INTERKONVERSI METABOLISME

BIOKIMIA II

OLEH :

DZULFIKAR FAIZIN ROMAS

1402101010164

KELAS / RUANG : 05 / 07

FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN

UNIVERSITAS SYIAH KUALA

BANDA ACEH

2015

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT, Sang Pencipta alam semesta,

manusia, dan kehidupan beserta segala isinya, karena berkat pimpinan, bimbingan, bantuan, izin

serta bimbingan-Nya saya dapat menyelesaikan makalah dengan judul “INTERKONVERSI

METABOLISME” ini tepat pada waktunya.

Topik pada makalah ini INTERKONVERSI METABOLISME mengarah pada pembahasan

mengenai pengetahuan dasar INTERKONVERSI METABOLISME. Semoga makalah ini dapat

bermanfaat dan dapat memberikan wawasan yang lebih luas kepada pembaca. Penulis menyadari

bahwa dalam penulisan makalah ini masih terdapat banyak kekurangan, untuk itu Penulis

mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari para pembaca demi peningkatan kualitas

makalah.

Banda Aceh,3 Desember 2015

Dzulfikar Faizin Romas

1402101010164

X.

Daftar Isi

Kata Pengantar ……………………………………………………………………………… x

Daftar isi ……………………………………………………………………………………. xi

Bab I

Pendahulan…………………………………………………………………………………… 1

Tinjauan Pustaka…………………………………………………………………………….,. 1

Latar Belakang……………………………………………………………………………….. 2

Rumusan Masalah…………………………………………………………………………..... 2

Tujuan Penulisan……………………………………………………………………………...

2

Bab II

Pembahasan…………………………………………………………………………………… 3

Bab II

Penutup………………………………………………………………………………………... 12

Kesimpulan……………………………………………………………………………………. 12

Saran…………………………………………………………………………………………... 12

xi.

BAB I

Pendahuluan

1.1 Tinjauan Pustaka

Tubuh manusia terdiri dari jutaan selsel, di mana masing masing sel membutuhkan energi untuk kehidupannya. Energi tersebut berasal dari makanan,baik itu karbohidrat, protein serta lipida. Namun yang utama adalah zat karbohidrat. Karbohidrat merupakan senyawa yang terbentuk dari molekul karbon, hidrogen dan oksigen. Sebagai salah satu jenis zat gizi, fungsi utama karbohidrat adalah penghasil energi di dalam tubuh. Tiap 1 gram karbohidrat yang dikonsumsi akan menghasilkan energi sebesar 4 kkal dan energi hasil proses oksidasi (pembakaran) karbohidrat ini kemudian akan digunakan oleh tubuh untuk menjalankan berbagai fungsi fungsinya seperti bernafas, kontraksi jantung dan otot serta juga untuk menjalankan berbagai aktivitas fisik seperti berolahraga atau bekerja. Protein digunakan untuk membentuk jaringan yang baru. Reaksireaksi kimia yang terjadi di dalam sel ini tidak berdiri sendiri, tetapi saling berhubungan dan saling mempengaruhi. Dalam hubungan antar reaksireaksi ini enzim enzim mempunyai peranan sebagai pengatur atau pengendali. Proses kimia yang terjadi dalam sel disebut metabolisme.

Metabolisme adalah rangkaian reksireaksi kimia yang dikatalisis oleh enzim enzim yang mengubah senyawa senyawa organik yang satu menjadi senyawa yang lain yang penting bagi metabolisme. Jutaan reaksi kimia yang dikatalisis oleh enzim berlangsung di dalam sel hidup. Walaupun kita mengatakan reaksi reaksi ini secara kolektif sebagai metabolisme, kita tidak boleh menganggap metabolisme sel sebagai suatu kantung yang dikelilingi membran yang berisi enzim enzim yang bekerja secara acak. Metabolisme adalah aktivitas sel yang amat terkoordinasi, mempunyai tujuan, dan mencakup berbagai kerjasama banyak sistem multi enzim.

