satu molekul ATP
yang kemudian berubah menjadi ADP) membentuk glukosa 6-fosfat dan di katalis
oleh enzim heksokinase.
b) Isomerasi glukosa-6-fosfat oleh fosfoglukoisomerase menjadi fruktosa-6-fosfat.
c) Fruktosa-6-fosfat diubah menjadi fruktosa 1,6 bifosfat dengan bantuan enzim
fosfofruktokinase dan membutuhkan ATP dan ADP.
d) Pemisahan fruktosa 1, 6-difosfat menjadi dua molekul gula yang berbeda yaitu
gliseraldehida fosfat dan dihidroksiaseton fosfat dengan bantuan enzim aldolase.
e) Dihidroksiaseton fosfat serta gliseraldehid fosfat di interkonversikan oleh enzim
triosefosfat isomerase.
f) Oksidasi gliseraldehid fosfat dengan fosforilasi intermediet asam karboksilat untuk
menghasilkan 1,3-bisfosfogliserat dengan bantuan enzim triosafosfat
dehidrogenase serta terjadi pembentukan NADH.
g) Konversi 1,3-biosfosfogliserat menjadi 3-fosfogliserat yang dibantu oleh enzim
fosfogliserat kinase dan menghasilkan 2 ATP.
h) Isomerisasi 3-fosfogliserat menjadi 2-fosfogliserat dengan bantuan enzim
fosfogliseromutase.
i) Perubahan 2-fosfogliserat menjadi fosfoenol piruvat dengan bantuan enzim
enolase dan membebaskan dua molekul air.
j) Konversi irreversible fosfoenolpiruvat menjadi piruvat dengan bantuan enzim
piruvat kinase dan menghasilkan dua ATP.
-
Gambar proses glikolisis
4. Glukoneogenesis
Merupakan proses sintesis glukosa dari senyawa non karbohidrat (seperti asam
laktat, gliserol, dan beberapa jenis asam lemak) yang terjadi di dalam hati dan ginjal
dengan bantuan enzim piruvat karboksilase, fosfoenol piruvat karboksilase, D-
fruktosa 1,6 bifosfatase, dan glukosa 6-fosfatase serta membutuhkan energi.
-
Walaupun proses ini adalah sintesis glukosa, namun bukan kebalikan dari proses
glikolisis.
Skema glukoneogenesis
Tahap-tahap glukoneogenesis:
a) Piruvat yang berasal dari laktat dan asam amino mengalami dekarboksilasi
menjadi oksaloasetat dengan bantuan enzim piruvat karboksilase dan
membutuhkan ATP.
b) Oksaloasetat direduksi menjadi malat oleh enzim malat dehidrogenase di dalam
mitokondria. Pada reaksi ini, glukoneogenesis secara singkat mengalami
tumpang tindih dengan siklus asam sitrat. Malat ditranspor ke sitoplasma dan
dioksidasi membentuk kembali oksaloasetat. Kemudian oksaloasetat mengalami
dekarboksilasi membentuk fosfoenol piruvat (PEP) yang di katalisoleh enzim
fosfoenolpiuvat karboksikinase.
c) Kemudian terjadi perubahan fosfoenolpiruvat menjadi 2-fosfogliserat. Kemudian
2-fosfogliserat diubah menjadi 3-fosfogliserat.
d) 3fosfogliserat mengalami fosforilasi menjadi 1,3 bifosfogliserat.
e) 1,3 bifosfogliserat di reduksi menggunakan 1 NADH menjadi gliseraldehida 3-
fosfat dan dihidroksiaseton fosfat yang akan berkondensasi membentuk fruktosa
1,6difosfat.
f) Fruktosa 1,6-difosfat diubah menjadi fruktosa 6-fosfat dengan bantuan enzim
fruktosa1,6- bisfosfatase. Enzim ini terdapat dalam hepar dan ginjal.
g) Fruktosa 6-fosfat lalu diubah menjadi glukosa 6-fosfat dengan enzim isomerase.
