MAKALAH BIOKIM 2

37
MAKALAH BIOKIMIA II KATABOLISME KARBOHIDRAT D I S U S U N OLEH KELOMPOK 4 AMMESOS SORMIN DWI PARAMITA ESALYGNA SITINJAK FENNY NAIBAHO INU SHADRA HANUM VINENDA PARAMITA SIRAIT

Transcript of MAKALAH BIOKIM 2

Page 1: MAKALAH BIOKIM 2

MAKALAH BIOKIMIA II

KATABOLISME KARBOHIDRATD

I

S

U

S

U

N

OLEH

KELOMPOK 4

AMMESOS SORMIN

DWI PARAMITA

ESALYGNA SITINJAK

FENNY NAIBAHO

INU SHADRA HANUM

VINENDA PARAMITA SIRAIT

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIMED

MEDAN

Page 2: MAKALAH BIOKIM 2

KATA PENGANTAR

Pertama Penulis mengucap syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat

dan anugerah-Nya sehingga Makalah pada mata kuliah Biokimia Dasar berhasil diselesaikan.

Pembuatan makalah ini diharapkan dapat membantu para pembaca atau

mempermudah para pembaca dalam mempelajari Biokimia terutama dalam hal Katabolisme

Karbohidrat . Pembuatan makalah juga diharapkan juga semakin menambah wawasan bagi

semua mahasiswa, agar tujuan pembuatan dan target yang diharapkan tercapai .

Selesainya laporan makalah ini tidak lepas dari bantuan dan dorongan dari berbagai

pihak. Melalui prakata ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Ibu Dosen Kami Ibu Dra. Murniaty Simorangkir, Ms

2. Semua teman-teman kami di kelas DIK A’11 yang telah banyak memberikan

motivasi

Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih dan memohon maaf bila ada kesalahan

dalam penulisan makalah ini. Mohon kiranya dapat memberi saran dan kritik kepada penulis

agar makalah ini bisa menjadi lebih baik lagi . Semoga makalah pada mata kuliah biokimia

dasar ini bermanfaat, khususnya bagi mahasiswa jurusan kimia.

Medan , Februari 2013

Penulis

Page 3: MAKALAH BIOKIM 2

DAFTAR ISIKATA PENGANTAR.....................................................................................2DAFTAR ISI.................................................................................................3BAB I PENDAHULUAN...............................................................................4

1.1 Latar Belakang..................................................................................41.2 Tujuan................................................................................................4

BAB II ISI...................................................................................................52.1 Karbohidrat........................................................................................52.2 Katabolisme Karbohidrat.................................................................102.3 Proses Katabolisme Karbohidrat.....................................................12

BAB III PENUTUP.....................................................................................253.1 Kesimpulan......................................................................................253.2 Saran...............................................................................................26

DAFTAR PUSTAKA...................................................................................27

Page 4: MAKALAH BIOKIM 2

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam kehidupan sehari-hari kita melakukan aktivitas, baik yang telah merupakan

kebiasaan misalnya berdiri,berjalan,mandi,makan dan sebagainya energy atau yang hanya

kadang-kadang saja kita lakukan. Untuk melakukan aktivitas itu kita memerlukan energy

yang diperoleh dari bahan makanan yang kita makan. Pada umumnya bahan makanan itu

mengandung tiga kelompok utama senyawa kimia, yaitu karbohidrat,protein, dan lemak atau

lipid.

Karbohidrat yang berasal dari makanan, dalam tubuh mengalami perubahan atau

metabolisme. Hasil metabolisme karbohidrat antara lain glukosa yang terdapat dalam darah,

sedangkan glikogen adalah karbohidrat yang disintesis dalam hati dan digunakan oleh sel-sel

pada jaringan otot sebagai sumber energy. Energy yang terkandung dalam karbohidrat itu

pada dasarnya berasal dari energy matahari. Karbohidrat, dalam hal ini glukosa, dibentuk dari

karbondioksida dan air dengan bantuan sinar matahari dan klorofil dalam daun. Selanjutnya

glukosa yang terjadi diubah menjadi amilum dan disimpan pada bagian lain, misalnya pada

buah atau umbi.untuk lebih mendalam kita akan membahas tentang karbohidrat.

1.2 Tujuan

Setelah mempelajari makalah ini, diharapkan mahasiswa dapat :

1. Menjelaskan definisi dan komposisi karbohidrat

2. Menjelaskan klasifikasi karbohidrat

3. Menjelaskan metabolisme karbohidrat

4. Mengetahui proses metabolisme karbohidrat

5. Mengetahui kebutuhan karbohidrat

Page 5: MAKALAH BIOKIM 2

BAB II ISI

2.1 Karbohidrat

Sebagai salah satu bahan makanan sumber energy untuk tubuh, karbohidrat tersebar

luas di alam, baik dalam jaringan hewan maupun dalam jaringan tanaman. Melalui proses

fotosintesis, bagian-bagian tanaman yang mengandungklorofil dapat membentuk karbohidrat.

