HEXOSE MONOPHOSPHATE SHUNT

Tugas Mata Kuliah Biokimia

Oleh :

Dian Anggraini Maengkom : P07131214086

Dila Aulia Utami : P07131214087

Nurhayati : P07131214107

JURUSAN GIZI

POLITEKNIK KESEHATAN KEMENTERIAN KESEHATAN BANJARMASIN

OKTOBER 2015

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan YME karena berkat rahmat dan anugrahnya penulis dapat menyelesaikan tugas makalah biokimia ini tepat pada waktunya. Dalam makalah ini, penulis akan membahas Hexose Monophosphate Shunt atau biasa dikenal dengan Pentose Phosphate Pathway. Penulis juga mengucapkan terimakasih banyak kepada semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan makalah ini dengan baik. Penulis menyadari bahwa makalah ini masih memiliki banyak kekurangan. Oleh karena itu, penulis mohon kritik dan sarannya agar dapat memperbaiki kekurangan-kekurangan pada makalah ini. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi yang membacanya.

Banjarbaru, Oktober 2015

Penulis

BAB IPENDAHULUAN

A. Latar BelakangJalur metabolik yang utama untuk penggunaan glukosa adalah glikolisis dan lintasan

pentosa phosphate. Lintasan pentosa phosphate atau hexosa monophosphatee shount merupakan jalur alternatif untuk metabolisme glukosa. Lintasan pentosa phosphae lebih kompleks daripada glikolisis. Lintasan ini tidak menghasilkan ATP. Glukosa, fruktosa dan galaktosa secara kuantitatif merupakan hexosa terpenting yang diserap dari traktus gastrointestinal. Ketiga unsur ini berasal dari masing-masing pati, sukrosa, dan laktosa yang terdapat di dalam makanan. Untuk konversi fruktosa dan galaktosa menjadi glukosa telah dibentuk lintasan yang khusus terutama di hati.

B. TujuanAdapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah :a. Untuk mengetahui jalur metabolisme glukosa dalam tubuhb. Mempelajari enzim-enzim yang diperlukan dalam HMP Shuntc. Mengetahui aspek klinis pada gangguan lintasan fosfat

BAB IIPEMBAHASAN

Lintasan pentosa phosphat merupakan jalur alternatif untuk metabolisme glukosa. Lintasan ini tidak menghasilkan ATP, tetapi mempunyai 2 fungsi utama, yaitu :

1. Produksi NADPH untuk sintesis reduktif seperti biosintesis asam lemak serta steroid. Kegunaan NADPH untuk sel adalah :

Mencegah stres oksidatif dengan mengubah H2O2 menjadi H2O dan jika tidak terdapat NADPH, H2O2 akan diubah menjadi radikal bebas hidroksin yang akan menyerang sel.

Pada sel darah merah, kegunaan pertama dari NADPH adalah untuk mereduksi bentuk disulfide dari glutatione menjadi bentuk shulfhydryl, reduksi glutatione ini adalah untuk mempertahankan struktur normal dari sel darah merah dan untuk menjaga bentuk hemoglobin dalam bentuk fe2+.

NADPH pada hati dan payudara digunakan untuk biosintesis asam lemak.2. Produksi residu ribosa untuk biosintesis nukleotida serta asam nukleat.

Reaksi Pada Lintasan Pentosa Fosfat Terjadi Dalam SitosolEnzim pada lintasan pentosa fosfat seperti pada glikolisis ditemukan didalam sitosol.

Seperti pada likolisis, oksidasi dicapai lewat reaksi dehidrogenasi, tetapi dalam hal lintasan pentosa fosfat, sebagai akseptor hidrgen digunakan NADP+ dan bukan NAD+. Tidak ada ATP yang digunakan ataupun diproduksi pada jalur ini. Terdapat 2 fase pada pentosa fosfat :

1. Fase oksidatif yang menghasilkan NADPHPada fase pertama, glukosa 6-phosphate menjalani proses dehidroginase dan dekarboksilase untuk memberikan sebuah senyawa pentosa, yaitu ribosa 5-phosphate.

2. Fase nonoksidatif yang menghasilkan prekursor ribosaPada fase yang kedua ribosa 5-fospat dikonversi kembali menjadi glukosa 6-fosfat oleh serangkaian reaksi yang terutama melibatkan 2 enzim yaitu : rasketolase dan transaldolase.