-
h) Kemudian glukosa 6-fosfat diubah menjadi glukosa dikatalisis oleh enzim spesifik
yaitu enzim glukosa 6-fosfatase. Enzim ini terdapat dalam hepar dan ginjal, tidak
terdapat dalam jaringan adipose dan otot.
5. Jalur pentosa fosfat
Proses oksidasi glukosa lewat jalur pentose fosfat yang berlangsung dalam
sitoplasma menghasilkan pentosa fosfat dan NADPH. Jalur pentosa fosfat menjadi
sumber utama NADPH yang berguna untuk sintesis asam lemak dan steroid, sintesis
ribosa untuk pembentukan nukleotida dan asam nukleat.
B. Metabolisme Protein
Metabolisme protein merupakan proses pembentukan dan pemecahan senyawa protein
dengan bantuan enzim yang membutuhkan dan menghasilkan energi. Protein merupakan
kumpulan asam amino yang berikatan dengan ikatan peptida. Metabolisme protein terjadi
atas katabolisme dan anabolisme.
1. Katabolisme Protein
1. Transaminasi
Merupakan proses pemindahan gugus amino ke salah satu asam amino lain yang
merupakan senyawa keto (asam piruvat, oksaloasetat atau ketoglutarat) dan
sebaliknya dengan bantuan enzim alanin transaminase dan glutamat transaminase.
2. Deaminasi
Merupakan proses pelepasan gugus amina dari asam amino yang biasanya terjadi di
hati. Gugus amina yang terlepas akan terkonversi menjadi amonia (NH3).
Contoh reaksi deaminasi: Asam amino + H2O asam keto + NH3
Deaminasi oksidatif
Merupakan proses pemecahan asam amino menjadi asam keto dan ammonium
(NH4) dengan bantuan enzim glutamat dehidrogenase. Contoh reaksi deaminasi
oksidatif:
Asam glutamat + NAD+ ketoglutarat + NH4 + + NADH + H +
3. Siklus urea
Merupakan merupakan suatu proses pengubahan amonia menjadi urea melalui
reaksi transaminase dan deaminasi kemudian dikeluarkan dalam bentuk urea dari
urine. Tahap-tahap siklus urea:
a. Sintesis karbomoil fosfat
Pembentukan karbomoil fosfat terjadi di mitokondria. Dibentuk dari karbon
dioksida, ion amonium, dan 2 molekul ATP. Kemudian ATP dirubah menjadi ADP
dengan bantuan enzim karbamoil fosfat sintetase
-
b. Pembentukan sintrulin
Dalam reaksi ini terjadi pemindahan gugus karbomoil fosfat kepada ortinin
sehingga membentuk sintrulin dan di katalis oleh enzim ortinin transkarbamoilase
c. Pembentukan asam argininosuksinat
Sitrulin kemudian bereaksi dengan asam aspartat di katalis oleh enzim
argininosuksinat sintase sehingga membentuk asam argininesuksinat. Reaksi ini
juga membutuhkan ATP.
d. Penguraian asam argininosuksinat
Dalam reaksi ini asam argininosuksinat diuraikan menjadi arginin dan asam
fumarat di katalis oleh enzim argininesuksinase.
e. Penguraian arginin
Arginin kemudian diuraikan menjadi urea dan ornitin di katalis oleh enzim
arginase. Ornitin lalu bereaksi kembali dengan karbomoil fosfat untuk membentuk
sitrulin.
2. Anabolisme Protein
1) Transkripsi
Merupakan proses penulisan ulang dari DNA ke dalam mRNA yang terjadi di dalam
nukleus. DNA double heliks terdiri dari 2 sisi misalnya sisi bawa DNA sense
(pencetak) dan sisi atas DNA non sense (bukan cetakan). Tahap transkripsi yaitu:
a. Enzim polimerase akan masuk diantara double heliks dan menempel pada sisi
DNA sense.
b. Kemudian enzim polimerase mencetak atau mengkopi kode genetik DNA seperti
yang ada pada DNA non sense dengan jalan DNA sense sebagai cetakan.