Nama karbohidrat ditemukan pertama kali oleh para ahli kimia Prancis. Nama tersebut untuk

golongan senyawa-senyawa organic yang tyersusun atas unsure karbon, hydrogen dan

oksigen dalam senyawa-senyawa ini, dua unsur yang terakhir mempunyai perbandingan 2-1

seperti perbandingan hydrogen dan oksigen pada air. Mereka menganggap senyawa-senyawa

ini merupakan hidrat dari karbon yang mempunyai rumus perbandingan Cn(H2O)m ;m=n

atau kelipatan urutan bilangan bulat seterusnya, misalnya glukosa adalah C6H12O6 atau

laktosa adalah C12H12O11. Akhirnya pada tahun 1880an disadari bahwa anggapan “hidrat

dari karbon” merupakan anggapan yang keliru dan karbohidrat sebenarnya adalah

polihidroksi aldehid atau polihidroksi keton atau turunan dari keduanya. Meskipun, nama

karbohidrat tidak menggambarkan nama yang tepat, nama ini sampai sekarang masih banyak

digunakan. Sakarida atau zat gula adalah yang sering dipakai sebagai pengganti nama

karbiohidrat.

Klasifikasi Karbohidrat

Klasifikasi karbohidrat pada umumnya didasarkan pada kompleksitas struktur kimia.

Berdasarkan kompleksitasnya, karbohidrat dibagi atas karbohidrat sederhana , yang lebih

dikenal dengan monosakarida dan karbohidrat majemuk yang meliputi oligosakarida dan

polisakarida. Karbohidrat yang banyak mengandung gugus hidroksil dan mempunyai gugus

karbonil atau gugus ketin dikenal sebagai polihidroksi keton. Selain itu, ada pula yang

mengklasifikasikan karbohidrat menjadi karbohidrat yang dapat dicerna dan karbohidrat yang

tidak dapat dicerna.

Karbohidrat Sederhana

Karbohidrat sederhana atau monosa, atau monosakarida adalah karbohirat yang

molekulnya lebih kecil dan susunan lebih sederhana dibandingkan dengan karbohidrat yang

lain. Molekul karbohidrat ini tidak dapat lagi diperkecil lagi dengan cara hidrolisis.

Monosakarida adalah suatu persenyawaan yang netral, mudah larut dalam air, kelarutannya

Page 6: MAKALAH BIOKIM 2

dalam alcohol lebih kecil dan tidak larut dalam dietileter. Banyak monosakarida yang

mempunyai rasa manis dan apabila dipanaskan mencair sambil mecah, akhirnya membentuk

arang. Dalam saluran cerna monosakarida langsung diabsorpsi ooleh dinding usus halus dan

masuk ke dalam aliran darah.

Klasifikasi Monosakarida

Monosakarida biasanya memiliki tiga sampai Sembilan atom karbon ©, dan

berdasarkan jumlah atom karbon penyusunnya, monosakarida dibedakan atas triosa, terosa,

pentose, heksosa, heptosa, oktosa dan nonosa. Monosakarida yang banyak ditemukan di alam

adalah pentodan heksosa. Meskipun demikian, triosa, beberapa tetrosa dan beberap heptosa

juga berperan penting dalam metabolism hewan, manusia dan tanaman.

Selain itu, monosakarida diklasifikasikan beradasarkan pada gugus fungsi atau radikal

fungsi yang terdapat di dalam struktur kmianya, yaitu aldosa dan ketosa.

Aldosa (mempunyai gugus formil bebas)

Karbohidrat sederhana

Ketosa (mempunyai gugus karbonil bebas)

Golongan Aldosa

Aldosa adalah monosakarida yang mempunyai struktur kimia gugus aldehid bebas

atau gugus formil bebas. Aldosa y mempunyai tiga atom karbon disebut aldotriosa, yang

mepunyai empat atom karbon disebut aldotetrosa yang mempunyai lima atom karbon disebut

aldopetntosa yang mempunyai enam atom kabon disebut aldoheksosa dan seterusnya. Dalam

banyak hal, aldosa mempunyai sifat yang sama dengan sifat alkana atau sifat aldehid alifatik.

Hal ini disebabkan oleh keduanya mempunyai radikal fungsi formil yng bebas.

Golongan aldopentosa yang penting dan terdapat di alam dan telah banyak diketahui

sifat-sifatnya adalah ribosa, sedangkan golongan aldoheksosa yang terdapat di alam adalah

glukosa, galaktosa dan manosa. D-(+)-Glukosa, dektosa atau gula anggur mempunyai kristal

berwarna putih, mencair pada suhu 146C, dan mudah larut dalam air. Aldosa terdapat

banyak ditanaman, terutama dalam buah-buahan yang rasanya manis, di dalam akar atau

umbi beberapa jenis tanaman. Hidrolisis sempurna maltosa, selobiosa, selulosa, amilum dan

glikogen juga menghasilkan glukosa. Hidrolisis sakarosa dan laktosa juga menghasilkan

glukosa dan hasil-hasil lainnya.

D-(+)-Galaktosa membentuk kristal yng mengandung sebuah molekul air kristal.

Kristal hidrat galaktosa yang terbentuk prisma mencair pada suhu 119C. Diperoleh dari

hidrolisis galaktan, yaitu polisakarida yang monomernya adalah galaktosa. Hirolisis laktosa

Page 7: MAKALAH BIOKIM 2

dengan asam encer atau dengan katalis enzim laktase akan mnghasilkan galaktosa dan

glukosa. Hidrolisis sempurna galaktolipid akan menghasilkan galaktosa dan hasil-hasil lain.

D-(+)-Manosa yang dikenal sebagai karubinosa dapat diperoleh dari hidrolisis manan,

yaitu polisakarida yang terdapat di dalam suatu jenis tanaman. Beberapa jenis glikoprotein

aatau mukoprotein dalam tubuh mengandung heksosa ini. Kristal manosa murni mencair pada

suhu 132C, larut dalam air, rasanya manis, tetapi kemudian menjadi pahit.