1.1.2 Latar Belakang

Semua reaksi metabolisme dikatalisis oleh enzim, termasuk reaksi yang sederhana seperti penguraian asam karbonat menjadi air dan karbondioksida, Proses pemasukan dan pengeluaran zat kimia dari dan ke dalam sel melalui membran; proses biosintesis protein yang panjang dan rumit; atau pun proses penguraian bahan makanan dalam sistem pencernaan mulai dari mulut, lambung, usus dan penyerapan hasil penguraian tersebut melalui dinding usus, serta penyebarannya ke seluruh bagian tubuh yang memerlukannya. Hal lain yang penting dari metabolisme adalah peranannya dalam proses detoksifikasi, yaitu mekanisme reaksi pengubahan zat yang beracun menjadi senyawa tidak beracun yang dapat dikeluarkan dari tubuh. Sebagian besar proses metabolisme terjadi di dalam sel, oleh karena itu mekanisme masuk dan keluarnya zat kimia melalui membran sel mempunyai arti penting dalam mempertahankan keseimbanganenergi dan materi di dalam tubuh.

Secara klasik, jalur metabolisme dapat dibedakan atas katabolisme dan anabolisme, dan kedua macam jalur metabolisme ini bertemu pada jalur pusat.Selain itu ada jalur anaplerotik yang menyediakan fragmen fragmen satu karbon atau dua karbon pada jalur pusat. Beberapa jalur metabolisme membebaskan energi dengan cara merombak molekulmolekulkompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana. Proses inilah yang disebut sebagai jalur katabolik. Jalur anabolik, sebaliknya memakai energi untuk membangun molekul kompleks dari molekulmolekul yang lebih sederhana.

1.3 Rumusan Masalah

1. Apa yang dimaksud dengan etabolisme ?2. Bagaimana interkonversi metabolism di dalam tubuh

1.4 Tujuan Penulisan

1. Menjelaskan pengertian dari metabolisme.2. Menjelaskan iterkonversi metabolism di dalam tubuh

2.

BAB II

PEMBAHASAN

Pengertian Metabolisme

Metabolisme adalah suatu proses kimiawi yang terjadi di dalam tubuh

semua makhluk hidup, proses ini merupakan pertukaran zat ataupun suatu organisme

dengan lingkungannya. Metabolisme berasal dari bahasa Yunani, yaitu “metabole” yang

berarti perubahan, dapat kita katakana bahwa makhluk hidup mendapat, mengolah dan

mengubah suatu zat melalui proses kimiawi untuk mempertahankan hidupnya. Terdapat

dua fase dalam metabolisme yaitu katabolisme dan anabolisme. Katabolisme merupakan

fase metabolism yang bersifat menguraikan, yang menyebabkan molekul organik nutrient

seperti karbohidrat, lipid dan protein yang berasal dari lingkungan atau dari cadangan

makanan sel itu sendiri terurai dalam reaksi- reaksi bertahap menjadi produk akhir yang

lebih kecil dan sederhana, seperti asam laktat, CO2 dan ammonia(Lehninger, 1982).

Pada anabolisme, yang juga disebut biosintesis, fase pembentukan atau sintesis

dari metabolisme, molekul pemula atau unit pembangun yang lebih kecil disusun menjadi

makromolekul besar yang merupakan komponen sel, seperti protein dan sam nukleat.

Karena biosintesis menyebabkan peningkatan ukuran dan kompleksitas struktur, proses

ini memerlukan input energi bebas, yang diberikan oleh pemecahan ATP menjai ADP

dan fosfat. Biosintesis beberapa komponen sel juga memerlukan atom hydrogen

berenergi tinggi yang disumbangkan oleh NADPH.Katabolisme dan anabolisme terjadi

bersamaan di dalam sel dan kecepatan prosesnya diatur sendiri- sendiri.

Terdapat tiga tahap utama dalam katabolisme aerobik.Pada tahap I, makromolekul

sel dipecahkan menjadi unit- unit pembangun utamanya. Jadi polisakarida dipecahkan

menjadi heksosa atau pentose, lipid dipecahkan menjadi asam lemak dan gliserol serta

3.

komponen lain. Dan protein terhidrolisis menjadi ke- 20 komponen asam

aminonya (Lehninger, 1982).

