Katabolisme_Karbohidrat

7/27/2019 Katabolisme_Karbohidrat

1/9

TUGAS BIOKIMIA

KATABOLISME KARBOHIDRAT

Oleh:

Valen Andriasty H1912034

Oki Dwi Laksana HI91

Rizka Sabrina Khairini

Tricia Purba Chia

PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2013


2/9

A. Pengertian Katabolisme

Katabolisme merupakan reaksi pemecahan atau penguraian senyawa

kompleks (organik) menjadi sederhana (anorganik) yang menghasilkan energi.

Untuk dapat digunakan oleh sel, energi yang dihasilkan harus diubah menjadi

ATP (Adenosin TriPhospat). ATP merupakan gugus adenin yang berikatan

dengan tiga gugus fosfat. Pelepasan gugus fosfat menghasilkan energi yang

digunakan langsung oleh sel, yang digunakan untuk melangsungkan reaksi-

reaksi kimia, pertumbuhan, transportasi, gerak, reproduksi, dan lain-lain. Contoh

katabolisme adalah respirasi sel, yaitu proses penguraian bahan makanan yangbertujuan menghasilkan energi. Sebagai bahan baku respirasi adalah karbohidrat,

asam lemak, dan asam amino dan sebagai hasilnya adalah CO2 (karbon dioksida,

air dan energi). Respirasi dilakukan oleh semua sel hidup, sel hewan maupun sel

tumbuhan.

B. Katabolisme Karbohidrat

1. Struktur karbohidrat

Karbohidrat merupakan sumber energi uatama dan sumber serat utama.

Karbohidrat mempunyai tiga unsur, yaitu karbon, hydrogen dan oksigen. Jenis-

jenis karbohidrat sangat beragam. Karbohidrat dibedakan satu dengan yang lain

berdasarkan susunan atom-aromnya, panjang pendeknya rantai serta jenis

ikatan. Dari kompleksitas strukturnya karbohidrat dibedakan menjadi

karbohidarat sederhana (monosakarida dan disakarida) dan karbohidrat dengan

struktur yang kompleks (polisakarida). Selain kelompok tersebut juga masihada oligosakarida yang memiliki monosakarida lebih pendek dari polisakarida,

contohnya adalah satkiosa, rafinosa, fruktooligosakarida, dan

galaktooligosakarida.


3/9

2. Fungsi dari Karbohidrat

Simpanan energi, bahan bakar dan senyawa antara metabolisme

Bagian dari kerangka structural dari pembentuk RNA dan DNA

Merupakan elemen structural dari dinding sel tanaman maupun bakteri.

Identitas sel, berikatan dengan protein atau lipid dan berfungsi dalam proses

pengenalan antar sel.

3.Proses Katabolisme Karbohidrat

Pada Proses katabolisme karbohidrat, sering disebut dengan glikolosis

yaitu proses degradasi. Proses degradasi 1 molekul glukosa (C6) menjadi 2

molekul piruvat (C3) yang terjadi dalam serangkaian reaksi enzimatis

menghasilkan energi bebas dalam bentuk ATP dan NADH Proses glikolisis

terdiri dari 10 langkah reaksi yang terbagi menjadi 2 Fase, yaitu:

5 langkah pertama yang disebut fasepreparatory

5 langkah terakhir yang disebut fasepayoff

Fase I memerlukan 2 ATP dan Fase II menghasilkan 4 ATP dan 2 NADP,

sehingga total degradasi Glukosa menjadi 2 molekul piruvat menghasilkan 2

molekul ATP dan 2 molekul NADP. Pada tahap pertama, molekul D-Glukosa

diaktifkan bagi reaksi berikutnya dengan fosforilasi pada posisi 6,

menghasilkan glukosa-6-fosfatdengan memanfaatkan ATP Reaksi ini bersifat

tidak dapat balik. Enzim heksokinase merupakan katalis dalam reaksi tersebut

dibantu oleh ion Mg2+sebagai kofaktor.

Reaksi berikutnya ialah isomerasi,yaitu pengubahan glukosa-6-fosfat,

yang merupakan suatu aldosa, menjadi fruktosa-6-fosfat, yang merupakan

suatu ketosa, dengan enzim fosfoglukoisomerasedan dibantu oleh ion Mg2+.

