BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Metabolisme adalah serangkaian reaksi kimia yang terjadi dalam

organisme hidup untuk mempertahankan hidup. Proses ini memungkinkan

organisme untuk tumbuh dan berkembang biak, menjaga struktur mereka,

dan merespon lingkungan mereka. Metabolisme biasanya dibagi menjadi

dua kategori. Katabolisme memecah bahan organik, misalnya untuk energi

panen dalam respirasi selular. Anabolisme, menggunakan energi untuk

membangun komponen sel seperti protein dan asam nukleat.

Reaksi kimia metabolisme tersebut akan disusun dalam jalur

metabolik, di mana satu kimia diubah melalui serangkaian langkah-

langkah ke kimia lain, dengan urutan enzim. Enzim sangat penting untuk

metabolisme karena mereka memungkinkan organisme untuk

menggerakkan reaksi diinginkan yang memerlukan energi dan tidak akan

terjadi dengan sendirinya, dengan kopling mereka untuk reaksi-reaksi

spontan yang melepaskan energi. Sebagai enzim bertindak sebagai katalis

reaksi-reaksi mereka memungkinkan untuk melanjutkan dengan cepat dan

efisien. Enzim juga memungkinkan regulasi jalur metabolik dalam

menanggapi perubahan di lingkungan sel atau sinyal dari sel lain.

Piruvat adalah suatu senyawa kimia yang penting dalam biokimia.

Senyawa ini merupakan hasil metabolisme glukosa yang disebut glikolisis.

Sebuah molekul glukosa terpecah menjadi dua molekul asam piruvat, yang

kemudian digunakan untuk menghasilkan energi. Jika tersedia cukup

oksigen, maka asam piruvat diubah menjadi asetil asetil-KoA, yang

kemudian diproses dalam siklus Krebs. Piruvat juga dapat menjadi asetil-

KoA, yang kemudian diproses dalam siklus Krebs. Piruvat juga dapat

diubah menjadi oksaloasetat melalui reaksi anaploretik yang kemudian

dipecah menjadi molekul-molekul karbondioksida. Nama siklus ini

diambil dari ahli biokimia Hans Adolf Krebs, pemenang Hadiah Nobel

1953 bidang fisiologi, karena ia berhasil mengidentifikasi siklus tersebut.

B. Rumusan Masalah

1. Apa definisi oksidasi piruvat?

2. Bagaimana sifat dan fungsi piruvat?

3. Bagaimana struktur kimia piruvat?

4. Bagaiamana reaksi-reaksi piruvat?

C. Tujuan Penulisan

1. Mengetahui definisi dari oksidasi piruvat.

2. Mengetahui sifat dan fungsi piruvat.

3. Mengetahui struktur kimia piruvat.

4. Mengetahui reaksi-reaksi piruvat.

BAB II

PEMBAHASAN

A. Defenisi Oksidasi Piruvat

Piruvat adalah suatu senyawa kimia yang penting dalam biokomia.

Senyawa ini merupakan hasil metabolisme glukosa yang disebut glikolisis.

Sebuah molekul glukosa terpecah menjadi dua molekul asam piruvat, yang

kemudian digunakan untuk menghasilkan energi. Jika tersedia cukup

oksigen, maka asam piruvat diubah menjadi asetil-KoA, yang kemudian

diproses dalam siklus Krebs. Piruvat juga dapat diubah menjadi

oksaloasetat melalui reaksi anaploretik yang kemudian dipecah menjadi

molekul-molekul karbondioksida. Nama siklus ini diambil dari ahli

biokimia Hans Adolf Krebs, pemenang Hadiah Nobel 1953 bidang

fisiologi, karena ia berhasil mengidentifikasi siklus tersebut.