Sumber : (Lehninger, 1982)

Pada tahap katabolisme ke – II, berbagai produk yang terbentuk di dalam tahap I

dikumpulkan dan diubah menjadi sejumlah (lebih kecil) molekul- molekul yang lebih

sederhana. Jadi, heksosa, pentose, dan gliserol dari tahap I diuraikan menjadi satu jenis

senyawa antara 3 karbon : piruvat, yang lalu diubah menjadi satu jenis unit 2- karbon,

yaitu gugus asetil dari asetil- koenzim A. Dengan cara yang sama asam lemak dan

kerangka karbon dari hampir semua asam amino juga dipecahkan membentu gugus asetil

dalam bentuk asetil- KoA. Asetil- koA karenanya merupakan produk akhir yang bersifat

umum dari tahap II katabolisme.Pada tahap ke- III gugus asetil dari asetil- koA diberikan

4.

ke dalam siklus asam sitrat yaitu, lintas akhir yang bersifat umum yang dilalui

oleh nutrient penghasil energy disini terjadi oksidasi nutrient, menghasilkan karbon

dioksida. Air dan ammonia (atau produk nitrogen lain) adalah produk akhir katabolisme

lainnya.

2.2 Interkonversi Metabolisme

Metabolisme Karbohidrat

5.

Makanan khas yang mengandung zat pati, sukrose, dan laktose memberikan

bahan D-galaktose dan D-fruktose pada hati. Gula-gula ini harus diubah menjadi D-

glukose. Kadar sesudah absorpsi gula-gula tersebut dalam darah menurun cepat,

mendekati nol dalam 1 sampai 2 jam.Terdapat beberapa enzim yang disebut kinase

misalnya, : glukokinase, fruktokinase, dan galaktokinase yang mengkatalis

fosfforilasinya heksose. Tiap kinase spesifik untuk heksose yang bersangkutan. Selain

itu, terdapat isozim-isozim heksokinase dalam berbagai jaringan yang kurang spesifik

dan yang mengkatalisis fosforilasi D-glukose, D-fruktose, D-mannose dan D-glukosamiin

menghasilkan ester 6-fosfatnya masing-masing.

Glikogenesis adalah poses pembentukan glikogen dari glukosa. Proses

pembentukan glikogen sebagai berikut. Tahap pertama adalah pembentukan glukosa-6-

fosfat dari glukosa, dengan bantuan enzim glukokinase dan mendapat tambahan energi

dari ATP dan fosfat. Glukosa-6-fosfat dengan enzim glukomutase menjadi glukosa-1-

fosfat. Glukosa-1-fosfat bereaksi dengan UTP (Uridin Tri Phospat) dikatalisis oleh uridil

transferase menghasilkan uridin difosfat glukosa (UDP-glukosa) dan pirofosfat (PPi).

Tahap terakhir terjadi kondensasi antara UDP-glukosa dengan glukosa nomor satu dalam

rantai glikogen primer menghasilkan rantai glikogen baru dengan tambahan satu unit

glukosa. Glikolisis adalah proses penguraian karbohidrat menjadi piruvat. Karbohidrat di

dalam usus yaitu glukosa setelah melalui dinding usus.Glukosa dalam darah sebagian

diubah menjadi glikogen.Peristiwa oksidasi glukosa di dalam jaringan terjadi secara

bertingkat dan pada tingkat tertinggi dilepaskan energi melalui prosesproses kimiawi (glukosa,

glikogen) diubah menjadi piruvat.Piruvat ini merupakan zat antara yang sangat penting dalam

metabolisme karbohidrat. Sifat-sifat peristiwa glikolisis, antara lain: oksidasi glikogen/glukosa

menjadi piruvat laktat; dapat berlangsung secara aerob dan anaerob; diperlukan adanya enzim dan

energi; menghasilkan senyawa karbohidrat beratom tiga terjadi sintesis ATP dari ADP + Pi. Pada

peristiwa glikolisis aerob dihasilkan piruvat, sedangkan pada glikolisis anaerob dihasilkan laktat

melalui piruvat.

6.

Glukoneogenesis adalah pembentukan glukosa dari piruvat (kebalikan glikolisis).