Proses pencetakan ini dimulai dari kodon start yaitu AUG dan berakhir pada stop
kodon yaitu UGA, UAA, dan UAG, UAA.
c. Setelah proses transkripsi selesai, mRNA akan keluar dari nukleus.
2) Translasi
Merupakan proses penerjemahan kodon mRNA menjadi protein yang dikatalis oleh
enzim RNA polymerase yang terjadi pada ribosom. Secara garis besar translasi di
bagi menjadi tiga tahap yakni inisiasi, elongasi dan terminasi.
a) Inisiasi
-
Proses penempelan mRNA pada subunit kecil ribosom. Sub unit kecil ini akan
mengenali kode awal genetik dari mRNA yang di sebut sebagai start kodon.
Kemudian RNAt akan membawa pasangan basa yang sesuai dengan anti kodon
yang berada di ujung struktur rantai tunggal dari mRNA.
b) Elongasi
Proses penyusunan polipeptida yang dibawa oleh RNAt. Terjadi pada saat RNAt
datang ke ribosom.
c) Terminasi
Proses pelepasan rantai polipeptida dari ribosom yang terjadi akibat satu protein
yang lepas mengikatkan diri pada kodon stop dan menambahkan air pada rantai
polipeptida.
3. Fosforilasi oksidatif
Merupakan proses pembentukan ATP dan reduksi O2 menjadi air dengan menggunakan
energi yang dilepaskan oleh oksidari nutrien.
Selama proses fosforilasi oksidatif, elektron ditransfer dari pendonor ke penerima
elektron melalui reaksi redoks. Pada sel eukariot, reaksi redoks ini dijalankan oleh
serangkaian kompleks protein di dalam mitokondria dan lima kompleks protein utama
terlibat dalam proses ini, sedangkan pada sel prokariot, protein-protein ini berada di
membran dalam sel dan terdapat banyak enzim-enzim berbeda yang terlibat. Enzim-
enzim yang saling berhubungan ini disebut sebagai rantai transpor elektron.
Energi yang dilepaskan oleh perpindahan elektron melalui rantai transpor elektron ini
digunakan untuk mentranspor proton melewati membran dalam mitokondria. Proses ini
disebut kemiosmosis. Energi yang tersimpan dalam bentuk ini dimanfaatkan dengan
cara mengijinkan proton mengalir balik melewati membran melalui enzim yang disebut
ATP sintase. Enzim ini menggunakan energi seperti ini untuk menghasilkan ATP dari
ADP melalui reaksi fosforilasi. Faktor terpenting dalam menentukan kecepatan fosforilasi
-
oksidatif adalah kadar ADP. Pada fosforilasi oksidatif, pelibatan NADH menghasilkan
pembentukan 3 molekul ATP, sedangkan pelibatan FADH2 menghasilkan pembentukan
2 molekul ATP.
4. Penggunaan Protein Untuk Energi
Jika jumlah protein terus meningkat maka protein sel akan dipecah menjadi asam
amino untuk dijadikan energi atau disimpan dalam bentuk lemak. Pemecahan protein
menjadi asam amino terjadi di hati dengan proses: deaminasi atau transaminasi.
5. Ekskresi NH3
NH3 tidak dapat diekskresi oleh ginjal, sehingga NH3 harus dirubah terlebih dahulu
menjadi urea didalam hati. Apabila hati mengalami kelainan atau rusak, maka proses
perubahan NH3 untuk menjadi urea terganggu. Hal tersebut menyebabkan NH3
menumpuk dalam darah dan menyebabkan Uremia. NH3 bersifat sebagai racun didalam
tubuh, sehingga apabila NH3 menumpuk didalam darah, NH3 tersebut dapat meracuni
otak dan akan menyebabkan koma. Hati seseorang yang rusak disebut juga sebagai
koma hepatikum.
C. Metabolisme Lipid
Metabolisme lipid merupakan sebuah reaksi biokimia meliputi katabolisme dan
anabolisme molekul lipid dengan melibatkan enzim dan energi. Lipid adalah senyawa
organik yang tersusun dari asam lemak dan gliserol yang dihubungkan oleh ikatan ester.