Ribosa adalah aldopentosa yang sangat penting. Kristal ribosa berbentuk lempeng,

mencair pada suhu 87C dan larut denan baik di dalam air. Ribosa dapat diperoleh dari

hiodrolisis asam ribanukleat (ARN). Beberapa senyawa organik seperti riboflavin (vitamin

B2), sianokobalamin (vitamin B12) dan beberapa koenzim mempunyai unit penyusunribosa

dalam struktur kimianya.

Golongan Ketosa

Ketosa adalah monosakrida yang mempunyai struktur kimia gugus keton bebas atau

gugus karbonil bebas, mempunyai struktur kimia yang mengandung tia atom karbon, disebut

ketotriosa, empat atom karbon disebut ketoterosa, lima atom karbon disebut ketopentosa,

enam atom karbon disebut ketoheksosa, tujuh atom karbon disebut ketoheptosa dan

seterusnya.

Ketoheksosa yang penting adalah D-(-)-Fruktosa yang dikenal sebagai levulosa atau

gula buah. Fruktosa terdapat antara lain di dalam madu dan buah-buahan yang rasanya manis,

dapat diperoleh dari inulin (polisakarida yang tersusun atas unit-unit fruktosa) dan selain

glukosa, hidrolisis sakarosa menghasilkan fruktosa. Kristal fruktosa yang berbentuk prisma

terurai pada 103C-105C, senyawa ini larut dalam air dan larutannya dapat menunjukkan

peristiwa mutarotasi, pemanasan fruktosa denan larutan fenil hidrazin dapat membentuk

fruktosazon.

Karbohidrat Majemuk

Karbohidrat majemuk mempunyai susunan yang lebih kompleks dibandingkan

dengan susunan karbohidrat sederhana. Karbohidrat mejemuk yan tersusun atas sedikit satuan

monosakarida disebut oligosakarida, sedangkan yang tersusun atas banyak satuan

monosakarida disebut polisakarida.

1. Oligosakarida

Oligosakarida tersusun atas sedikit satuan unit monosakarida. Unit-unit penyusun

oligosakarida dapat sama tetapi dapat juga berbeda dan umumnya tersusun atas 2-6

satuan monosakarida. Oligosakarida berupa zat padat berbentuk kristal yang dapat

Page 8: MAKALAH BIOKIM 2

larut dalam air. Oliosakarida yang terdapat di alam disakarida, trisakarida, dan

tetrasakarida.

a. Disakarida

Oligosakarida yang tersusun atas dua satuan monosakarida dikenal sebagai

disakarida atau biosa. Disakarida umumnya tersusun atas dua satuan heksosa

sehingga sering disebut heksodisakarida. Hanya ada beberapa disakarida yang

tersusun atas heksosa dan pentosa, misalnya visianosa tersusun atas glukoda dan

arabinosa, apiin ayau apiosida tersusun atas glukosa dan apiosa. Disakarida yang

tersusun atas dua satuan monosakarida yang sama disebut homodisakarida,

sedangkan disakarida yang tesusun atas dua satuan monosakarida yang berbeda

disebut heterodisakarida. Apiosa merupakan contoh monosakarisa yagn

mempunyai rantai karbon bercabang.

Maltosa, laktosa, selaniosa dan sakarosa adalah empat contoh disakarida yang

banyak terdapat di alam dan telah banyak diketahui sifat pemakaiannya.

Maltosa,laktosa, dan selabiosa mempunyai sifat dapat mereduksi pereaksi fehling

atau pereaksi benedict, dapat mengalami hidrolisis oleh pengaruh basa atau oleh

pengaruh asam dan dapat menunjukka peristiwa mutarotasi.

Maltosa

Maltosa terdapat dalam berbagai jenis padi-padian yang sedang

berkecambah sehingga maltosa disebut gula berkecambah. Maltosa

diperoleh juga dari hidrolisis amilum oleh pengaruh enzim amilase.

Maltosa sering ditambahkan pada makanan anak-anak. Maltosa

membentuk kristal yang memiliki sebuah molekul air kristal. Kristal

maltosa berbentuk jarum halus berwarna putih.

Berdasarkan struktur kimianya, dikenal a-maltosa dan b-maltosa. Maltosa

yang diperoleh dari hidrolisis amilum akibat pengaruh enzim amilase

ludah (ptialin) adalah a-maltosa. Struktur kimia a-maltosa tersusun atas

residu unit a-D-glukopiranosa yang mengikat residu unit a-D-

glukopiranosa. Ikatan glikosida terjadi antara atom C 1 pada residu unit a-

D-glukopiranosa yang satu dengan C 4 dari residu unit a-D-glukopiranosa

yang lain. Bentuk residu dari maltosa mempunyai gugus formil bebas.

Selabiosa

Selabiosa dapat diperoleh sebagai hasil antara pada hidrollisis selulosa

oleh pengaruh basa encer atau asam mineral encer akan menghasilkan dua

Page 9: MAKALAH BIOKIM 2

molekul glukosa. Struktur kimia selabiosa tersusun atas residu unit b-D-

glukopiranosa yang mengikat residu unit b-D- glukopiranosa. Ikatan

glikosida pada selabiosa terjadi antara atom C1 dari residu unit b-D—

glukopiranosa pertama dan atom C4 dari residu unit b-D-glukopiranosa

yang kedua. Bentuk reduksi selabiosa juga mempunyai radikal formil atau

radikal aldehid bebas.

Laktosa

Laktosa terdapat dalam air susu ibu dan air susu hewan mamalia oleh

karen itu laktosa sering disebut gula susu. Air susu ibu mengandung 5-8%

laktosa, sedangkan air susu sapi mengandung 4-6% laktosa.

