KARBOHIDRAT

1

Biomolekul yang paling banyak ditemukan di alam

Dari namanya molekul yang terdiri dari carbon (C) dan hydrate (air H2O)

Mempunyai rumus molekul (CH2O)n untuk monosakarida

Disintesis dari CO2 dan H2O dlm proses fotosintesis

Dikenal juga sebagai sakarida

2

Fungsi

Didalam organisme memiliki berbagai peranan: Simpanan energi, bahan bakar dan senyawa antara

metabolisme Pati, glikogen dgn cepat dpt diubah mjd glukosa

Bagian dr kerangka struktural pembentuk RNA dan DNA gula ribosa dan deoksiribosa

Elemen struktural pd dinding sel tanaman, bakteri & eksoskleleton Arthropoda polisakarida

Identitas sel berikatan dgn protein atau lipid dan berfungsi dlm proses pengenalan antar sel (cell-cell recognition) oligosakarida

3

4

Klasifikasi

Berdasar kompleksitasnya, dapat dibagi menjadi 3 golongan Monosakarida karbohidrat

tunggal Oligosakarida karbohidrat

yg tersusun dr bbrp monosakarida

Polisakarida karbohidrat yang tersusun dr lebih dari 10 monosakarida

5

Monosakarida

Gula paling sederhanaRumus molekul (CH2O)n

Terdapat dalam 2 bentukAldosaKetosa

Monosakarida plg sederhana mempy jumlah karbon 3 gliseraldehid dan dihidroksiaseton

Monosakarida yang paling umum adalah heksosa

Di alam biasa terdapat dlm konformasi D 6

 n Category3 Triose

4 Tetrose

5 Pentose

6 Hexose

7 Heptose

8 Octose

Monosakarida dapat dikelompokkan berdasar jumlah carbon penyusunnya :

7

8

Most common monosacharides

Glukosa:

Terdapat di dlm darah, sumber ATP dlm respirasi seluler

Tersimpan dlm btk polimer: pati dan glikogen

Struktural : selulosa

Galaktosa:

Dikenal sebagai gula dalam susu dan yoghurt sebagai bagian dr laktosa

Terdapat dlm polimer sbg agar

Fruktosa :

Gula dalam madu dan buah-buahan

Juga berasal dari hasil hidrolisis sukrosa

9

10

Oligosakarida

Ikatan glikosida antar monosakarida akan membentuk oligosakarida dan polisakarida

Oligosakarida yg paling sederhana Disakarida

Ikatan alpha

Dlm proses penggabungan 2 monomer tst H2O akan dibebaskan

C12H22O11 =

2 C6H12O6 − H2O

11

Ikatan glikosida terbentuk dari eliminasi air antara gugus hidroksil dari suatu monosakarida berbentuk siklis dengan gugus hidroksil senyawa yang lain.

12

Sifat penciri suatu disakarida

Monomer gula penyusunnya dan stereo-konfigurasinya

Karbon yang terlibat dalam membtk ikatanUrutan unit monomernya, apabila terdiri dari

monosakarida yg berbedaKonfigurasi anomerik – gugus OH pada C

no. 1 dari setiap unit penyusunnya.

13

14

15

Most common disacharides

Maltosa :

hasil hidrolisis pati

t.d 2 glukosa yg terikat dgn ikatan α 1-4

Hidrolisis maltase

Sukrosa :

Dikenal sebagai gula meja diperoleh dr tebu dan beet

t.d. glukosa dan fruktosa yang terikat dgn cara C1α glu - C2 β fru

Hidrolisis sukrase / invertase

Laktosa :

Dikenal sebagai gula susu

t.d galaktosa dan glukosa yg terikat dgn cara C1 β gal – C4 glu

Hidrolisis laktase / β galaktosidase

16

Polisakarida

• Merupakan polimer unit monosakarida

• Unit monomer bisa :

• homopolisakarida

• heteropolisakarida

• Berbeda antara satu dgn yg lain pada unit penyusunnya, ikatan yg menghubungkan, rantai cabang yg terbentuk