Sifat-sifat peristiwa glukoneogenesis antara lain: merupakan reaksi yang kompleks;

melibatkan beberapa enzim dan organel sel, yaitu mitokondrion; terlebih dahulu

mengubah piruvat menjadi malat; metabolisme piruvat diangkut ke dalam mitokondrion

dengan cara pengangkutan aktif melalui membran. Dalam peristiwa glukoneogenesis

diperlukan energi sebanding dengan 12 molekul ATP. Pada Daur Krebs, piruvat diubah

menjadi asam laktat, etanol, dan sebagian asetat. Asetat khususnya asetil koenzim-A

dapat diolah lebih lanjut dalam suatu proses siklis yang disebut lingkaran trikarboksilat.

Hal itu dikemukakan oleh Krebs (1937), sehingga disebut juga Daur Krebs. Dalam proses

siklik dihasilkan CO2 dan H2O, terlepas energi yang mengandung tenaga kimia besar,

yaitu ATP (Adenosin Tri Phosfat). Daur Krebs merupakan jalur metabolisme yang utama

dari berbagai senyawa hasil metabolisme, yaitu hasil katabolisme karbohidrat, lemak, dan

protein.

Tahap-tahap daur asam trikarboksilat (Daur Krebs) sebagai berikut.

a. Fase pertama, terurainya asam piruvat terlebih dahulu atas CO2 dan suatu zat yang

mempunyai atom C (asetat). Senyawa kemudian bersatu dengan koenzim A menjadi

asetil koenzim A.

b. Fase kedua, bersatunya asam oksalo asetat dengan asetil koenzim A sehingga tersusun

asam sitrat.

7.

Tujuh reaksi dalam Daur Krebs sebagai berikut.

1) Pembentukan sitrat dari oksalo asetat dengan enzim sitratsinase.

2) Pembentukan isositrat dari sitrat melalui cis-akonitat dengan enzim akonitase.

3) Oksidasi isositrat menjadi a-ketoglutarat dengan enzim isositrat dehidrogenase.

4) Oksidasi a-ketoglutarat menjadi suksinat dengan enzim a-ketoglutarat dehidrogenase.

5) Oksidasi suksinat menjadi fumarat oleh enzim suksinat dehidrogenase.

6) Penambahan 1 mol H2O pada fumarat dengan enzim fumarase menjadi malat.

7) Oksidasi malat menjadi oksalo asetat dengan enzim malat dehidrogenase.

Satu molekul asetil co-A dalam Daur Krebs menghasilkan 12 ATP. Adapun satu

molekul glukosa akan menghasilkan 38 ATP.

Interkonversi Protein

Protein termasuk dalam kelompok senyawa yang terpenting dalam organisme hewan. Sesuai dengan peranan ini, kata protein berasal dari kata Yunani proteios ,yang artinya “pertama.” Protein adalah poliamida, dan hidrolisis protein menghasilkan asamasam amino (Fessenden, 1997). Sebagian besar asam amino dalam organisme hidup adalah asam amino; yaitu α fungsi amino yang terdapat pada atom karbon yang selanjutnya menjadi gugus fungsional asam karboksilat. Karena struktur dasar asam amino adalah sama, maka α asam amino tertentu menetapkan identitasnya dengan sifat gugus rantai sampingnya (R). Karena kerangka kovalen protein adalah tetap dan menyangkut fungsi karboksil asam amino dan amino, maka gugus Rlahyang memberi suatu kedudukan bagi sifat sifat fisik dan kimianya di dalam rantai.

Tidak semua asam amino dapat diperoleh dengan antar pengubahan (interkonversi) dari asam amino lain atau dengan sintesis dari senyawa lain dalam sistem binatang. Asam amino yang diperlukan untuk sintesis protein dan ini tidak disintesis sendiri oleh organisme itu tetapi harus terdapat dalam makanannya. Senyawa semacam ini dirujuk sebagai asam amino esensial. Asam

8.

amino yang esensial bergantung pada spesi hewan itu dan bahkan bergantung pada perbedaan individu (Fessenden, 1997).