Laktosa membentuk kristal yang memiliki sebuah molekul air kristal.

Bentuk kristal laktosa besar dan kelarutan laktosa dalam air kurang baik.

Rasa laktosa kurang manis jika dibandingkan dengan rasa sukrosa. Selama

proses pencernaan, laktosa dihidrolisis secara enzimatik oleh laktase yang

berasal dari sel-sel mukosa usus sehingga terbentuk ggalaktosa dan

glukosa.

Struktur kimia laktosa tersusun atas residu unit b-D-galaktopiranosa yang

mengikat residu b-D-glukopiranosa. Ikatan glikosida laktosa terjadi antara

atom C1 dari unit b-D-galaktopiranosa dengan atom C4 dari residu unit b-

D-glukopiranosa. Radikal formil bebas terdapat pada struktur kimia bentuk

residu laktosa.

Sakarosa

Sakarosa atau sukrosa banyak diperoleh dari tebu. Sakarosa disebut gula

tebu. Kristal sakarosa berukuran besar dengan titik lebur 184C. Disakarida

ini larut dalam air, tetapisukar larut dalam alkohol, jika dipanaskan

sakarosa dapat membentuk karamel, yakni suatu zat warna yang tidak

berbahaya dalam industri bahan makanan.

Struktur sukrosa tersusun atas residu unit a-D-glukopiranosa yang residu

unit a-D-fruktofuranosa. Ikatan glikosida terjadi antara atom C1 dari residu

unit a-D-glukopiranosa dan atom C2 dari residu unit a-D-fruktofuranosa.

Akibatnya, sakarosa tidak lagi mempunyai radikal hidroksil laktol yang

bebas sehingga sakarosa tidak mereduksi pereaksi Benedict atau pereaksi

fehling, tidak dapat membentuk osazon dan tidak menunjukkan peristiwa

mutarotasi. (bandingkan dengan maltosa, laktosa, dan selulosa).

Page 10: MAKALAH BIOKIM 2

Trisakarida

Struktur kimia oligosakarida ini terdiri atas tiga unit atau tiga satuan

monosakarida. Trisakarida dibedakan atas trisakarida pereduksi dan

trisakarida nonpereduksi.

Trisakarida

pereduksi

Monosakarida

penyusun

Trisakarida

nonpereduksi

Monosalarida

penyusun

Manotriosa Galaktosa,

galaktosa,

glukosa

Rafinosa Fruktosa,

glukosa,

galaktosa

robinosa Galaktosa,

ramnosa,

ramnosa

gentianos Fruktosa,

glukosa, glukosa

ramninosa Galaktosa,

ramnosa,

ramnosa

Melezitosa Glukosa,

fruktosa, glukosa

2.2 Katabolisme Karbohidrat

Jalur Katabolisme

Katabolisme disebut juga respirasi,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.

Pada prinsipnya katabolisme merupakan reaksi reduksi-oksidasi (redoks), karena itu dalam

reaksi tersebut diperlukan akseptor elektron untuk menerima elektron dari reaksi oksidasi

bahan organik.

Akseptor elektron tersebut diantaranya adalah:

NAD (nikotinamida adenin dinukleotida)

Page 11: MAKALAH BIOKIM 2

FAD (flavin adenin dinukleotida)

Ubikuinon

Sitokrom

Oksigen

Jalur Anabolisme

Jalur anabolisme adalah proses sintesis senyawa organic-organik kompleks dari

molekul-molekul yang lebih sederhana. Proses ini melibatkan tahap reduksi dan memerlukan

energy bebas kimia. Zat antara dan energy yang dihasilkan dalam proses katabolisme

digunakan dalam proses anabolisme.

Penelitian-penalitian mengenai metabolisme berbagai jenis organisme telah

membuktikan adanya urutan dan kesederhanaan metabolisme walau ada keragaman dan

individualis metabolit yang digunakan dan yang dihasilkan.

Hubungan Katabolisme dan Anabolisme

Jalur anabolisme mengadakan transformasi sumber-sumber karbon bahan makanan

menjadi zat antara jalur pusat, Sedangkan jalur anabolisme adalah urutan tahap reaksi

enzimatik yang memungkinkan komponen bahan pembangun makro molekul dibuat dari zat

antara. Jadi jalur katabolisme jelas senyawa awalnya, Tetapi hasil akhirnya tidak jelas.

Sedangkan jalur anabolisme, Sebalikkya hasil senyawa akhir jelas sedang senyawa awalnya

tidak jelas.

Hal penting lainnya adalah jalur katabolisme dan jalur anabolisme jarang mengikuti

jalur yag sama secara terperinci. Ini terlihat hasil katabolisme tidak sama dengan sumber

karbon alam anabolisme.

contoh: Asam amino aromatik di katabolisme menjadi asetil KoA dan fumarat (atau

suksnat), sedangkan sintesisnya menggunakan fosfeoenol piruvat dan aldotetrosa

fosfat.

Hubungan Antara Katabolisme dan Anabolisme Adalah:

a) Dari sumber karbon :

Hasil-hasil dari kata bolisme, melalui jalur pusat, menjadi substrat dari anabolisme.

b) Dari segi penyediaan energy:

katabolisme menghasilkan energi metabolisme dalam bentuk ATP atau senyawa yang

mudah diubah menjadi ATP, sedangkan anabolisme memerlukan energi dan memakai

ATP.

Page 12: MAKALAH BIOKIM 2

c) Dari segi daya mereduksi (“reducing power”).