Jika tidak tersedia cukup oksigen, asam piruvat dipecah secara

anaerobik, menghasilkan asam laktat pada hewan dan manusia, atau etanol

pada tumbuhan. Piruvat diubah menjadi laktat menggunakan enzim laktat

dehidrogenase dan koenzim NADH melalui fermentasi laktat, atau

menjadi asetaldehida dan lalu etanol melalui fermentasi alkohol. Asam

piruvat juga dapat diubah menjadi karbohidrat melalui glukoneogenesis,

menjadi asam lemak atau energi melalui asetil-KoA, menjadi asam amino

alanin dan juga menjadi etanol. Turunan asam piruvat, 3-bromopiruvat

telah dipelajari untuk pengobatan kanker.

B. Sifat dan Fungsi Piruvat

Asam piruvat adalah cairan tak berwarna, engan bau yang mirip

asam asetat. Asam piruvat bercampur dengan air, dan larut dalam etanol

dan dietil eter. Di laboratorium, asam piruvat dibuat dengan cara

memanaskan campuran asam tartarat dengan kalium bisulfat, atau melalui

hidrolisis asetil sianida, yang dibuat melalui reaksi asetil klorida dan

kalium sianida.

CH3COCl + KCN → CH3COCN

CH3COCN → CH3COCOOH

Asam piruvat juga dapat diubah menjadi karbohidrat melalui

glukoneogenesis, menjadi asam lemak atau energi melalui asetil-KoA,

menjadi asam amino alanin dan juga menjadi etanol. Turunan asam

piruvat, 3-bromopiruvat telah dipelajari untuk pengobatan kanker. Selain

itu piruvat digunakan untuk membentuk alkohol, piruvat juga digunakan

dalam pembentukan asam laktat. Asam piruvat pada gilirannya

memainkan peran penting dalam penggunaan energi dan produksi. Piruvat

adalah dasar dari Siklus Krebs, juga diakui sebagai Siklus asam sitrat.

C. Struktur Kimia Piruvat

Piruvat memiliki rumus kimia C3H4O3. Piruvat yang terbentuk

dari alfa-keto asam yang dalam memainkanfungsi yang signifikan dalam

pengembangan biokimia. Piruvat merupakan anion karboksilat dari asam

piruvat. Senyawa ini merupakan hasil metabolisme glukosa yang disebut

glikolisis. Sebuah olekul glukosa terpecah menjadi dua molekul asam

piruvat, yang kemudian digunakan untuk menghasilkan energi. Jika

tersedia cukup oksigen, maka asam piruvat diubah menjadi asetil-KoA,

yang kemudian diproses dalam Siklus Krebs. Piruvat juga dapat diubah

menjadi oksaloasetat melalui reaksi anaploretik yang kemudian dipecah

menjadi molekul-molekul karbondioksida.

D. Reaksi Piruvat

Glikolisis adalah proses pemecahan glukosa menjadi asam piruvat.

Melalui beberapa tahap. Tahap awal glikolisis yaitu mengikat ATP

(membutuhkan energi, biasanya mengikat ATP dari lemak) sehingga

membentuk Glukosa Fosfat. Glukosa Fosfat atom C nya 6 ATP, kemudian

diubah menjadi 2 Triose Fosfat ( karena masing-masing Triosa Fosfat

atom C nya 3 ). Kemudian setelah menjadi Triosa Fosfat, maka akan

menjadi asam piruvat. Nah, ini yang disebut glikolisis.

Kemudian, dari asam piruvat akan menjadi asetil ko-A yang

disebut dekarboksilasi Piruvat (Disebut Dekarboksilasi karena melepaskan

CO2). Asetil ko-A kemudian menjadi substrat dari Siklus Krebs, yang

selanjutnya oleh siklus krebs ini diteruskan menjadi rantai respirasi dan

fosforilasi oksidatif. Jadi, Yang dikatakan oksidasi sempurna glukosa itu

tidak berhenti sampai glikolisis saja, tapi metabolisme lengkap sampai

fosforilasi poksidatif.

