Regulasi Metabolisme

48
METABOLISME GALAKTOSA METABOLISME GALAKTOSA Galaktosa berasal dari hidrolisis laktosa di dalam intestinum Galaktosa oleh galaktokinase akan dirobah menjadi galaktosa 1 fosfat (enzim yang Km nya < Km Heksokinase ) Galaktosa 1 fosfat bereaksi dengan UDPGlc membentuk UDPGal dan glukosa 1 fosfat Disini galaktosa dipindahkan ke pada posisi UDPGlc untuk menggantikan glukosa oleh enzim galaktosa 1 fosfat uridil transferase Bagian galaktosa dari UDPGal kemudian mengalami epimerasi oleh UDP -galaktosa 4- epimerase

description

biokimia

Transcript of Regulasi Metabolisme

Page 1: Regulasi Metabolisme

METABOLISME GALAKTOSAMETABOLISME GALAKTOSA

� Galaktosa berasal dari hidrolisis laktosa di dalamintestinum

� Galaktosa oleh galaktokinase akan dirobah menjadigalaktosa 1 fosfat (enzim yang Km nya < Km Heksokinase )

� Galaktosa 1 fosfat bereaksi dengan UDPGlcmembentuk UDPGal dan glukosa 1 fosfat

� Disini galaktosa dipindahkan ke pada posisi UDPGlcuntuk menggantikan glukosa oleh enzim galaktosa 1 fosfat uridil transferase

� Bagian galaktosa dari UDPGal kemudian mengalamiepimerasi oleh UDP -galaktosa 4- epimerase

Page 2: Regulasi Metabolisme

METABOLISME GALAKTOSAMETABOLISME GALAKTOSA

� Ringkasan reaksi yang dikatalisis ketiga enzim diatasGalaktosa + ATP Glukosa 1 fosfat + ADP + H+

� Glukosa 1 fosfat yang dibentuk dari galaktosa, mengalami isomerisasi menjadi glukosa 6 fosfatoleh fosfoglukomutase

� Dalam sintesis laktosa, di kelenjar mamae, glukosadiubah menjadi UDPGal oleh enzim epimerase diatas

� UDPGal mengadakan kondensasi dengan glukosamenghasilkan laktosa oleh kerja laktosa sintase

Page 3: Regulasi Metabolisme
Page 4: Regulasi Metabolisme

DefisiensiDefisiensi enzimenzim dalamdalam lintasanlintasan galaktosagalaktosa

� Galaktosemia : ketidak mampuan memetabolismegalaktosa

� Terjadi akibat defek bawaan pada enzimgalaktokinase, uridil transferase atau 4 epimerase

� Defisiensi uridil transferase yang paling dikenalmenyebabkan galaktosemia

� Galaktosa yang meningkat di dalam darah, di dalammata akan dikatalisir oleh aldosa reduktase menjadipoliol ( galaktiol)

� Penumpukan senyawa ini akan menyebabkan katarak.

Page 5: Regulasi Metabolisme

REGULASI METABOLISME

Tujuan metabolisme :

�Menghasilkan ATP

�Menghasilkan bahan-bahan untukbiosynthese

�ATP diperoleh dari proses Oksidasi(Asam amino, Glukose, Asam lemak)

Page 6: Regulasi Metabolisme

� Metabolic pathways fall into three categories:

� Anabolic pathways : involved in the synthesis of compounds such as protein.They are endergonic.

� Catabolic pathways : involved in the breakdown of larger molecules, commonly involving oxidative reactions , they are exergonic, producing reducing equivalents and mainly via the respiratory chain,ATP.

� Amphibolic pathways : occur at the “crossroads “ of metabolism, acting as links between the anabolic and catabolic pathways, eg the citric acid cycle.

Page 7: Regulasi Metabolisme
Page 8: Regulasi Metabolisme

Metabolism carbohydrate

Page 9: Regulasi Metabolisme

Lipid Metabolism

Page 10: Regulasi Metabolisme

Metabolism Amino Acid

Page 11: Regulasi Metabolisme

REGULASI METABOLISME

�ATP :

� Kontraksi otot

� Transport aktif

� Transduksi signal

� Reaksi biosynthese

�Acetyl Co-A CO2, NADH, FADH2

Page 12: Regulasi Metabolisme

REGULASI METABOLISME

�Contoh bahan-bahan yang dihasilkan :

- NADPH (donor elektron)

- Dihydroxyacetonphosphat(Glycerol)

- Acetyl CoA (Asam lemak, Cholesterol)

- Succinyl CoA (Porphyrin)

- Ribose- 5 Phosphat (Nucleotida)

Page 13: Regulasi Metabolisme

REGULASI METABOLISME

�Key-Enzym kecepatan prosesanabolisme dan katabolisme : kontrolmetabolisme yang efektif

� ENZYM : - mekanisme feedback (Allosterik)