Fase Oksidatif Menghasilkan NADPHReaksi dehidrogenasi glukosa 6-fosfat menjadi 6-fosfoglukonat terjadi lewat

pembentukan 6-fosfoglukonolakton yang dikatalisis oleh enzim glukosa-6-fosfat dehidrogenase, suatu enzim yang bergantung NADP. Hidrolisis 6-fosfoglukonolakton dilaksanakan oleh enzim glukonolakton hidrolase.

Tahap oksidasi yang kedua dikatalisis oleh enzim 6-fosfoglukonat dehidrogenase, yang juga memerlukan NADP+ sebagai akseptor hidrogen. Dekarboksilase kemudian terjadi dengan pembentukan senyawa ketopentosa, yaitu ribolasa 5-fosat. Reaksi mungkin berlangsung dalam dua tahap melalui 3-keto-6-fosfoglukonat.Reaktan Produk Enzim KeteranganGlukosa 6-phosphate + NADP-

6-phophoglukono-o-lakton + NADPH

Glukosa 6-phosphate dehydrogenase

Dehidrogenase, dimana terjadi pembuangan H+ dan kemudian direaksikan dengan NADP+

membentuk NADPH6-phosphoglukono-o-lactone + H2O

Ribolusa 5-phophoglukonat

6-phosphoglukolactonase

Hidrolisis

6- phophoglukonat + NADP+

Ribulosa 5- phosphate + NADPH + CO2

6-phosphoglukonat dehidrogenase

Dekarboksilase oksidatif. NADP+ sebagai aseptor elektron, membentuk molekul NADPH yang lain serta CO2 dan Ribulosa 5-phosphate

Ribulosa 5- phosphate

Ribulosa 5- phosphate

Phosphopentosa isomirase

Isomirase

Secara singkat reaksi pada proses ini adalah :Glukosa 6-phophate + 2 NADP+ + H2O Ribulosa 5-phosphate+ NADPH+ 2H+ + CO2

Fase Non Oksidatif Menghasilkan PrekursorRibulosa 5-phospate kini berfungsi sebagai substrat bagi 2 enzim yang berbeda. Ribulosa

5-phophate 3-epimerase mengubah konfigurasi disekitar karbon 3 dari ribulosa 5 phosphate dengan membentuk epimer xilulosa 5-phosphate, yaitu senyawa keto pentosa lainnya. Ribosa 5-phosphate ketoisomerase mengubah ribulosa 5-phosphate menjadi senyawa aldopentosa yang bersesuaian, yaitu ribosa 5-phosphate yang merupakan prekursor bagi residu ribosa yang di perlukan dalam sintesis nukleutida dan asam nukleat.

Transketolase memindahkan unit 2- karbon yang terdiri atas karbon 1 dan 2 dari sebuah ketosa kepada atom karbon aldehid pada gula aldosa. Karena itu, enzim ini mempengaruhi konversi gula pentosa menjadi aldosa dengan berkurangnya 2 karbon, dan sekaligus mengkonversi gula aldosa menjadi ketosa dengan bertambahnya 2 atom karbon. Reaksi tersebut memerlukan vitamin B, yaitu thiamin.

Jadi, enzim transketolase mengkatalisis proses pemindahan unit 2 karbon dari xilulosa 5-phosphate kepada ribulosa 5-phosphate, yang menghasilkan ketosa sedoheptulosa 7-phosphate 7 karbon dan aldosa gliseroldehid 3-phosphate. Kedua produk ini kemudian memasuki reaksi lainnya yang dikenal sebagai reaksi transeldolasi. Enzim dari sebuah ketosa kepada atom karbon aldehid pada gula aldosa. Karena itu, enzim ini mempengaruhi konversi gula pentosa menjadi aldosa dengan berkurangnya 2 karbon dan sekaligus mengonversi gula aldosa menjadi ketosa dengan bertambahnya 2 atom karbon. Reaksi tersebut memerlukan vitamin D, yaitu thiamin.

Jadi, enzim transketolase mengkatalisis proses pemindahan unit 2 karbon dari xilulosa 5-phosphate kepada ribulosa 5-phosphate yang menghasilkan ketosa sedoheptulosa 7-phophate 7 karbon dan aldosa gliseroldehid 3-phophate. Kedua produk ini kemudian memasuki reaksi lainnya yang dikenal sebagai reaksi transoldolasi enzim transoldolasi memungkinkan pemindahan moietas dihidroksiaseton 3-karbon (karbon 1-3), dari ketosa sedoheptulosa 7-

phosphate kepada aldosa gliseroldehid 3-phosphat untuk membentuk ketosa, fruktosa 6-phosphate dan aldosa eritrosa 4-phosphate 4 karbon.