Tahap selanjutnya adalah fruktosa-6-fosfat diubah menjadi fruktosa-1,6-

difosfat oleh enzim fosoffruktokinase dibantu oleh ion Mg2+ sebagai

kofaktor. Dalam reaksi ini,gugus fosfat dipindahkan dari ATP ke fruktosa-6-


4/9

fosfat pada posisi 1. Reaksi tahap keempat dalam rangkaian reaksi glikolisis

adalah penguraian molekul fruktosa-1,6-difosfat membentuk dua molekul

triosa fosfat, yaitu dihidroksi aseton fosfatdan D-gliseraldehid-3-

fosfatoleh enzim aldolase fruktosadifosfat atau enzim aldolase. Hanya

satudi antara dua triosa fosfat yang dibentuk oleh aldolase,

yaitu gliseraldehid-3-fosfat, yang dapat langsung diuraikan pada tahap reaksi

glikolisis berikutnya. Tetapi, dihidroksi aseton fosfat dapat dengan cepat dan

dalam reaksi dapat balik, berubah menjadi gliseraldehid-3-fosfat oleh enzim

isomerase triosa fosfat.

Tahap selanjutnya adalah reaksi oksidasi gliseraldehid-3fosfat

menjadi asam 1,3 difosfogliserat. Dalam reaksi ini digunakan koenzim

NAD+,sedangkan gugus fosfat diperoleh dari asam fosfat. Enzim yang

mengkatalisis dalam tahap ini adalah dehidrogenase gliseraldehida fosfat. Pada

tahap ini, enzim kinase fosfogliseratmengubah asam 1,3-difosfogliserat

menjadi asam 3-fosfogliserat. Dalam reaksi ini terbentuk satu molekul ATP

dari ADPdan memerlukan ion Mg2+ sebagai kofaktor. Pada tahap ini, terjadi

pengubahan asam 3-fosfoliserat menjadi asam 2-fosfogliserat. Reaksi ini

melibatkan pergeseran dapat balik gugus fosfat dari posisi 3 ke posisi 2. Reaksi

ini dikatalisis oleh enzim fosfogliseril mutase dengan ion Mg2+ sebagai

kofaktor.

Reaksi berikutnya adalah reaksi pembentukan asam fosfoenol piruvatdari

asam 2-fosfogliserat dengan katalisis enzim enolase dan ion Mg2+ sebagai

kofaktor. Reaksi pembentukan asam fosfoenol piruvat ini ialah reaksi

dehidrasi. Tahap terakhir pada glikolisis ialah reaksi pemindahan gugus fosfat

berenergi tinggi dari fosfoenolpiruvat ke ADP yang dikatalisis oleh enzim

piruvat kinase sehingga terbentuk molekul ATP dan molekul asam piruvat.

Berikut adalah skema proses katabolisme karbohidrat:


5/9


6/9

Respirasi sel

Respirasi sel berlangsung di dalam mitokondria. Sebagai hasil oksidasi

mitokondria terbentuk ATP. Suatu proses katabolisme yang memecah substrat

seperti karbohidrat di dalam sel disebut respirasi sel. Reaksi katabolisme

karbohidrat adalah sebagai berikut:

C6H12O6+ 6O2 6CO2+ 6 H2O + E (Energi)

Energi yang dibebaskan dari reaksi katabolisme di atas akan disimpan dalam

bentuk molekul fosfat berenergi tinggi yang disebut ATP (adenosin triphosphat).

Energi kimia yang dibebaskan, kemudian dimanfaatkan sel tubuh untuk

melangsungkan berbagai jhenis kerja biologi di dalam sel. Oleh karena itu, reaksi

katabolisme disebut juga reaksi disimilasi.


7/9

Respirasi sel melibatkan berbagai enzim dan terdiri atas tahapan-tahapan, yaitu

reaksi glikolisis, reaksi dekarboksilasi oksidatik, siklus Krebs, dan transpor

elektron.

a. Glikolisis, yaitu penguraian molekul glukosa menjadi 2 asam piruvat, 2

NADH, dan 2 ATP. Glikolisis terjadi di sitoplasma.

b.Reaksi dikarboksilasi oksidatif

Setelah melalui tahap glikolisis, piruvat memasuki mitokondria jika ada

oksigen molekuler. Di dalam mitokondria, piruvat mula-mula diubah

menjadi suatu senyawa yang disebut asetil KoA. Reaksi ini disebut reaksi

dikarboksilasi oksidatif. Selanjutnya asetil KoA siap memberikan asetatnya

ke dalam siklus krebs untuk oksidasi lebih lanjut dalam rangkaian proses

yang disebut siklus krebs atau siklus trikarboksilat.

c. Siklus krebs, yaitu merupakan proses pengubahan asetil KoA menjadi CO2

yang disertai dengan pembebasan energi. Asetil koA yang terdapat di dalam

mitokondria bereaksi dengan asam oksaloasetat menghasilakan asam sitrat.