- modifikasi kovalent

- proteolitik

- jumlah enzym

- kompartementasi enzym

Page 14: Regulasi Metabolisme

REGULASI METABOLISME

Kompartementasi enzym :

�Matrix mitochondria : Siklus Krebs, Phosphorilasi oksidatif, β-Oksidasi, Synthese badan keton

�Cytosol : Glycolysis, Pentose PhosphatCycle, Synthese Fatty Acid

�Keduanya : Gluconeogenesis, Urea Cycle

Page 15: Regulasi Metabolisme

REGULASI METABOLISME

�Glycolysis : Fructose 6-phosphat

ATP ATP

Citrat Phosphofructokinase

AMP ADP

F2,6 BP Fructose 1,6-bisphosphat

Page 16: Regulasi Metabolisme

REGULASI METABOLISME

� Pentose Phosphat Cycle :

Glucose 6-phosphat

NADP+

G6Pdehydrogenase

NADPH

6-Phosphoglucono-δ-lacton

Page 17: Regulasi Metabolisme

REGULASI METABOLISME

�Gluconeogenesis :

Fructose 1,6-bisphosphat

Citrat H2O

AMP Fructose 1,6-F2,6 BP bisphosphatase

Pi

Fructose 6-phosphat

Page 18: Regulasi Metabolisme

REGULASI METABOLISME

�TCA Cycle :

1. Citrat synthase

2. Isocitrat dehydrogenase

3. α-Ketoglutarat dehydrogenase

ATP aktivitas enzim

Page 19: Regulasi Metabolisme

� Acetyl CoA

Oxaloacetate Citrate

Malate Isocitrate

CO2Fumarate α Ketoglutarat

CO2

Succinate Succinyl Co A

Page 20: Regulasi Metabolisme

REGULASI METABOLISME

� Synthese Asam Lemak :

Acetyl- CoA

HCO3- + ATP

Citrat Acetyl-CoA-

Palmityl- CoA carboxylase

ADP + Pi Malonyl - CoA

Page 21: Regulasi Metabolisme

REGULASI METABOLISME

�Metabolisme Glykogen :

�Polymer dari Glukosa (UDP-Glu)

� Synthase dan Phosphorilase yang dikoordinir oleh hormon

Page 22: Regulasi Metabolisme

REGULASI METABOLISME

� Glucose 6-phosphat, berasal dari :

- mobilisasi glikogen

- pyruvat (melalui gluconeogenesis)

- asam amino glukogenik

� Pyruvat, berasal dari :

- glucose 6-phosphat

- katabolisme alanin

- laktat (melalui oksidasi di hepar)

Page 23: Regulasi Metabolisme

REGULASI METABOLISME

� Pyruvat :- di mit. Pyruvat dikarboksilasi menjadiOxaloacetat

- di cyt. Oxaloacetat didekarboksilasiphosphorilasi menjadiPhosphoenolpyruvat

� Acetyl- CoA, berasal dari :- pyruvat (melalui dekarboksilasioksidatif)

- proses β-oksidasi asam lemak- asam amino ketogenik

Page 24: Regulasi Metabolisme

REGULASI METABOLISME

Glucose

Glucose 6-phosphat

Glucose 1-P Fructose 6-P 6-Phosphogluconat

Glykogen Pyruvat Ribose 5-P

Page 25: Regulasi Metabolisme

REGULASI METABOLISME

Glucose 6-P Lactat

Pyruvat

Oksaloacetat AlaninAcetyl- CoA

3 Hydroxy-3 methylglutaryl CoA FA

CO2

Cholesterol Badan Keton

Page 26: Regulasi Metabolisme

REGULASI METABOLISME

Pyruvate Amino acids Fatty acids

Acetyl- CoA

TCA Cycle Ketone bodies Sterols and

fatty acids

Page 27: Regulasi Metabolisme

REGULASI METABOLISME

Glucose

Glycolysis

Pyruvate

Transamination Carboxylation Oxidative Reduction

decarboxylation

Alanine Oxaloacetate Acetyl-CoA Lactate

Page 28: Regulasi Metabolisme

Bersambung…

Page 29: Regulasi Metabolisme

Starve-feed cycle

Page 30: Regulasi Metabolisme

In the well-fed state, diet supplies the energy requirements.

Page 31: Regulasi Metabolisme

In the early fasting state hepatic glycogenolysis is an important source of blood glucose.

Page 32: Regulasi Metabolisme

Fasting state requires gluconeogenesisfrom amino acids and glycerol

Page 33: Regulasi Metabolisme

In early refed state, fat is metabolized normally and normal glucose metabolism is slowly reestablished

Page 34: Regulasi Metabolisme

Glucose Homeostasis

� Phase I : well fed state, in which glucose is provided by dietary carbohydrate.

� Phase II : once the supply is exhausted, hepatic glycogenolysis is used to maintain blood glucose.

� Once the supply of glucose starts to decreased,hepatic gluconeogenesisfrom lactate,glycerol and alanin takes place.