Sifat umum lipid yaitu tidak larut dalam air (hidrofob) namun, lipid dapat larut dalam pelarut
non polar. Ada beberapa macam metabolism lipid, yaitu sebagai berikut :
1. -oksidasi
Beta oksidasi adalah proses katabolisme di mana asam lemak dipecah di dalam
mitokondria dan atau di dalam peroksisoma untuk menghasilkan asetil-KoA. Sebelum
dipecah atau dioksidasi asam lemak diaktifkan dulu menjadi asil-KoA. Dalam aktifasi
ini asam lemak bereaksi dengan ATP membentuk asila denilat kemudian bergabung
dengan koA untuk menghasilkan asil koA. Reaksi tersebut dibantu oleh enzim
tiokinase.
a) Transpor asil koA ke dalam mitokondria
Asil-KoA yang sudah diaktifasi diubah menjadi asil karnitin oleh karnitin
transferase-I yang bertujuan untuk memudahkan asil-KoA masuk dalam
mitokondria karena asil-KoA memiliki rantai panjang dengan proses sebagai
berikut:
Asil koA diubah menjadi asil karnitin dengan cara group asil pada asil koA
ditransfer ke kamitin dengan bantuan kernitin transferase-I
Asil karnitin dibawa masuk menembus membran mitokondria sampai ke
matriks oleh protein carrier
-
Karnitin transferase-II (berada di mitokondria) akan mengubah asil kamitin
menjadi asil koA kembali sedangkan karnitin dilepas ke sitoplasma agar dapat
digunakan lagi.
b) Tahap beta oksidasi:
1. Dehidrogenasi atau oksidasi pertama
Setelah asam lemak diaktifasi dan ditranspor kemudian asil-KoA dihirogenasi
atau oksidasi menghasilkan enoil-KoA yang dibantu oleh FAD- dependent
flavoenzim enzim yang mengkatalis adalah asil-KoA dehidrogenase. Rekasi
ini mengambil hidrogen yang terikat pada atom C alfa dan C beta sehingga
terbentuk ikatan ganda.
2. Hidrasi
enoil koA yang melalui dehidrogenasi selanjutnya dihidratase dengan
menghidrasi ikatan ganda antara karbon dan sehingga membentuk -
hidroksiasil koA oleh enzim hidratase. Enzim ini menunjukkan spesifitas yang
relatif oleh karena dapat pula menghidrasi senyawa turunannya baik yang
jenuh, maupun tidak jenuh.
3. Dehidrogenase atau oksidasi kedua
Berbeda dengan dehidrogenasi pertama yang dibantu oleh gugus prostetis
FAD maka dehidrogenasi yang kedua ini dibantu oleh NAD+. Hasilnya adalah
3-ketoasil-KoA atau disebut -keto-asil-KoA.
4. Tiolisis
Reaksi berikut adalah sebuah lisis (pemecahan) yang disebabkan oleh
senyawa tiol dikatalis oleh enzim asetil-KoA-transferase atau b-ketoasil-KoA
tiolase yang membebaskan 2 karbon asetil KoA dari asil KoA.
Pada jalur -oksidasi, asam lemak yang jumlah atom karbonnya ganjil, akan
membentuk asetil KoA hingga tersisa sebuah residu tiga karbon (propionil KoA).
Propionil KoA ini akan diubah menjadi suksinil KoA yang siap memasuki siklus asam
sitrat.
.