Kata bolisme pada dasarnya adalah oksidatif, maka akan mengoksidasi dan

menghasilkan senyawa dengan daya mereduksi tinggi (“reducing power”). Sebaliknya

untuk anabolisme. Umumnya daya mereduksi yang dihasilkan selama katabolisme

dan dipakai selama anabolisme diberikan oleh piridin nukleotida (nikotinamida):

NAD+/NADPH dan NADP+/NADPH disamping oleh FAD/FADH.

2.3 Proses Katabolisme Karbohidrat

Respirasi Aerob

Ada empat langkah dalam proses katabolisme karbohidrat (respirasi), yaitu: glikolisis,

dekarboksilasi oksidatif, daur Krebs, dan rantai transpor elektron.

1.    Glikolisis

Glikolisis berlangsung di sitosol, merupakan proses pemecahan molekul glukosa yang

memiliki 6 atom C menjadi dua molekul asam piruvat yang memiliki 3 atom C. Reaksi yang

berlangsung di sitosol ini menghasilkan 2 NADH dan 2 ATP.

Page 13: MAKALAH BIOKIM 2

Pada Proses glikolosis yang disebut juga 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.

Tahap 1: Rincian Glukosa

   Glikolisis melibatkan sembilan reaksi yang berbeda yang mengubah glukosa menjadi

piruvat.  Pada bagian ini, kita akan membahas empat pertama dari reaksi ini, yang mengubah

glukosa menjadi gliseraldehida-3-fosfat.  Glukosa adalah enam memebered cincin molekul

yang ditemukan dalam darah dan biasanya hasil dari pemecahan karbohidrat menjadi gula.

Memasuki sel melalui protein transporter spesifik yang bergerak dari luar sel ke dalam sitosol

sel.  Semua enzim glikolitik ditemukan di sitosol.

 Langkah 1: heksokinase

 Pada langkah pertama glikolisis, glukosa cincin terfosforilasi.  Fosforilasi adalah

proses penambahan gugus fosfat ke molekul berasal dari ATP.  Akibatnya, pada titik ini

dalam glikolisis, 1 molekul ATP telah dikonsumsi.

 Reaksi terjadi dengan bantuan enzim heksokinase, enzim yang mengkatalisis fosforilasi

banyak enam-beranggota glukosa-seperti struktur cincin. Kinase A adalah nama yang

diberikan untuk enzim yang phosphorylates molekul lain.  Atom magnesium (Mg) juga

terlibat untuk membantu melindungi muatan negatif dari gugus fosfat pada molekul ATP.

Hasil fosforilasi ini adalah molekul yang disebut glukosa-6-fosfat (G6P), thusly disebut

karena karbon 6 'glukosa mengakuisisi kelompok fosfat.

Page 14: MAKALAH BIOKIM 2

 Langkah 2: isomerase Phosphoglucose 

 Langkah kedua dari glikolisis melibatkan konversi glukosa-6-fosfat menjadi

fruktosa-6-fosfat (F6P).  Reaksi ini terjadi dengan bantuan enzim isomerase phosphoglucose

(PI).  Sebagai nama enzim menunjukkan, reaksi ini melibatkan reaksi isomerisasi.

 

  Reaksi melibatkan penyusunan kembali ikatan karbon-oksigen untuk mengubah

cincin beranggota enam menjadi cincin beranggota lima.  Untuk penataan ulang terjadi ketika

cincin beranggota enam membuka dan kemudian menutup sedemikian rupa sehingga menjadi

karbon pertama sekarang eksternal ke ring.

Langkah 3: fosfofruktokinase

 Pada langkah ketiga dari glikolisis, fruktosa-6-fosfat diubah menjadi fruktosa 1,6--

sphosphate bi (FBP).  Mirip dengan reaksi yang terjadi pada langkah 1 dari glikolisis, sebuah

molekul kedua ATP menyediakan gugus fosfat yang ditambahkan ke molekul F6P.

 Enzim yang mengkatalisis reaksi ini fosfofruktokinase (PFK).  Seperti pada langkah 1, atom

magnesium terlibat untuk membantu biaya perisai negatif.

Langkah 4: Aldolase

Page 15: MAKALAH BIOKIM 2

 Langkah terakhir dari tahap pertama glikolisis memanfaatkan Aldolase enzim, yang

mengkatalisis pembelahan FBP untuk menghasilkan dua molekul 3-karbon.  Salah satu

molekul-molekul ini disebut gliseraldehida-3-fosfat (GAP) dan lainnya disebut

dihidroksiaseton fosfat (DHAP).

 

  GAP adalah molekul-satunya yang terus di jalur glikolisis.  Akibatnya, semua

molekul DHAP yang dihasilkan lebih lanjut bertindak pada oleh enzim isomerase

triphoshpate (TIM), yang mereorganisasi DHAP ke GAP sehingga dapat melanjutkan

glikolisis.  Pada titik ini dalam jalur glikolisis, kita memiliki dua molekul 3-karbon, tetapi

belum sepenuhnya dikonversi glukosa menjadi piruvat.

Tahap 2: Konversi ke Piruvat

   Pada bagian ini, kita akan melihat reaksi yang mengubah kedua 3-karbon molekul

gliseraldehida-3-fosfat (GAP) menjadi piruvat, produk glikolisis.  Konversi ini terjadi dalam

lima langkah yang kita akan meninjau di bawah ini.  Pada titik ini, kita juga akan melihat

mana oksigen berperan dalam glikolisis sehingga dalam bagian berikutnya, kita dapat melihat

perbedaan antara glikolisis aerobik dan anaerobik.  Perlu diingat dalam bagian ini bahwa

karena kita telah memisahkan 6-karbon molekul kami menjadi dua molekul 3-karbon,

masing-masing reaksi yang terjadi di kedua molekul 3-karbon.