Ada delapan asam amino yang esensial bagi manusia, yaitu fenilalanin, isoleusin, leusin, lisin, metionin, treonin, triptofan dan valin. Semua asam amino ini haruslah tersedia dalam makanan. Selain itu fenilalanin dan metionin adalah zat awal untuk mensintesis tirosin dan sistein. Sedangkan arginin dan histidin digolongkan ke dalam asam amino semi esensial. Arginin dapat disintesis oleh tubuh, tetapi tidak cukup untuk menunjang pertumbuhan. Dan histidin bukti yang ada untuk menggolongkannya ke dalam asam amino semi esensial berasal dari penyelidikan makanan, yang memperlihatkan bahwa imbangan nitrogen akan tetap meskipun orang makan makanan yang sama sekali tidak mengandung histidin (Schumm, 1993). Tahap awal pembentukan metabolisme asam amino, melibatkan pelepasan gugus amino, kemudian baru perubahan kerangka karbon pada molekul asam amino.

Dua proses utama pelepasan gugus amino yaitu, transaminasi dan deaminasi.

TransaminasiTransaminasi ialah proses katabolisme asam amino yang melibatkan pemindahan gugus amino dari satu asam amino kepada asam amino lain. Dalam reaksi transaminasi ini gugus amino dari suatu asam amino dipindahkan kepada salah satu dari tiga senyawa keto, yaitu asam piruvat, a ketoglutarat atau oksaloasetat, sehingga senyawa keto ini diubah menjadi asam amino, sedangkan asam amino semula diubah menjadi asam keto. Ada dua enzim penting dalam reaksi transaminasi yaitu alanin transaminase dan glutamat transaminase yang bekerja sebagai katalis dalamreaksi berikut :

Pada reaksi ini tidak ada gugus amino yang hilang, karena gugus amino yang dilepaskan oleh asam amino diterima oleh asam keto. Alanin transaminase merupakan enzim yang mempunyai kekhasan terhadap asam piruvatalanin. Glutamat transaminase merupakan enzim yang mempunyai kekhasan terhadap glutamatketoglutarat sebagai satu pasang substrak . Reaksi

9.

transaminasi terjadi didalam mitokondria maupun dalam cairan sitoplasma. Semua enzim transaminase tersebut dibantu oleh piridoksalfosfat sebagai koenzim. Telah diterangkan bahwa piridoksalfosfat tidak hanya merupakan koenzim pada reaksi transaminasi, tetapi juga pada reaksireaksi metabolisme yang lain.

Deaminasi Oksidatif

Asam amino dengan reaksi transaminasi dapat diubah menjadi asam glutamat. Dalam beberapa sel misalnya dalam bakteri, asam glutamat dapat mengalami proses deaminasi oksidatif yang menggunakan glutamat dehidrogenase sebagai katalis. Asam glutamat + NAD+ → a ketoglutarat + NH4+ + NADH + H+ Dalam proses ini asam glutamat melepaskan gugus amino dalam bentuk

NH4+. Selain NAD+ glutamat dehidrogenase dapat pula menggunakan NADP+ sebagai aseptor elektron. Oleh karena asam glutamat merupakan hasil akhir proses transaminasi, maka glutamat dehidrogenase merupakan enzim yang penting dalam metabolisme asam amino oksidase dan Dasam oksidase.

Interkonversi Lipid

Lipid adalah molekulmolekul biologis yang tidak larut di dalam air tetapi larut di dalam pelarutpelarut organik. Lipid juga dikenal oleh masyarakat awam sebagai minyak (organik, bukan minyak mineral atau minyak bumi), lemak, dan lilin. Istilah “lipid” mengacu pada golongan senyawa hidrokarbon alifatik nonpolar dan hidrofob yang esensial dalam menyusun struktur dan menjalankan fungsi sel hidup. Karena nonpolar, lipida tidak larut dalam pelarut polar, seperti air atau alkohol, tetapi larut dalam pelarut nonpolar, seperti eter atau kloroform. Penyerapan produkproduk pencernaan lipid cukup kompleks. Asamasam lemak yang berukuran lebih kecil bisa berdifusi ke dalam kapilerkapiler dan lalu ditranspor menuju sirkulasi ke seluruh tubuh. Asam asam lemak yang berukuran lebih besar bergabung dengan zatzat lipid lainnya dan membentuk tetes (drolet) lipid kompleks yang dikenal sebagai kilomikron. Kilomikron terakumulasi dalam pembuluhpembuluh limfe usus halus, yang dikenal sebagai Ilakteal. Kilimikron lalu bisa berpindah ke dalam aliran darah. Banyak lipid bergerak menuju selsel mukosa sebagao monogliserida dan digliserida, dan secara intraselular bias mengalami perubahan derajat esterifikasi. Kolesterol mungkin mencapai hati sebagai bagian dari suatu kilomikron atau sebagai kolesterol teresterifikasi. Dalam hati, kolesterol dimodifikasi untuk diekspor atau disimpan. Hati juga mensintesiskolesterol dari blokblok pembangun yang lebih kecil. ika sumber energi dari karbohidrat telah mencukupi, maka asam lemak mengalami

