METABOLISME KARBOHIDRAT

RETNO SRI ISWARI

METABOLISME

• SEGALA PROSES REAKSI KIMIA YANG TERJADI DI DALAM MAKHLUK HIDUP, MULAI DARI YANG BERSEL SATU SAMPAI YANG SUSUNAN TUBUHNYA SANGAT KOMPLEKS

• Catabolic pathways– Break down complex molecules into simpler

compounds– Release energy– contoh : respirasi seluler

• Anabolic pathways– Build complicated molecules from simpler ones– Consume energy

contoh : glukoneogenesis

• Energy– Is the capacity to cause change– Exists in various forms, of which some can

perform work• Kinetic energy– Is the energy associated with motion

• Potential energy– Is stored in the location of matter– Includes chemical energy stored in molecular

structure

KATABOLISME GLUKOSA

• PROSES PENGURAIAN GLUKOSA YANG MENGHASILKAN ENERGI

• MERUPAKAN REAKSI OKSIDASI REDUKSI

• HSL OKSIDASI SEMPURNA DARI GLUKOSA ADALAH ENERGI, CO2, DAN H2O

C-C-C-C-C-C (Glukosa)

2 C- C- C (Asam piruvat) CO2 2 C-C (asetil CoA) 2 C C02

Glikolisis (pada sitoplasma)

Dekarboksilasi oksidatif

SIKLUS KREB (pada mitokondria)

TAHAPAN KATABOLISME GLUKOSA

1. Glikolisis : pemecahan senyawa 6 C (glukosa) menjadi senyawa 3 C dalam bentuk asam piruvat

2. Dekarboksilasi asam piruvat menjadi asetil –CoA: pemecahan senyawa 3C (asam piruvat) menjadi senyawa 2C (asetil-CoA)

3. Siklus Krebs / Siklus asam trikarboksilat / Siklus asam sitrat: jalur lingkar metabolisme yang memecah senyawa 2C menjadi senyawa 1C dalam bentuk CO2

4. Transport elektron: pemindahan hidrogen dari NADH atau FADH2 ke oksigen dihasilkan ATP

TAHAPAN GLIKOLISIS1. Phosphorilasi glukosa menjadi glukosa-6 P dikatalisis oleh

heksokinase2. Isomerisasi glukosa-6P menjadi Fruktosa -6P dikatalisis oleh

Phosphoglukosa isomerase3. Phosphorilasi fruktosa-6P menjadi fruktosa – 1,6

diphosphat /bisphosphat dikatalisis oleh phosphofruktokinase

4. Pemecahan fruktosa 1,6-diphosphat menjadi dihidroksiasetonfosfat (senyawa 3C) dan gliseraldehid 3-phosphat dikatalisis aldolase

5. Isomerisasi DHAP menjadi gliseraldehid 3-fosfat dikatalisis oleh triosa phosphat isomerase

TAHAP GLIKOLISIS6. Oksidasi gliseraldehid 3-phosphat oleh NAD dengan

masuknya Pi menjadi 1,3 difosfogliserat dikatalisis oleh gliseraldehid 3-fosfat dehidrohgenase

7. Pemindahan gugus fosfat dari 1,3 difosfogliserat ke ADP menjadi 3-fosfogliserat dikatalisis oleh fosfogliserat kinase

8. Pengubahan letak posisi fosfat dari posisi 3 (3-fosfogliserat) menjadi posisi 2 (2-fosfogliserat) dikatalisis oleh fosfogliseromutase

9. Pengubahan 2-fosfogliserat menjadi phosphoenolpiruvat dikatalisis oleh enolase

10. Pemindahan gugus fosfat dari phosphoenolpiruvat ke ADP menjadi piruvat dikatalisis oleh piruvat kinase

MALAT-ASPARTAT SHUTTLE

GLISEROL-3-PHOSPHAT SHUTTLE

OKSIDASI ASAM PIRUVAT

• Reaksinya tidak sederhana: 5 tahap reaksi.• Dikatalisis oleh 3 macam enzim dan 2

koenzim• Terjadi pelepasan gugus karboksilat menjadi

CO2

• Yang penting setiap 1 molekul asam piruvat dihasilkan 1 molekul NADH

TAHAPAN SIKLUS KREBS1. Kondensasi asetil –KoA dengan oksaloasetat menjadi sitrat, dikatalisis

oleh enzim sitrat sintase2. Pengubahan sitrat menjadi isositrat melalui cis-akonitat, dikatalisis oleh

enzim aconitase3. Dekarboksilasi oksidatif isositrat menjadi alfaketoglutarat, dikatalisis

oleh enzim isositrat dehidrogenase4. Dekarboksilasi oksidatif alfaketoglutarat,menjadi suksinil-CoA,

dikatalisis oleh enzim alfaketoglutarat dehidrogenase5. Pengubahan suksinil-CoA menjadi suksinat, dikatalisis oleh enzim

suksinil –CoA sintetase6. Oksidasi suksinat menjadi fumarat oleh FAD, dikatalisis oleh enzim

suksinat dehidrogenase7. Hidratasi / Hidrasi fumarat menjadi malat, dikatalisis oleh enzim

fumarase8. Oksidasi fumarat menjadi malat oleh NAD, dikatalisis oleh enzim malat

dehidrogenase

TRANSPORT ELEKTRON

• Pemindahan hidrogen disertai dengan pemindahan elektron dari penerima hidrogen yang satu ke penerima hidrogen yang lain, akhirnya bertemu dengan penerima hidrogen yang terakhir yaitu oksigen ….. Terbentuk ATP

• NADH setara 3 ATP• FADH2 setara 2 ATP

• Bila NADH berasal dari sitoplasma dihasilkan 3 / 2 ATP

2 H 1/2 O2

(from food via NADH)

2 H+ + 2 e–

2 H+

2 e–

H2O

1/2 O2

Controlled release of energy for synthesis of

ATP ATP

ATP

ATP

Electron transport chain

Free

ene

rgy,

G

(b) Cellular respiration

+

Figure 9.5 B

H2O

O2

NADH

FADH2

FMN

Fe•S Fe•S

Fe•S

O

FAD

Cyt b

Cyt c1

Cyt c

Cyt a

Cyt a3

2 H + + 12

I

II

III

IV

Multiproteincomplexes

0

10

20

30

40

50

Free

ene

rgy

(G) r

elati

ve to

O2 (k

cl/m

ol)

Figure 9.13

Oxidativephosphorylation.

electron transportand chemiosmosis

Glycolysis

ATP ATP ATP

InnerMitochondrialmembrane

H+

H+H+

H+

H+

ATPP i

Protein complexof electron carners

Cyt c

I

II

III

IV

(Carrying electronsfrom, food)

NADH+

FADH2

NAD+

FAD+ 2 H+ + 1/2 O2

H2O

ADP +

Electron transport chainElectron transport and pumping of protons (H+),

which create an H+ gradient across the membrane

ChemiosmosisATP synthesis powered by the flow

Of H+ back across the membrane

ATPsynthase

Q

Oxidative phosphorylation

Intermembranespace

Innermitochondrialmembrane

Mitochondrialmatrix

Figure 9.15

MITOKONDRIA