Kemudian, dari piruvat menjadi laktat, ini jika pada glikolisis

anaerob. Glikolisis anaerob membutuhkan NADH yang berasal dari NAD

(NAD= suatu enzyme derivat vitamin B3). Jadi, NAD mengalami reduksi

menjadi NADH, kemudian NADH merubah piruvat menjadi laktat. Tujuan

utama dari hal ini supaya NADH bisa terus diubah menjadio NAD, dan

NAD bisa erus melangsungkan reaksi.

Metabolisme Glikolisis :

Tahap 1 : Glukosa butuh ATP

Tahap 2 : Denagn bantuan enzim hexokinase dan glucokinase, ATP

diubah menjadi ADP.

Tahap 3 : Glukosa dari lemak menjadi Glukosa-6-Phosphate (artinye:

Fosfat menempel pada atom C no.6 dari Glukosa.

Tahap 4 : Dari Glukosa-6-Fosfat menjadi Fruktosa-6-Fosfat (Enzimnya

berisomerase).

Tahap 5 : Fruktosa-6-Fosfat diubah menjadi Fruktosa-6-fosfatase.

Tahap 6: kemudian diubah menjadi Glyceral dehyde-3-phosphate dan

Dihydroxyacetone fosfat.

Gliseraldehid 3-fosfat dan dihidroksiaseton fosfat mengalami

interkonversi dengan bantuan enzim fosfotriosa isomerase. Glikolisis

berlangsung melalui oksidasi gliseraldehid 3-fosfat menjadi 1,3

bisfosfogliserat, dan karena aktivitas enzim fosfotriosa isomerase,

senyawa dihidroksiaseton fosfat dioksidasi menjadi 1,3 bisfosfogliserat

juga. Enzim yang bertanggung jawab adalah gliseraldehid 3-fosfat

dehidrogenase, yang merupakan enzim yang bergantung pada NAD.

Enzim ini mempunyai rumus bangun yang terdiri atas 4 polipeptida

identik. Dimana setiap polipeptida terdapat gugus –SH. Mula-mula

substrat akan bergabung dengan gugus –SH ini sehingga terbentuk

senyawa tiohemiasetal yang dikeluarkan dalam reaksi ini ke NAD+.

Melalui fosforilasi terbentuk 1,3 bisfosfogliserat yang akan dikatalisis oleh

enzim fosfogliserat kinase menjadi senyawa 3-fosfogliserat. Karena setiap

molekul glukosa yang mengalami glikolisis menghasilkan 2 molekul triosa

fosfat, maka akan dihasilkan 2 molekul ATP per molekul glukosa,

Senyawa 3-fosfogliserat diubah menjadi 2-fosfogliserat oleh enzim

fosfogliserat mutase.

Kemudian 2-fosfogliserat dikatalisis oleh enzim enolase dan

melibatkan dehidrasi serta pendistribusian energi di dalam molekul,

terbentuklah fosfoenolpiruvat. Fosfat berenergi tinggi pada

fosfoenolpiruvat dipindah ke ADP oleh enzim piruvat kinase.

Status redoks jaringan menentukan lintasan mana yang akan

diikuti. Jika keadaan bersifat anaerob, reoksidasi NADH melalui

pemindahan sejumlah unsur ekuivalen pereduksi melalui rantai respirasi

oksigen akan dicegah. Piruvat direduksi oleh NADH menjadi laktat oleh

enzim laktat dehidrogenase. Dalam keadaan aerob, piruvat diambil oleh

mitokondria, dikonversi menjadi Asetil ko-A, akan dioksidasi menjadi

karbondioksida lewat siklus krebs.

keterangan : meskipun kebanyakan reaksi glikolisis bersifat reversibel tapi

tiga diantaranya merupakan reaksi irreversibel. Reaksi ini dikatalisis oleh

enzim heksokinase, fosfofruktokinase, dan piruvat kinase.

Tahap persiapan

•Memerlukan 2 molekul ATP

•Memecah gula heksosa menjadi molekul 2 triose fosfat

1. Dekarboksilasi piruvat menjadi asetil KoA

Pada suasana aerob, piruvat dapat masuk ke dalam mitokondria

dengan adanya suatu transporter. Piruvat mengalami dekarboksilasi

oksidatif menjadi asetil-KoA oleh suatu enzim yang tersusun rapi dalam

matrik mitokondria, yang disebut piruvat dehidrogenase komplek.