 Langkah 5: gliseraldehida-3-fosfat dehidrogenase

Page 16: MAKALAH BIOKIM 2

Dalam langkah ini, dua peristiwa utama terjadi: 1) gliseraldehida-3-fosfat teroksidasi

oleh koenzim nikotinamida adenin dinukleotida (NAD); 2) molekul terfosforilasi dengan

penambahan kelompok fosfat bebas.  Enzim yang mengkatalisis reaksi ini gliseraldehida-3-

fosfat dehidrogenase (GAPDH).

 Kimia yang terjadi dalam reaksi ini lebih kompleks daripada reaksi sebelumnya kita

telah membahas.  Pengetahuan tentang kimia organik diperlukan untuk memahami

mekanisme khusus konversi.  Umumnya, enzim GAPDH berisi struktur yang sesuai dan

memegang molekul dalam konformasi sehingga memungkinkan molekul NAD untuk

menarik hidrogen dari GAP, mengubah NAD untuk NADH.  Kelompok fosfat kemudian

serangan molekul GAP dan rilis dari enzim untuk menghasilkan 1,3 bisphoglycerate, NADH,

dan atom hidrogen.  Kami akan kembali ke peran molekul ini NAD / NADH pada bagian

berikutnya.

Langkah 6: kinase Phosphoglycerate

 Dalam langkah ini, 1,3 bisphoglycerate diubah menjadi 3-phosphoglycerate

oleh enzim kinase phosphoglycerate (PGK).  Reaksi ini melibatkan hilangnya gugus fosfat

dari bahan awal.  Fosfat ditransfer ke molekul ADP yang menghasilkan molekul ATP

pertama kami.  Karena kita benar-benar memiliki dua molekul 1,3 bisphoglycerate (karena

ada dua 3-karbon produk dari tahap 1 glikolisis), kita benar-benar mensintesis dua molekul

ATP di langkah ini.  Dengan sintesis ATP, kami telah membatalkan dua molekul ATP

pertama yang kita gunakan, meninggalkan kami dengan bersih 0 molekul ATP hingga tahap

glikolisis.

Page 17: MAKALAH BIOKIM 2

 Sekali lagi, kita melihat bahwa sebuah atom magnesium terlibat untuk melindungi

muatan negatif pada kelompok fosfat dari molekul ATP.

 Langkah 7: mutase Phosphoglycerate

 Langkah ini melibatkan penyusunan kembali sederhana dari posisi gugus fosfat pada

molekul 3 phosphoglycerate, sehingga 2 phosphoglycerate.  Molekul yang bertanggung

jawab untuk mengkatalisis reaksi ini disebut phosphoglycerate mutase (PGM). Mutase adalah

enzim yang mengkatalisis pemindahan gugus fungsional dari satu posisi pada molekul lain.

 Hasil mekanisme reaksi dengan terlebih dahulu menambahkan gugus fosfat tambahan

untuk posisi 2 'dari phosphoglycerate 3.  Enzim kemudian menghapus fosfat dari 3 'posisi

meninggalkan hanya 2' fosfat, dan dengan demikian menghasilkan 2 phsophoglycerate.

Dengan cara ini, enzim ini juga dikembalikan ke aslinya, negara yang terfosforilasi.

Langkah 8: enolase

Langkah kedelapan melibatkan konversi 2 phosphoglycerate untuk

phosphoenolpyruvate (PEP).  Reaksi ini dikatalisis oleh enzim enolase.  Enolase bekerja

dengan menghapus kelompok air, atau dehidrasi yang phosphoglycerate 2.  Kekhususan dari

saku enzim memungkinkan reaksi terjadi melalui serangkaian langkah-langkah terlalu rumit

untuk menutupi di sini.

 Langkah 9: kinase Piruvat

  Langkah terakhir dari glikolisis mengubah phosphoenolpyruvate menjadi piruvat

dengan bantuan enzim piruvat kinase.  Sebagai nama enzim menunjukkan, reaksi ini

melibatkan transfer gugus fosfat.  Kelompok fosfat terikat pada atom karbon 2 'dari PEP

Page 18: MAKALAH BIOKIM 2

ditransfer ke molekul ADP, menghasilkan ATP.  Sekali lagi, karena ada dua molekul PEP, di

sini kita benar-benar menghasilkan 2 molekul ATP.

Kami sekarang telah menyelesaikan pembahasan kita tentang langkah-langkah

glikolisis.  Jika kita kembali dan mengambil hitungan penggunaan ATP dan generasi kita,

kita menemukan bahwa kita telah dikonsumsi dua molekul ATP dan menghasilkan empat

untuk meninggalkan keuntungan bersih dua molekul ATP dari glikolisis jalur.  Kami telah

pergi dari produk kami mulai, glukosa, ke final piruvat kami, produk.

2.    Dekarboksilasi Oksidatif

Dekarboksilasi oksidatif berlangsung di matriks mitokondria, sebenarnya merupakan

langkah awal untuk memulai langkah ketiga, yaitu daur Krebs. Pada  langkah ini 2 molekul

asam piruvat yang terbentuk pada glikolisis masing-masing diubah menjadi Asetil-KoA

(asetil koenzim A) dan menghasilkan 2 NADH.

3.    Daur Krebs

Daur Krebs yang berlangsung di matriks mitokondria disebut juga daur asam sitrat

atau daur asam trikarboksilat dan berlangsung pada matriks mitokondria. Asetil-KoA yang

terbentuk pada dekarboksilasi oksidatif, memasuki daur ini. Pada akhir siklus dihasilkan 6

NADH, 2 FADH, dan 2 ATP.