-
2 Sintesis Kolesterol
Sintesis merupakan pembentukkan, jadi sintesis kolesterol ini termasuk
anabolisme, yaitu dari Asetil Ko-A berubah menjadi kolestrol yang terjadi di hati dan
usus yang khususnya pada mitokondria. Prosesnya adalah sebagai berikut :
a. Sintesis HMG Ko-A
Asetil-KoA dipecah menjadi acetocetyl-KoA dengan bantuan enzim tiolase dan
bersama-sama membentuk 3-hidroksi-3-metilglutaril-KoA (HMG-KoA) dengan
bantuan enzim HMG-KoA sintase.
b. Pembentukan mevalonoat
Kemudian HMG-KoA direduksi dengan melepaskan ion H+ yang dikatalis oleh
enzim HMG-CoA reduktase yang membutuhkan energi sehingga dihasilkan
asam mevalonat.
c. Produksi unit isoprenoid
-
Selanjutnya terjadi fosforilasi mevalonat oleh ATP dengan bantuan enzim
mevalonat menjadi 5-fosfatmevalonat. Kemudian 5-fosfatmevalonat menjadi dua
unit isomer isoprenoid yaitu isopentenil pirofosfat (isopentil-PP) dan 3,3-dimetilali
(dimentialil-PP) pirofosfat yang dibantu oleh energi serta menghasilkan CO2.
d. Sintesis skualin
Molekul tersebut kemudian saling berkaitan untuk mendapatkan gernil-PP dan
isopentil-PP. Dua molekul tersebut kemudian di reaksikan dan dikatalis oleh
enzim dimetilalil transferase menghasilkan farnesil pirofosfat. Farnesil pirofosfat
membutuhkan energi dan mengalami pembentukan sehingga menghasilkan
skualin.
e. Pengubahan skualin menjadi kolesterol
Skualin lalu bereaksi dengan molekul oksigen menghasilkan skualin-2,3-
epoksida yang di katalisis oleh enzim skualin monooksigenase. Skualin-2,3-
epoksida menghasilkan lanosterol. Perubahan lanostrol menjadi kolestrol
berlangsung dengan pelepasan tiga gugus metil (dua dari atom karbon nomor 4
dan satu dari atom karbon nomor 14), reduksi ikatan rangkap dari rantai sampiing
kolestrol dan perpindahan ikatan rangkap dari posisi-8,9 ke posisi-5,6 dalam
cincin B.
D. Metabolisme Asam Nukleat
Metabolisme asam nukleat adalah reaksi biokimia yang meliputi katabolisme dan
anabolisme molekul asam nukleat dengan melibatkan enzim dan energi. Asam nukleat
adalah suatu senyawa kimia dengan unit monomernya nukleotida. Nukleotida ini tersusun
dari gugus fosfat, basa nitrogen dan gula pentosa. Pada asam nukleat terdapat basa
nitrogen yang berasal dari purin dan primidin. Dalam RNA maupun DNA purin selalu adenine
dan guanine. Dalam RNA primidin selalu sitosin dan urasil, dalam DNA primidin selalu sitosin
dan timin.
-
1. Sintesis RNA dan DNA
a. Sintesis RNA
Sintesis RNA biasanya dikatalisis oleh enzim DNA-RNA polymerase
menggunakan sebagai template, sebuah proses yang dikenal sebagai transkripsi.
Transkripsi terdiri dari 3 tahap yaitu: inisiasi (permulaan), elongasi (pemanjangan),
terminasi (pengakhiran) rantai mRNA.
1. Inisiasi
Daerah DNA di mana RNA polimerase melekat dan mengawali transkripsi
disebut sebagai promoter. Promoter adalah daerah DNA sebagai tempat
melekatnya RNA polymerase untuk memulai transkripsi. Suatu promoter
menentukan di mana transkripsi dimulai, juga menentukan yang mana dari kedua
untai heliks DNA yang digunakan sebagai cetakan.
2. Elongasi
Selanjutnya, tahap elongasi. Selama tahap elongasi, RNA membuka heliks
ganda DNA hingga terbentuk pita mRNA. Pita mRNA ini akan terus memanjang.
Oleh karena itu, tahap ini disebut tahap elongasi.