10.

esterifikasi yaitu membentuk ester dengan gliserol menjadi trigliserida sebagai cadangan energy jangka panjang. Jika sewaktuwaktu tidak tersedia sumber energi dari karbohidrat barulah asam lemak dioksidasi. Selanjutnya sebagaimana asetil KoA dari hasil metabolisme karbohidrat dan protein, asetil KoA dari jalur ini pun akan masuk ke dalam siklus asam sitrat sehingga dihasilkan energi. Di sisi lain, jika kebutuhan energi sudah mencukupi, asetil KoA dapat mengalami lipogenesis menjadi asam lemak dan selanjutnya dapat disimpan sebagai trigliserida.

Beberapa lipid non gliserida disintesis dari asetil KoA. Asetil KoA mengalami kolesterogenesis menjadi kolesterol. Selanjutnya kolesterol mengalami steroidogenesis membentuk steroid. Asetil KoA sebagai hasil oksidasi asam lemak juga berpotensi menghasilkan badanbadanketon (aseto asetat, hidroksibutirat dan aseton). Proses ini dinamakan ketogenesis. Badanbadanketondapat menyebabkan gangguan keseimbangan asambasa yang dinamakan asidosis metabolik. Asamasam amino dan oligopeptida umumnya ditranspor ke bantalan kapiler usus melalui transpor aktif. Pada beberapa kasus, penyerapan mungkin terjadi melalui difusi pasif. Polipeptida

dan protein tidak dapat melintasi membrane mukosa. Produkproduk akhir pencernaan itu, yang akhirnya bergerak ke dalam sirkulasi ke seluruh tubuh, digunakan oleh organorganyang dekat maupun yang jauh sebagai sumber bahan bakar maupun untuk sintesis materi struktural. Telah lama diketahui bahwa sebagian besar nutrien dapat dikonversi dengan mudahmenjadi nutrien lain. Satusatunya batasan berlaku bagi interkonversi asamasam lemak menjadi karbohidrat atau protein. Semua transformasi lain berlangsung dengan bebas.

11.

BAB III

PENUTUP

3.1)Kesimpulan

Metabolisme adalah suatu proses kimiawi yang terjadi di dalam tubuh

semua makhluk hidup, proses ini merupakan pertukaran zat ataupun suatu organisme

dengan lingkungannya. Sedangkan glikogenesis adalah poses pembentukan glikogen dari

glukosa. Proses pembentukan glikogen sebagai berikut. Glukoneogenesis adalah pembentukan glukosa dari piruvat (kebalikan glikolisis).

3.2) Saran

Demikianlah makalah yang saya buat ini, semoga bermanfaat dan menambah pengetahuan para pembaca.Saya mohon maaf apabila ada kesalahan ejaan dalam penulisan kata dan kalimat yang kurang jelas, dimengerti, dan lugas.Karena saya hanyalah manusia biasa yang tak luput dari kesalahan.Dan kami juga sangat mengharapkan saran dan kritik dari para pembaca demi kesempurnaan makalah ini. Sekian penutup dari kami semoga dapat diterima di hati dan kami ucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya.

12.

DAFTAR PUSTAKA

Hatagalung, halomoan. 2004. Ilmu Gizi. Penerbit.Jakarta: PT. Gramedia Pustaka

Sediaoetama, djani. 2006. Ilmu Gizi. Jakarta : Dian Rakyat.

Sunarya, yayan. 2003. Kimia Dasar II. Bandung: Alkemi Grafisindo Press

Poedjiadi, anna. 1994. “Dasar-Dasar Biokimia”. Jakarta : UI-Press