Kemudian berlangsung reaksi selanjutnya yang sekali lagi melibatkan enzim transketolase, dengan xilulosa 5-phosphate berfungsi sebagai donor glikoaldehid. Pada keadaan ini, eritrosa 4-phosphate yang terbentuk diatas bertindak sebagai akseptor, dan hasil reaksinya adalah fruktosa 6-phosphate serta gliseroldehid 3-phosphate.

Reaktan Produk EnzimRibulosa 5-phosphate Ribosa 5-phosphate Isomerase phophopentosaRibosa 5-phosphate Xilulosa 5-phosphate Epimerase phosphopentosaXilulosa 5-phosphate + Ribosa 5-phosphate

Gliseroldehid 3-phosphate+ sedoheptulosa 7-phosphate

Transketolase

Sedoheptulosa 7-phosphate+ gliseroldehid 3-phosphate

Eritrosa 4-phosphate+ fruktosa 6-phosphate

Transaldolase

Xilulosa 5-phosphate + eritrosit 4-phosphate

Gliseroldehid 3-phosphate+fruktosa 6-phosphate

Transketolase

Hubungan antara eritrosite dengan pentosa fosfat pathway

Jalur metabolisme karbohidrat yang paling dominan di sel darah merah adalah likolisis, pentosa posfat pathway, dan metabolisme 2,3 glipospogliserat, likolisis menyediakan ATP untk memompa ion di membran dan NADH untuk oksidasi kembali methemoglobin.

Pentosa fosfat pathway mensuplai sel darah merah dengan NADPH untuk mempertahankan fase reduksi dari glutathione. Sebagaimana dijelaskan diatas ketidakmampuan mempertahankan reduksi glutathione di el darah merah akan meningkatkan akumulasi perioksida, terutama H2O2 yang mana melemahnya hemoglobin pada methemoglobin yang juga lemah pada dinding sel. Glutathione periksida berpindah kembali melalui aksiperioksida

glutathione. Pentosa fosfat pathway dalam eritrosit merupakan jalur yang esensial bagi sel tersebut untuk memproduksi NADPH.

Aspek KlinisGangguan pada lintasan pentosa fosfat menimbulkan hemolisis eritrosit. Mutasi yang

terjadi pada beberapa populasi menyebabkan defisiensi enzim glukosa-6-fosfat dehidrogenase dengan konsekuensi gangguan pembentukan NADPH. Gangguan ini bermanipestasi dalam bentuk hemolisis sel darah merah jika penderita yang rentan menggunakan preparat oksidan, seperti obat anti malaria primaq uin, aspirin atau sulponamit, atau memakan fava beans.

Glutathione peroksidase merupakan antioksidan alami yang ditemukan dibanyak jaringan yang bergantung pada pasokan NADPH. Enzim ini akan menyerang peroksida organik disamping H2O2. Bersama dengan vitamin E, enzim gutathione peroksidase menjadi bagian pertahanan tubuh untuk melawan peroksidasi lipid. Kaitan antara insiden beberapa peyakit kanker dan rendahnya kadar selenium darah serta aktifitas glutathione peroksidase telah dilaporkan. Pengukran aktifitas enzim tranketolase didalam darah dapat digunakan untuk memperkirakan derajat defisiensi thiamin. Aktifitas enzim ini meningkat hanya pada keadaan anemia pernisiosa.

BAB III KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat di ambil dari pembahasan tentang HMP Shunt (Pentosa Phospate Pathway) di atas adalah:

Lintasan pentosa fosfat merupakan jalur alternatif untuk metabolisme glukosa. Enzim pada lintasan pentosa fosfat ditemukan didalam sitosol. Rangkaian reaksi pada lintasan ini dapat dibedakan menjadi dua fase, yaitu:

Oksidatif nonreversible dan nonoksida tif reversible. Lintasan ini mempunyai dua fungsi utama yaitu: Produksi NADPH untuk sintesis

reduktif seperti biosintesis asam lemak serta steroid dan produksi residu ribosa untuk biosintesis nukleotida serta asam nukleat.

Lintasan pentosa fosfat tidak menghasilkan ATP. Fase oksdidatif menghasilkan NADPH dan fase nonoksidatif menghasilkan prekursor.

DAFTAR PUSTAKA

Murray RK, Granner DK, Mayes PH, Rodwell VW (1993) Harper’s Biochemistry, twenty third edition. Appleton and Lange. Norwalk Connecticut

http://www.wikipedia.com

http://db.wdc-jp.com/mssj/search/abst/199703/ms450367.htm