Page 19: MAKALAH BIOKIM 2

Keterangan:

Substrat siklus krebs adalah asetyl Co-A.

Asetyl Co-A akan bereaksi dengan oksalo asetat (OAA) à hasilnya sitrat

Asam sitrat rumusnya beda dengan asam askorbat (vitamin C), kalau vitamin C itu

rumusnya lebih mirip glukosa. Manusia tidak bisa menghasilkan vitamin C karena ada

suatu reaksi yang terputus dimana manusia itu tidak mempunyai enzim L-glunoluase

oksidase yang mengoksidasi glukosa menjadi vitamin C.

Dari isositrat ke alfa-ketoglutarat membebaskan CO2 dan NADH (koenzim).

Kalau menghasilkan NADH pasti membutuhkan NAD.

NAD à dalam bentuk teroksidasi

NADH à dalam bentuk tereduksi

NAD merupakan derivat vitamin B3.

1. B1 à thiamin

2. B2 à riboflavin

3. B3 à niasin

Page 20: MAKALAH BIOKIM 2

Koenzim yang terkait dengan ATP hanya vitamin B2 dan B3.

Kekurangan vitamin B akan mengganggu metabolisme energi.

NADH à enzimnya isositrat dehidrogenase.

NADH akan masuk ke rantai respirasi melepaskan hidrogen dan menghasilkan 3

ATP. Sedangkan FADH menghasilkan 2 ATP

Dekarboksilasi oksidasi à melepaskan CO2.

Dari alfa-keto menjadi suksinil Co-A à prosesnya dekarboksilasi oksidasi.

Dari succynyl Co-A menjadi succinate langsung dihasilkan ATP.

Reaksi yang menghasilkan ATP langsung: siklus krebs, glikolisis, fosforilasi

oksidatif, dan rantai respirasi.

Lemak penghasil ATP paling banyak tapi tidak menghasilkan ATP secara langsung.

Lemak banyak menghasilkan NADH dan FADH.

Dari succinate menjadi fumarate dihasilkan FADH2, membutuhkan koenzim FAD

(derivat vitamin B2), dihasilkan 2 ATP.

Dari malate ke oxaloacetat dihasilkan NADH 3 ATP.

Total ATP untuk 1 putaran (1 asetyl Co-A) siklus krebs à 12 ATP.

Glikolisis à 2 asetyl Co-A

Lemak à 8 asetyl Co.A

1 mol glukosa à 2 kali putaran

1 mol lemak à 8 kali putaran

Karbohidrat disimpan di dalam becak-bercak sitoplasma di dalam hepar.

Hepar dapat bertahan menyimpan glikogen à 0,5 gram

Berfungsi mengoksidasi hasil glikolisis mjd CO2 dan juga menyimpan energi ke

bentuk molekul berenergi tinggi spt ATP, NADH, FADH2

Sentral dalam siklus oksidatif dlm respirasi à dimana semua makromolekul

dikatabolis (Karbohidrat, Lipid dan Protein)

Untuk kelangsungannya membutuhkan : NAD, FAD, ADP, Pyr (piruvat) dan OAA

Menghasilkan senyawa intermedier yg penting à asetil Co A, a KG & OAA

Asam amino yang dihasilkan dari alfa-ketoglutarat melalui proses transamnasi à

glutamat. Kalau asam oksaloasetat à aspartat

Merupakan prekursor untuk biosintesis makromolekul – makromolekul

Siklus krebs selain sebagai jalur akhir karbohidrat , lemak dan protein, juga

merupakan jalur awal ari makromolekul-makromolekul.

Jalur akhir à katabolisme à mengubah KH à asetyl Co.A

Page 21: MAKALAH BIOKIM 2

Jalur awal à anabolisme

Berfungsi dalam katabolisme dan juga anabolisme à amfibolik

Katabolisme à memproduksi molekul berenergi tinggi

Anabolisme à memproduksi intermedier untuk prekursor biosintesis makromolekul

Jadi Dalam setiap siklus:

1 gugus asetil ( molekul 2C) masuk dan keluar sebagai 2 molekul CO2

Dalam setiap siklus : OAA digunakan untuk membentuk sitrat à setelah mengalami

reaksi yang panjang à kembali diperoleh OAA

Terdiri dari 8 reaksi : 4 mrpkn oksidasi à dimana energi à digunakan utk mereduksi

NAD dan FAD

Dihasilkan: 2 ATP, 8 NADH, 2 FADH2

Tidak diperlukan O2 pada TCA, tetapi digunakan pada Fosforilasi oksidatif à untuk

memberi pasokan NAD, shg piruvat dapat di ubah menjadi Asetil Co A

4.    Rantai Transpor Elektron

Rantai transpor elektron berlangsung pada krista mitokondria. Prinsip dari reaksi ini

adalah: setiap pemindahan ion H (elektron) yang dilepas dari dua langkah pertama tadi antar

akseptor dihasilkan energi yang digunakan untuk pembentukan ATP.

Setiap satu molekul NADH yang teroksidasi menjadi NAD akan melepaskan energi yang

digunakan untuk pembentukan 3 molekul ATP. Sedangkan oksidasi FADH menjadi FAD,

Page 22: MAKALAH BIOKIM 2

energi yang lepas hanya bisa digunakan untuk membentuk 2 ATP. Jadi, satu mol glukosa

yang mengalami proses respirasi dihasilkan total 38 ATP.