Mula-mula piruvat mengalami dekarboksilasi oleh enzim piruvat

dehidrogenase dengan tiamin pirofosfat sebagai koenzim yang

mengahsilkan CO2 dan α-hidroksietil-tiaminpirofosfat atau disebut juga

active acetadehyde. Senyawa yang disebut belakangan ini dipindah pada

protetik lipoamide dari enzim lipoil transasetilase. Dalam perpindahan ini

disulfida dari liamida terdeuksi. Asetidehida teroksidasi menjadi asetil

aktif yang terikat sebagai tioester. Gugusan asetil ini kemudian

dipindahkan pada koenzim A, membentuk astil –S-CoA dan menghasilkan

lipoamida dalam bentuk disulfhidril. Koenzim yang tereduksi dioksidasi

kembali oleh suatu flavoprotein, dihidrolipoil dehidrogenase.

Flavoprotein yang tereduksi kemudian dioksidasi oleh NAD+.

Piruvat dehidrogenase diaktivasi oleh fruktosa bisfosfat dan dihambat oleh

hasil reaksinya yaitu NADH dan asetil-CoA. Arsenit atau ion merkuri

membentuk komplek dengan gugusan –SH dari asam lipoat dan

menghambat piruvat dehidrogenase. Kekurangan tiamin akan

menyebabkan piruvat tertimbun.

Pada oksidasi piruvat ini akan dihasilkan asetil-KoA dan NADH.

Untuk satu molekul glukosa akan dihasilkan dua NADH dan dua molekul

asetil-KoA. NADH dapat memasuki rantai respirasi dan fosforilasi

oksidatif, yang dapat menghasilkan 3 ATP persatu molekul NADH,

sedangkan asetil-KoA dapat dioksidasi lebih lanjut melalui siklus asam

sitrat.

Pada organisme aerobik, glikolisis menyusun hanya tahap pertama

dari keseluruhan degradasi aerobik glukosa menjadi CO2 dan H2O. Piruvat

yang terbentuk lalu dioksidasi dengan melepaskan gugus karboksilnya

sebagai CO2, untuk membentuk gugus asetil pada asetil-koenzim A. Lalu

gugus asetil dioksidasi sempurna menjadi CO2 dan H2O oleh siklus sitrat,

dengan melibatkan molekul oksigen. Lintasan inilah yang dilalui piruvat

pada hewan aerobic sel dan tumbuhan.

Piruvat diperoleh dari oksidasi karbohidrat tetapi merupakan

pentuplai utama dari asetil-KoA untuk oksidasi di dalam siklus asam sitrat.

Perubahan piruvat menjadi asetil KoA dikatalisis oleh piruvat

dehidrogenase. Pada reaksinya gugus karboksil pada piruvat hilang

sebagai CO2, ketika piruvat membentuk asetil-KoA. Oksidasi pirvat asetil-

KoA terjadi di dalam mitokondria sel.

Reaksi ini dikatalisir oleh berbagai enzim yang berbeda yang

bekerja secara berurutan di dalam suatu kompleks muienzim yang

berkaitan dengan membran interna mitokondria. Secara kolektif, enzim

tersebut diberi nama kompleks piruvat dehidrogenase dan analog dengan

kompleks µ-keto glutarat dehidrogenase pada siklus asam sitrat. Sebelum

karbohidrat masuk ke dalam siklus asam sitrat, kerangka karbonnya harus

dipecahkan sehingga molekul ini diturunkan dari glukosa oleh glikolisis,

mengalami dehidrogenase menghasilkan asetil-KoA dan CO2 oleh enzim

yang berkelompok secara teratur, yang disebut kompleks piruvat

dehidrogenase yang terletak di dalam mitokondria sel-sel eukariotik dan di

dalam sitoplasma prokariotik. Reaksi keseluruhan yang dikatalis adalah :

