CATABOLISMOleh

Sri Wahyuni , SPdSMAN 3 MADIUN

BASIC COMPETENCE

Menguraikan proses-proses katabolisme karbohidrat

Tujuan Pembelajaran Menjelaskan tahapan proses respirasi

selular secara umum Menjelaskan tempat terjadinya setiap

tahapan respirasi sel Menjelaskan proses fermentasi gula Menghitung jumlah energi yang diperoleh

dalam respirasi aerob dan anaerob Menjelaskan hasil yang diperoleh dari

respirasi aerob dan anaerob

CATABOLISM

SPLITTING THE COMPLEX COMPOUND BECOME THE SIMPLE COMPOUND AND

PRODUCE / RELEASE OF ENERGY

EXAMPLES AEROBIC RESPIRATIONcatabolism process that needs oxygen

ANAEROBIC RESPIRATION (FERMENTATION)catabolism process without use oxygen

RESPIRATION

THE STAGES OF RESPIRATION : 1. GLYCOLYSIS2. THE LINK REACTION

(DEKARBOKSILASI OKSIDATIF)3. KREBS CYCLE4. ELECTRON TRANSPORT CHAIN

GLIKOLISISGLUKOSA

Glukosa 6 P

Fruktosa 6 P

Fruktosa 1,6 di P

2(1,3 Difosfogliseral)

Dihidroksiaseton P

2 Gliseraldehid P

ADP

ATPHeksokinase

Fosfoglukoisomerase

Fosfofruktokinase

Aldolase

Isomerase

ATP

ADP

Triose fosfat dehidrogenase

2 Pi

2(3 Fosfogliserat)

2NAD+

2NADH + 2H+

2 ATP

2 ADPFosfogliserokinase

2 (2 Fosfogliserat)

Fosfogliseromutase

2 Fosfoenol Piruvat

2H2O

Enolase

Piruvat Kinase

2 Asam Piruvat

2 ADP

2 ATP

Hasil glikolisis

B

Tempat : Sitoplasma

Glukosa (C6) + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi

2 asam piruvat (C3) + 2 NADH + 2 ATP

Dekarboksilasi Oksidatif (DO)

2 PYRUVATE 2 NAD

2 CO2 2 NADH+H+

Co-A2 ACETYL COENZYME A

1 2

3

Dekarboksilasi Oksidatif

1) Dekarboksilasi: pelepasan gugus karboksil dalam bentuk CO2

2) Dehidrogenasi: pelepasan ion H+ dan e- akan ditangkap oleh akseptor elektron NAD+ menjadi NADH

3) Suatu Koenzim-A suatu senyawa mengandung sulfur turunan dari vit.B diikatkan pada gugus asetat menjadi asetil Koenzim-A

Hasil Akhir DO

2 piruvat + 2 NAD+ + 2 Ko-A

2 Asetil Ko-A+ 2 NADH +2CO2

Tahapan siklus Krebs

Respirasi aerobACETYL COENZYME

A (C2)

Siklus Krebs

Berlangsung di dalam mitokondria Hasil akhir: (C2)

2 Asetil Ko-A + 6 NAD+ + 2 FAD+ +2ADP

4 CO2 + 6 NADH + 2 FADH2 + 2 ATP +

2 Ko-A

TRANSPORT ELEKTRON

NADH+ H+

NAD+

FAD

FADH2

SITOKROM

SITOKROM H2

O2

H2O

ATP

ATP

ATP

Rantai Transfor elektron

Proses reaksi mengalirkan elektron dari NADH ke O2 dirangkaikan dengan proses fosforilasi bersifat oksidasi (pembentukan ATP dari ADP dan Pi) pd tiga tahap pengangkutan elektron, yaitu:

1. Dari NAD ke FMN 2. Dari sitokrom b ke sitokrom c1 3. Dari sitokrom cyt a3 ke O2

Dengan demikian, pasangan elektron dr senyawa substrat pernafasan yang masuk rantai pernafasan melalui NAD (malat, isositrat dan a-ketoglutarat) akan menghasilkan 3ATP per satu atom O (1/2 O2) yg dipakai; sedangkan yang masuk melalui koenzim Q (suksinat) menghasilkan 2ATP.

Sistem transpor elektronRespirasi aerob

FERMENTASI

Fermentasi dapat terjadi pada : Pada jaringan yang kekurangan

Oksigen Akar yang terendam dalam air Bakteri anaerob Sel - sel ragi Biji-biji berkulit tebal

GLUKOSA

2 ADP + 2 Pi

GLIKOLISIS

2 ATP

2 NAD+ 2 NADH

2 ASAM PIRUVAT

2 ASETALDEHID

2 ETANOL

2 CO2

FERMENTASI ALKOHOL

Fermentasi alkohol

C6H12O6 2CO2 + 2C2H5OH + 2ATP

(a) Tahapan fermentasi alkohol. (b) Jamur ragi (yeast).

Bab 2 Metabolisme

FERMENTASI ASAM LAKTAT

2 ADP + 2 Pi ATP

GLUKOSA GLIKOLISIS 2 ASAM PIRUVAT

2 NAD+

2 NADH

2 ASAM LAKTAT

Fermentasi asam laktat

C6H12O6 2 asam laktat + 2ATP

Tahapan reaksi fermentasi asam laktat.