Tabel berikut menjelaskan perhitungan pembentukan ATP per mol glukosa yang dipecah

pada proses respirasi.

Proses ATP NADH FADH

Glikolisis

Dekarboksilasi

oksidatif

Daur Krebs

Rantai transpor

electron

2

-

2

34

2

2

6

-

-

-

2

-

Total 38 10 2

5. Respirasi Anaerob

Oksigen diperlukan dalam respirasi aerob sebagai penerima H yang terakhir dan

membentuk H2O. Bila berlangsung aktivitas respirasi yang sangat intensif seperti pada

kontraksi otot yang berat akan terjadi kekurangan oksigen yang menyebabkan

berlangsungnya respirasi anaerob. Contoh respirasi anaerob adalah fermentasi asam laktat

pada otot, dan fermentasi alkohol yang dilakukan oleh jamur Sacharromyces (ragi).

1.    Fermentasi asam laktat

Asam piruvat yang  terbentuk pada glikolisis tidak memasuki daur Krebs dan rantai

transpor elektron karena tak ada oksigen sebagai penerima H yang terakhir. Akibatnya asam

piruvat direduksi karena menerima H dari NADH yang terbentuk saat glikolisis, dan

terbentuklah asam laktat yang menyebabkan rasa lelah pada otot. Peristiwa ini hanya

menghasilkan 2 ATP untuk setiap mol glukosa yang direspirasi.

Page 23: MAKALAH BIOKIM 2

CH3.CO.COOH + NADH —–> CH3.CHOH.COOH + NAD + E

(asam piruvat)                           (asam laktat)

2.    Fermentasi alkohol

Pada fermentasi alkohol asam piruvat diubah menjadi asetaldehid yang kemudian menerima

H dari NADH sehingga terbentuk etanol. Reaksi ini juga menghasilkan 2 ATP.

CH3.CO.COOH —–> CH3.CHO + NADH —–> C2H50H + NAD + E

(asam piruvat)           (asetaldehid)                             (etanol)

     

Page 24: MAKALAH BIOKIM 2

BAB III PENUTUP

3.1 Kesimpulan

1. Karbohidrat merupakan komponen pangan yang menjadi sumber energi utama dan

sumber serat makanan. Komponen ini disusun oleh 3 unsur utama: yaitu Karbon (C) ,

hidrogen (H), dan oksigen (O).

2. Metabolisme merupakan modifikasi senyawa kimia secara biokimia di dalam

organism dan sel. Metabolism mencakup sintesis (anabolisme) dan penguraian

(katabolisme) molekul organik kompleks.

3. Katabolisme (desimiliasi) merupakan fase metabolisme yang bersifat menguraikan,

yang menyebabkan molekul organik nutrien terurai di dalam reaksi-reaksi bertahap

menjadi produk akhir yang lebih kecil dan sederhana, seperti asam laktat, CO2, dan

amonia.

4. Secara ringkas, jalur-jalur metabolisme karbohidrat dijelaskan sebagai berikut:

Glukosa sebagai bahan bakar utama akan mengalami gikolisis (dipecah)

menjadi 2 piruvat jika tersedia oksigen. Dalam tahap ini dihasilkan energi

berupa ATP.

Selanjutnya masing-masing piruvat dioksidasi menjadi asetil KoA. Dalam

tahap ini dihasilkan energi berupa ATP.

Asetil KoA akan masuk ke jalur persimpangan yaitu ke siklus asam sitrat.

Dalam tahap ini dihasilkan energi berupa ATP.

Jika sumber glukosa berlebihan, melebihi kebutuhan energi kita maka glukosa

tidak dipecah. Melainkan akan dirangkai menjadi polimer glukosa (disebut

glikogen). Glikogen ini disimpan di hati dan otot sebagai cadangan energy

jangka pendek. Jika kapasitas penyimpanan glikogen sudah penuh, maka

Page 25: MAKALAH BIOKIM 2

karbohidrat harus dikonversi menjadi jaringan lipid sebagai cadangan

makanan jangka panjang.

Jika terjadi kekurangan glukosa dari diet sebagai sumber energy, maka

glikogen dipecah menjadi glukosa. Selanjutnya glukosa mengalami glikolisis,

diikuti dengan oksidasi piruvat sampai dengan siklus asam sitrat.

Jika glukosa dari diet tidak tersedia dan cadangan glikogen pun habis, maka

sumber energy non karbohidrat yaitu lipid dan protein harus digunakan. Jalur

ini dinamakan glukoneogenesis (pembentukan glukosa baru) karena dianggap

lipid dan protein harus diubah menjadi glukosa baru yang selanjutnya

mengalami katabolisme untuk memperoleh energi.

3.2 Saran

Dalam pembuatan makalah mengenai katabolisme karbohidrat ini,tentu tak luput dari

ketidak sempurnaan, untuk itu saran dan kritik dari teman-teman sangat di butuhkan, demi

kesempurnaan pembuatan makalah kami.

Page 26: MAKALAH BIOKIM 2

DAFTAR PUSTAKA Poedjiadi, Anna & Titin Supriyanti. 2006. Dasar-dasar Biokimia. Jakarta: UI-PressLehninger. 2000. Dasar-dasar biokimia jilid 2. Jakarta: ErlanggaSumardjo, Damin. 2006. Pengantar Kimia Buku Panduan Kuliah Mahasiswa

Kedokteran dan Program Strata I. Jakarta : Buku Kedokteran EGCA

Arbianto, Purwo. 1994. Biokimia Konsep-Konsep Dasar. Jakarta: Dikti