Piruvat + NAD+ + KoA-SH asetil-KoA + NADH + CO2

∆Go = -8,0 kkal/mol

Piruvat mengalami ekarboksilasi piruvat menjadi asetil-KoA

melibatkan 3 enzim yang berbeda secara berurutan, yaitu piruvat

dehidrogenase (E1), dihidrolipos transasetilase (E2), dan dihidrolipoil

dehidrogenase (E3) dan juga 5 koenzim yang berbeda yaitu, tiamin

pirofosfat (TPP), flavin adenine dinukleotida (FAD), koenzim-A (KoA),

nikotinamida adenine dinukleotida (NAD+), dan asam lipoat. 

2.  Reaksi Pembentukan asam laktat

Terbentuknya asam laktat dari piruvat dikatalis oleh enzim laktat

dehidrogenase hati (H4) dan otot (M4) menunjukkan sifat kinetik berbeda.

H4 aktif pada piruvat rendah dan M4 menunjukkan sifat kinetik berbeda.

H4 aktif pada piruvat rendah dan terinhibisi oleh konsentrasi piruvat diatas

konsentrasi 3.10-3 M. Hal ini sesuai dengan fungsi hati yang harus

menyediakan energi dari glukosa seefisien mungkin, sedangkan pada otot

kontraksi otot memerlukan energi secara tepat yang dapat dipenuhi dengan

mengkatabolisme glukosa dalam keadaan anaerob.

3.  Perubahan Piruvat Menjadi Alkohol

Beberapa organisme bisa hidup alam kondisi aerob atau anaerob.

Organisme anaerob fakultatif, yang dapat mengubah metabolismenya

untuk beradaptasi dengan ada atau tidaknya oksigen. Organisme anaerob

fakultatif yang paling penting adalah ragi. Ragi mengubah glukosa

menjadi piruvat dan kemudian bila ada oksigen maka ragi akan

mengoksidasi piruvat menjadi CO2. Jika tidak tersedia oksigen, maka jalur

untuk regenerasi NAD+ akan bekerja. Di dalam beberapa mikroorganisme,

misalnya pada ragi roti, piruvat yang terbentuk dari glukosa melalui

glikolisis diubah secara anaerob menjadi etanol dan CO2, suatu proses

yang disebut fermentasi alkohol. Fermentasi merupakan istilah umum

yang menunjukkan degradasi anaerobic glukosa atau nutrien organik lain

menjadi berbagai produk untuk tujuan memperoleh energi dalam bentuk

ATP. Enzim piruvat dekarboksilase mengatalisis konversi piruvat menjadi

asetaldehid.

BAB IV

PENUTUP

A. Kesimpulan

1. Piruvat adalah suatu senyawa kimia yang penting dalam biokomia.

Senyawa ini merupakan hasil metabolisme glukosa yang disebut

glikolisis. Sebuah molekul glukosa terpecah menjadi dua molekul asam

piruvat, yang kemudian digunakan untuk menghasilkan energi. Jika

tersedia cukup oksigen, maka asam piruvat diubah menjadi asetil-KoA,

yang kemudian diproses dalam siklus Krebs. Piruvat juga dapat diubah

menjadi oksaloasetat melalui reaksi anaploretik yang kemudian dipecah

menjadi molekul-molekul karbondioksida.

2. Glikolisis adalah proses pemecahan glukosa menjadi asam piruvat.

Melalui beberapa tahap. Tahap awal glikolisis yaitu mengikat ATP

(membutuhkan energi, biasanya mengikat ATP dari lemak) sehingga

membentuk Glukosa Fosfat. Glukosa Fosfat atom C nya 6 ATP,

kemudian diubah menjadi 2 Triose Fosfat ( karena masing-masing

Triosa Fosfat atom C nya 3 ). Kemudian setelah menjadi Triosa Fosfat,

maka akan menjadi asam piruvat.