3. Terminasi
Tahap terminasi merupakan tahap penghentian sintesis RNA. Tahap ini terjadi
setelah RNA polymerase mentranskripsi ututan khusus di DNA cetakan yang
disebut terminator, yang berupa rangkaian tertentu pada DNA cetakan, yang
menjadi sinyal penghentian proses transkripsi. Terminator yang ditranskripsi
merupakan suatu urutan RNA yang berfungsi sebagai sinyal terminasi yang
sesungguhnya.
b. Sintesis DNA
Sintesis DNA disini dimaksud adalah replikasi DNA yaitu proses penggandaan
bahan genetik. Pengkopian rangkaian molekul bahan genetik (DNA atau RNA)
sehingga dihasilkan molekul anakan yang sangat identik.
Gambar replikasi DNA
-
Struktur tersebut menandakan bahwa untaian DNA induk merupakan template
untuk turunannya atau DNA yang digandakan. Tahap awal dari replikasi ini adalah
denaturasi (pemisahan) untaian DNA induk. DNA induk terpisah dan membentuk
garpu replikasi oleh bantuan enzim DNA helikase. Tahap kedua adalah inisiasi
sintesis DNA, yaitu awal dari mulai terbentuknya anakan dari DNA induk. Tahap
ketiga adalah pemanjangan untaian DNA, anakan dari induk DNA mengalami
pemanjangan yang bertujuan nantinya akan mereplikasikan drinya. Tahap keempat
adalah ligasi fragmen-fragmen DNA, dan kelima adalah terminasi sintesis DNA,
yaitu tahap penghentian sintesis DNA yang akibatnya lepasnya ikatan lemah DNA
dan menjadi dua dari bentuk semula.
2. Sintesis Nukleotida Purin
Nukleotida purin dibentuk oleh IMP (ionin monofosfat). IMP berfungsi sebagai titik
cabang, serta nukleotida adenin dan guanin dibentuk dari IMP. IMP disintesis melalui
jalur de Novo dengan menggunakan ribose-5-fosfat dan enzim PRPP dan dikonversikan
menjadi AMP (Adenosin Monofosfat) melalui penambahan gugus amino dari aspartat
dan GMP (Guanosin monofosfat) melalui pemindahan gugus amino dari amida yang
membutuhkan ATP dalam reaksi ini. AMP dan GMP dapat mengalami fosforilase ke
tingkat difosfat dan trifosfat yang mampu mengsintesis DNA.
3. Sintesis Nukleotida Pirimidin
Nukleotida pirimidin terdiri atas UMP (Uridin Monofosfat), CTP (Sitidin Monofosfat),
UTP (Uridin trifosfat. Dalam pembentukan nukleotida pirimidin, yang disintesis pertama
kali adalah basa, kemudian basa tersebut dilekatkan ke gugus ribose 5-fosfat. Dalam
reaksi pertama, glutamine bereaksi dengan CO2 dan ATP membentuk karbamoil fosfat
yang merupakan senyawa antara siklus area. Karbamoil fosfat bereaksi dengan aspartat
menhasilkan karbamoilaspartat yang lalu dioksidasi menghasilkan asam orotat dan
orotidilat. Orotidilat ini didekarboksilasi dan difosforilasi menjadi UTP dan CTP. Reaksi
fosforilasi yang digunakan untuk sintesis DNA.
4. Katabolisme Purin Menjadi Asam Urat
-
Pembentukan asam urat ada dua jalur. Jalur pertama, yaitu AMP (Adenosin
Monofosfat) menghasilkan adenosine yang kemudian mengalami proses deaminasi
menjadi inosin. Inosin dihidrolisis menghasilkan basa purin hipoksantin dan D-ribosa .
Hipoxantin dioksidasi menjadi xantin dan selanjutnya xantin diubah menjadi asam urat.
Tahap kedua, yaitu dimulai dari guanosine yang diubah menjadi guanine dan
selanjutnya dimetabolisme menjadi xanthine. Xanthine dioksidasi dengan bantuan enzim
xanthine oxsidase menjadi asam urat.