Langkah berikutnya asam sitrat diuraikan sehingga terbentuk oksaloasetat

kembali. Hasil akhir siklus krebs adalah 6 NADH, 2 FADH, dan 2 ATP.

Selanjutnya NADH dan FADH masuk ke sistem transpor elektron. Siklus

krebs terjadi di mitokondria.

d. Transpor elektron, berlangsung di membran dalam mitokondria. Molekul

hidrogen yang dihasilkan pada siklus krebs yang terdapat dalam NADH dan

FADH2 diubah menjadi elektron dan proton. Pada sistem ini, oksigen

adalah aseptor hidrogen yang terakhir, kemudian hidrogen bereaksi dengan

oksigen membentuk air. Dalam proses ini dihasilkan 34 ATP.

Secara sederhana, katabolisme karbohidrat didefenisikan sebagai suatu

proses dimana terjadi pemecahan bahan organic menjadi bahan an-organik dan

melepaskan energi dalam jumlah tertentu yang disebut reaksi eksergonik. Energi

yang dilepaskan tersebut difungsikan untuk membentuk senyawa bernama

adenosine trifosfat atau biasa disingkat ATP yang berperan sebagai sumber


8/9

energi bagi manusia dalam menjalankan aktivitasnya. Katabolisme sering juga

disebut respirasi sel. Hal ini terkait dengan tujuan utama katabolisme yakni

membebaskan energy yang tersimpan di dalam makanan yang dikonsumsi.

Apabila pemecahan atau pembongkaran suatu zat melibatkan oksigen atau

aerob, ia akan disebut proses respired. Dan jika tidak melibatkan oksigen atau

an-aerob, maka proses tersebut dinamai fermentasi. Proses katabolisme

karbohidrat atau pemecahan zat dengan melibatkan oksigen terdiri dari

glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, daur krebs dan terakhir adalah transport

electron.

Glikolisis Hingga Transport Electron

Glikolisis terjadi di sitosol dimana pada proses ini terjadi pemecahan

molekul glukosa dengan 6 atom C diurai menjadi dua molekul asam piruvat

dengan 3 atom c. Reaksi ini kemudian menghasilkan dua sumber energi yakni 2

NADH dan 2 ATP. Sementara itu dekarboksilasi oksidatif terjadi di matriks

mitokondria dan pada hakekatnya merupakan step awal untuk memasuki daur

krebas. Pada tahap ini 2 molekul asam piruvat yang dibentuk pada proses

glikolisis diubah menjadi Asetil-KoA atau biasa juga disebut Asetil Koenzim A

yang kemudian menghasilkan sumber energi bernama 2 NADH.

Proses selanjutnya adalah daur krebs. Proses ini berlangsung di matriks

mitokondria dan sering juga dinamai daur asam sitrat atau daur asam

trikarboksilat. Senyawa asetil KoA yang terbentuk pada proses dekarboksilasi

oksidatif diurai dan terakhir dihasilkan 6 NADH, 2 ATP dan 2 FADH.

Proses terakhir dalam respirasi ini adalah rantai transport electron. Tahapan

ini sendiri berlangsung di Krista mitokondria dengan prinsip reaksi setiap

pemindahan ion H atau disebut juga electron yang dilepas pada dua tahapan

pertama di antara akseptor menghasilkan energi yang kemudian dipakai dalam

proses pembentukan ATP. Setiap molekul NADH yang dioksidasi menjadi zat

NAD akan melepaskan energi yang berfungsi untuk membentuk masing-masing

3 molekul ATP. Sementara itu komponen FADh menjadi FAD dengan melepas

energi untuk membentuk 2 ATP. Pada proses akhir diperoleh total 38 ATP.


9/9

Proses Fermentasi /Anaerob

Proses katabolisme karbohidrat tanpa melibatkan oksigen disebut

fermentasi. Contoh proses ini adalah fermentasi asam laktat pada otot dan juga

fermentasi alkohol yang dilakukan oleh jamur. Pada proses fermentasi asam

laktat, asam piruvat yang dibentuk pada tahapan glikolisis memasuki tahapan

daur krebs juga rantai traspor electron sebab tak ada oksigen yang berfungsi

sebagai penerima komponen H di tahapan terakhir. Sebagai akibatnya, asap

piruvat dikurangi atau direduksi sebab menerima H yang berumber dari NADH

dari proses glikolisis. Sementara itu pada proses fermentasi alkohol, asam

piruvat diubah ke bentuk asetaldehid yang selanjutnya menerima H dari NADH

dan berbuntut pad aterbentuknya etanol. Proses reaksi ini menghasilkan 2 ATP.

Katabolisme_Karbohidrat

Documents

Transcript of Katabolisme_Karbohidrat