3. Pada suasana aerob, piruvat dapat masuk ke dalam mitokondria dengan

adanya suatu transporter. Piruvat mengalami dekarboksilasi oksidatif

menjadi asetil-KoA oleh suatu enzim yang tersusun rapi dalam matrik

mitokondria, yang disebut piruvat dehidrogenase komplek. Mula-mula

piruvat mengalami dekarboksilasi oleh enzim piruvat dehidrogenase

dengan tiamin pirofosfat sebagai koenzim yang mengahsilkan CO2 dan

α-hidroksietil-tiaminpirofosfat atau disebut juga active acetadehyde.

4. Terbentuknya asam laktat dari piruvat dikatalis oleh enzim laktat

dehidrogenase hati (H4) dan otot (M4) menunjukkan sifat kinetik

berbeda. H4 aktif pada piruvat rendah dan M4 menunjukkan sifat

kinetik berbeda. H4 aktif pada piruvat rendah dan terinhibisi oleh

konsentrasi piruvat diatas konsentrasi 3.10-3 M.

DAFTAR PUSTAKA

Dewi Kumalasari. 2012. Biokimia Piruvat. http ://blog.ub.ac.id/devykumalasari/2012/0426/biokimia-piruvat/. Diakses pada tanggal 26 April 2012.

Hairrudin. 2008. Oksidasi Piruvat. http://klinikdokterhairrudin.blogspot.com./2008/06/tujuan-glikolisis.html. Diakses pada tanggal 3 Juni 2008.

Salmah,O. 2010. Metabolisme Karbohidrat. http://share.pdfonline.com/7fe3b583E6e344e7bfae230a0078a27b/metabolisme-karbohidra1.htm. Diakses pada tanggal 19 Maret 2010.

Sari, I. 2007. Glikolisis Sebagai Metabolisme Karbohidrat untuk MenghasilkanEnergi.http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/1939/3/09E01869pdf.txt. Diakses pada tahun 2007.

KATA PENGANTAR

Assalamu Alaikum Wr.Wb.

Puji dan syukur hanyalah bagi Allah SWT, karena atas rahmat, taufik dan

hidayah-Nya sehingga makalah Biokimia saya tentang Oksidasi Piruvat ini dapat

terselesaikan. Berbagai kesulitan dan hamabatan saat penulisan makalah ini saya

dapatkan, namun atas bimbingan dan rahmat Allah, sehingga tugas makalah ini

dapat terselesaikan. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan hati, kami

mengucapkan terima kasih terutama kepada dosen pembimbing selaku dosen mata

kuliah ini yang telah memberi bimbingan dalam menyelesaikan tugas makalah ini.

Kami menyadari masih terdapat banyak kekeliruan yang disebabkan oleh

keterbatasan, baik dari segi pengetahuan, tenaga maupun materi. Oleh karena itu,

saran dan kritik sangat diharapkan dari semua pihak demi kesempurnaan

penulisan makalah berikutnya. Akhir kata, kami memanjatkan doa atas segala

bimbingan baik moril dan materil semoga mendapat imbalan pahala yang berlipat

ganda dari Allah SWT.

Wassalamu A’laikum Warahmatullahi Wabarakatuh.

Kendari, Juli 2013

Penyusun

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL..................................................................................

KATA PENGANTAR................................................................................

DAFTAR ISI...............................................................................................

BAB I.PENDAHULUAN

A. Latar Belakang...................................................................................

B. Rumusan Masalah...............................................................................

C. Tujuan Penelitian................................................................................

BAB II. PEMBAHASAN

A. Definisi Oksidasi Piruvat.................................................................

B. Sifat dan Fungsi Piruvat …………..................................................

C. Struktur Kimia Piruvat…………………………. ………………... D. Reaksi-reaksi Piruvat ....................................................…….……..

BAB III. PENUTUP

A. Simpulan............................................................................................

DAFTAR PUSTAKA.................................................................................

MAKALAH

OKSIDASI PIRUVAT

OLEH :

MELI ANDRANIA1C2 10 078

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS HALUOLEO

KENDARI

2013