5. Katabolisme pirimidin
Dalam katabolisme primidin terdapat dua tahap yang sama-sama menghasilkan CO2 dan
NH3. Pada tahap pertama, basa primidin bebas yaitu sitosin mengalami oksidasi menjadi
urasil yang selanjutnya menjadi dihidrourasil. Dihidrourasil dihidrolisis menjadi Asam
ureidopropionat yang menghasilkan CO2 + NH3. Tahap kedua memakai basa primidin yaitu
timin yang dihidrogenase menjadi dihidrotimin. Dihidrotimin dihidrolisis menjadi Asam
ureidopropionat dan akhirnya menghasilkan CO2 + NH3. Katabolisme primidin ini
berlangsung di hati.
-
E. Siklus Krebs
Siklus krebs merupakan reaksi oksidasi asam piruvat dengan proses glikolisis
menghasilkan energi yang melibatkan berbagai enzim. Siklus krebs berlangsung di matriks
mitokondria.
Tahap-tahap siklus krebs adalah sebagai berikut:
Proses ini membutuhkan asetil KoA yang diperoleh dari reaksi glikolisis yang kemudian
masuk kedalam siklus krebs. Kemudian asetil CoA dan asam oksaloasetat mengalami
reaksi kondensasi dengan bantuan enzim sitrat sintase menghasilkan asam sitrat.
Asam sitrat yang dihasilkan mengalami pengurangan dan penambahan satu molekul
air dengan bantuan enzim alkonitase menghasilkan asam isositrat.
Asam isositrat mengalami oksidasi dengan bantuan enzim isositrat dehidrogenase
yang menghasilkan menghasilkan asam -ketoglutarat, kemudian mereduksi NAD+
menjadi NADH dan melepaskan satu mlekul CO2.
Asam -ketoglutarat kemudian melepas molekul CO2 dan ion H+. Ion H+ direduksi oleh
NAD+ menjadi NADH. Asam -ketoglutarat dengan bantuan enzim asam -
ketoglutarat dehidrogenase menghasilkan suksinil KoA.
Molekul KoA dari suksinil KoA melepaskan diri sehingga menghasilkan asam suksinat.
Perubahan suksinil CoA menjadi asam suksinat menghasilkan energi berupa ATP.
Asam suksinat mengalami oksidasi dengan melepas 2 ion H+ yang kemudian direduksi
oleh FAD menghasilkan FADH2 dan menghasilkan asam fumarat.
-
Asam fumarat mengalami dehidrogenasi menyebabkan susunan substrat pada asam
fumarat berubah sehingga menghasilkan asam malat.
Asam malat mengalami oksidasi menghasilkan asam oksaloasetat. Ion H+ direduksi
oleh NAD+ sehingga menghasilkan NADH.
Asam oksaloasetat bersama dengan asetil KoA kembali pada tahap awal dalam siklus
krebs dan siklus ini kembali berulang.
F. Transport Elektron
Transport elektron (rantai respirasi) merupakan proses oksidasi yang menghasilkan
H2O dan O2 yang terjadi pada mitokondria dengan bantuan NADH (hasil dari siklus kreb) dan
FADH2 (hasil dari glikolisis) serta molekul lain yang berperan penting seperti oksigen,
koenzim Q, sitokrom b, sitokrom c dan sitokrom a.
Tahap-tahap transpor elektron:
Tahap pertama yaitu NADH (yang berasal
dari siklus kreb) dan FADH2 (yang berasal dari
oksidasi asam suksinat) mengalami oksidasi
untuk ditransfer ke koenzim Q sehingga
menghasilkan ATP. Kemudian koenzim Q
dioksidasi oleh sitokrom b, melepaskan elektron
dan ion H+. Sitokrom b lalu dioksidasi oleh
sitokrom c melepaskan dua elektron dan
menghasilkan ATP. Setelah itu, sitokrom c
mereduksi sitokrom a menghasilkan 2 elektron.
Sitokrom a dioksidasi oleh atom oksigen. Atom
oksigen tersebut menerima 2 ion H+ yang berasal
dari tahap kedua (oksidasi koenzim Q oleh
sitokrom b) sehingga menghasilkan H2O dan
ATP. Pada transpor elektron NADH menghasilkan
3 ATP sedangkan FADH2 menghasilkan 2 ATP.