17

Common polysacharides

Polysaccharide

Glycogen

Cellulose

Chitin

Amylopectin

Amylose

Monomeric

D-Glucose

D-Glucose

N-Acetyl-D-glucosamine

D-Glucose

D-Glucose

Linkages

α 16 branches

β14

β14

α 16 branches

α 1 4

18

Pati

Merupakan polimer glukosa

Terdiri dari 2 macam polisakarida

• Amilosa tidak bercabang

• Amilopektin byk cabang C 1-6 setiap 10-30 residu

Hidrolisis amilase (endoglikosidase)

Tidak larut dalam air, sehingga byk digunakan sbg bentuk simpanan karbohidrat pd tnman.

19

Glikogen

Polimer glukosa dengan struktur yg mirip dgn amilopektin tp byk cabang (setiap 8 residu) dan lebih pendek

Terdapat di hewan sebagai bentuk simpanan karbohidrat ktk dibutuhkan energi dipecah mjd glukosa glicogenolisis

Tersimpan dlm hati dan otot21

Sellulosa

Struktural karbohidrat utama pada tumbuhan berkayu dan berserat

Polimer D-glukosa linear dgn iktn β14Dengan iktn tersebut menyebabkan mempy

karakter yg sangat berbeda dgn amilosaBentuk spt fiber / serat lurus dan

memanjangSetiap residu glukosa membtk pita yang

antr satu dgn yg lain saling berputar 180 °

22

b) Struktur Polisakarida : Selulosa dan Kitin

Kitin

Merupakan polimer N-asetil β – D glukosamin

Terhubung dengan ikatan β 14 , sehingga memiliki struktur yg mirip dengan selulosa kecuali pada gugus OH atom C 2 diganti dengan gugus amino yg terasilasi

Terdistribusi luas di banyak organisme terutama menyusun eksoskeleton bbrp moluska dan artropoda

24

heterosakarida yg berulang dan mengandung derivat gula amino apakah itu glukosamin atau galaktosamin.

pada setiap unit penyusunnya tersebut selalu bermuatan negatif krn adanya gugus karboksilat dan sulfat

Major glukosamine a.l. : dermatan sulfat, kondroitin sulfat, heparan sulfat, keratan sulfat, heparin, hyaluronate

Glikosaminoglikan

25

Oligosakarida dan Polisakarida sbg marker sel

26

Struktur karbohidrat bervariasi pada permukaan sel penting

Berperan sebagai sisi untuk interaksi antar sel dan dengan lingkungannya

Lektin protein mengikat spesifik karbohidrat, banyak terdapat di hewan, tumbuhan, dan

mikroorganismeFungsi lektin beragam, beberapa belum

pastiPada tumbuhan tidak jelas

27

Beberapa berperan sebagai insektisida

contoh minyak kastorBakteria contoh E.coli mampu menempel

pada sel epitelial usus halus karena lektin E.coli mampu mengenali target oligosakarida yang terdapat pada usus halus tsb

Selectins bind immune-system cells to the sites of injury in the inflammatory response

Selectins Mediate Cell-Cell Interactions. The scanning electron micrograph shows lymphocytes adhering to the endothelial lining of a lymph node. 28

METABOLISME KARBOHIDRAT

GLIKOLISIS

Di Sitosol Merupakan pemecahan Glukosa menjadi :

Asam piruvat (aerob) Asam laktat (anaerob)

Keseluruhan persamaan reaksi untuk glikolisis yang menghasilkan laktat adalah:Glukosa + 2ADP +2Pi à 2L(+)-Laktat +2ATP +2H2O

Lintasan detail glikolisis (dipetik dari: Murray dkk. Biokimia Harper)

Oksidasi piruvatPiruvat + NAD+ + KoA à Asetil KoA + NADH + H+ + CO2

Siklus asam sitrat

Glikogenesis

Lintasan glikogenesis dan glikogenolisis (dipetik dari: Murray dkk. Biokimia Harper)

Glikogenolisis

Glukoneogenesis

TERIMAKASIH

37