Bab 2 Metabolisme

ATP PRODUCTION FROM AEROBIC RESPIRATION

ATP used ATP made

Net gain in

ATP1.Glycolysis2.Link

Reaction3.Krebs

cycle4.Oxidatif

Phosphori-

lation

-200

0

402

28

+20

+2

+28

TOTAL -2 34 +32

ATP PRODUCTION FROM AEROBIC RESPIRATION

ATP used ATP made

Net gain in

ATP1.Glycolysis2.Link

Reaction3.Krebs

cycle4.Oxidatif

Phosphori-

lation- Menembus

membran

-200

0

-2

402

34

+20

+2

+34

TOTAL -4 40 +36

ATP is released …. Potentially, three molecules of ATP can be

produced from each reduced NAD molecule and two ATP from each reduced FAD molecule. However, this yield cannot be realised unless ADP and Pi are available inside the mitochondrion.

About 25 % of the total energy yield of electron transfer is used to transport ADP into the mitochondrion, and ATP into the cytoplasm. Hence, each reduced NAD molecule entering the chain produces on overage two and a half molecule of ATP and each reduced FAD produced one and a half molecule of ATP

Vitamin and respiration

Why vitamin is used in respiration ?

most vitamin are used to make substances which play essential roles in the metabolism. Here we will look at some which are involved in the reactions of glycolysis and krebs cycle

What the function of vitamin in respiration ?

Many vitamin are coenzymes, or are converted to coenzymes. These coenzymes are involved in reactions where an atom or group of atoms is transferred from one substance to another. The coenzyme holds the atom or group of atoms for short time, helping with the transfer

THE KINDS OF VITAMIN

Riboflavin (vit B2) is used to make FAD. FAD is a coenzyme which acts as a hydrogen and electron acceptor in the Krebs cycle. It is a “ coenzyme” because the hydrogenase enzyme catalysing the reaction which removes the hydrogens can’t do so unless FAD is available to accept them

Niacin (Nicotinic acid) is used to make NAD. This, like FAD, is a coenzyme acting as a hydrogen and electron acceptor, which it does both in glycolysis and in the Krebs cycle. Both NAD and FAD act as coenzymes in other metabolic reactions besides those of respiration

THE KINDS OF …….

Panthothenic acid (vit B3) is used to make one part of the large complex molecule coenzyme A coenzyme A transfer acyl groups, R-C=O, from one substance to another. When it is combined with the acetyl (ethanoate) group CH3-C=O, it is called Acetyl Coenzyme A.Pyruvate made in glycolysis provides an acetyl group, which combine coenzyme A to produce Acetyl Coenzyme A

Thiamine ( Vit B1) is converted in the body to thiamine pyrophosphate, TPP. This acts as a coenzyme in some reations involving acyl group transfer, and is needed for the reaction in which pyruvate is converted to acetyl coenzyme A

Inhibitor (racun) Sianida (CN) dan karbon monoksida(CO), menghalangi

transfer elektron pada oksigen. Kedua molekul ini bersifat kompetitif terhadap oksigen dalam menerima elektron di dalam Hb, sehingga menghalangi pengangkutan oksigen.

Rotenon (racun ikan atau sebagai pestisida), menghalangi dimulainya transfer elektron dari NADH atau FADH, sehingga yang keracunan seolah-olah kekurangan energi.

Oligomisin (antibiotik), menghalangi ion hidrogen melewati membran mitokondria, sehingga menghalangi pembentukan ATP

Dinitrofenol (DNP), sangat beracun pada manusia yang menyebabkan proses transfer elektron tetap berjalan tetapi tidak ada pembentukan ATP.

Perbedaan respirasi aerob dan anaerobPerbedaan Respirasi aerob Respirasi anaerob

1. Kebutuhan oksigen

2. Tahapan

3. Akseptor

4. Hasil

5. Jumlah ATP6. Berlangsung

Membutuhkan 4 tahap: glikolisis, DO, siklus Krebs, Rantai transpor ElektronNAD, FAD, dan Oksigen

6CO2, 6H2O, 38 ATP

Lebih banyak 38 ATPSel hewan, tumbuhan dan manusia

Tidak membutuhkanGlikolisis

NAD, Piruvat dan turunannyaAlkohol, 2 CO2, 2 ATPAsam laktatSedikit 2 ATPJaringan defsisit O2, sel ragi, biji yang berkulit tebal, bakteri anaerobik

Beda antara fermentasi alkohol dan asam laktat

Perbedaan Alkohol Asam laktat

Tempat Akseptor terakhir Proses

Hasil

Sel-sel ragiAsetaldehid Glukosa .....>2 asam piruvat + 2 ATP + 2 NADH..... ..> 2 asetaldehid + 2 CO2 ....> 2 etanol 2Etanol , 2CO2 dan 2 ATP

Sel otot yang defisit O2Asam piruvatGlukosa ....> 2asam pirivat + 2 NADH + 2 ATP ......> 2 asam laktat

Asam laktat dan 2 ATP

THE END

THANK YOU VERY MUCH FOR YOUR

ATTENTION