Page 35: Regulasi Metabolisme

� Phase III : gluconeogenesis is the major source of blood glucose. ( these changes happen within 20 hours of fasting)

� Phase IV : Dependence on gluconeogenesis decrease. Ketonebodies high enough concentration to enter the brain and meet some of its energy needs.

� Renal gluconeogenesis takes place.

Page 36: Regulasi Metabolisme

� Phase V : energy needs of almost every tissue were supply by either fatty acids or keton body oxidation. ( after long starvation of extremly obese patient)

Page 37: Regulasi Metabolisme
Page 38: Regulasi Metabolisme

Source of Blood Glucose

- Digestion and absorption of

carbohydrates

- Glycogenolysis process

- Gluconeogenesis process

Page 39: Regulasi Metabolisme

Glucose

Blood glucose is important

� Normal [glucose]: 70-110 mg/dl

� High [glucose] (>140 mg/dl

� Low [glucose] (<60 mg/dl)

� HbA1C

Page 40: Regulasi Metabolisme

GLUCOSURIA

�� ReabsorptionReabsorption of glucose is linked to the of glucose is linked to the provision of ATP in the tubular cellsprovision of ATP in the tubular cells

� Normal, the concentration of blood glucose in individual humans is within the range 4,5 -5,5 mmol/L

→→RearpsorptionRearpsorption rate : 350 mg/min.rate : 350 mg/min.� When the blood glucose rise to relatively high

level, the kidney exerts a regulatory effect� The glomerular filtrate may contain more

glucose than can be reabsorbed

Page 41: Regulasi Metabolisme

GLUCOSURIA

� The excess passes into the urine to produce Glucosuria

� Normal individual : glucosuria occurs when the venous blood glucose concentration :

> 9,5 – 10 mmol/l

� This is termed Renal Treshold for glucose

Page 42: Regulasi Metabolisme
Page 43: Regulasi Metabolisme

DiskusiDiskusi RegulasiRegulasi MetabolismeMetabolisme

�� GLUCONEOGENESIS :GLUCONEOGENESIS :

�� PyruvatePyruvate carboxylasecarboxylase ((mtmt):):

�� ATP, Biotin, COATP, Biotin, CO2 2 , Mg, Mg++++

�� PyruvatePyruvate OxaloacetateOxaloacetate

�� PhosphoenolpyruvatePhosphoenolpyruvate carboxykinasecarboxykinase ((cytcyt):):

�� GTP or ITPGTP or ITP

�� Glucose 6 Glucose 6 PhosphatasePhosphatase ::

�� Present in liver and kidneyPresent in liver and kidney

�� Absent from muscle and adipose tissueAbsent from muscle and adipose tissue

Page 44: Regulasi Metabolisme

DiskusiDiskusi RegulasiRegulasi MetabolismeMetabolisme

�� GalactoseGalactose is required in the formation of is required in the formation of Lactose, Lactose, GlycolipidsGlycolipids ((cerebrosidescerebrosides), ), ProteoglycansProteoglycans and and GlycoproteinsGlycoproteins..

�� Glucose Glucose is the precursor of all Amino sugars is the precursor of all Amino sugars ((HexosaminesHexosamines), which will be a components ), which will be a components of of GlycoproteinsGlycoproteins, , GlycosphingolipidsGlycosphingolipids, , GlycosaminoglycansGlycosaminoglycans..

�� Amino sugars : Amino sugars : GlucosamineGlucosamine, , GalactosamineGalactosamine, , MannosamineMannosamine, , SialicSialic acid.acid.

Page 45: Regulasi Metabolisme
Page 46: Regulasi Metabolisme

Proteoglygans

� Core protein yang mempunyai banyakkarbohidrat yaitu Glycosaminoglycans(GAG) dengan ikatan N- atau O-Glykosida. (sampai 95%)

� Elastisitas jaringan, misalnyafleksibilitas dan kekuatan jaringantulang rawan.

� Dermatan sulfat, Heparan sulfat dll.� Berikatan dengan protein extraselluler spt fibronectin, laminin, collagen dan elastin.

Page 47: Regulasi Metabolisme

Glycoproteins

� Protein yang berikatan secaracovalent dengan karbohidrat (1-85% dari berat total)

� Ikatan : N-acetylglucosamine(GlcNAc) dengan Asn atau N-acetylgalactosamine (GalNAc) dengangugus OH dari Ser atau Thr.

� Contoh : Ceruloplasmin, Transferrin, Faktor pembekuan darah, Glycophorin, Hormone (FSH, hCG), IgA, IgM, IgG

Page 48: Regulasi Metabolisme

Glycoproteins

� Fungsi : melindungi dari denaturasi, proteolytic, antifreeze glycoprotein

� Pengenalan antar molekul : cell-cell, cell-virus, cell –molecule. Contoh : Reseptor Insulin, GLUT, gp120 (HIV)

� Molekul perlekatan sel (CAM) : Sialicacid, ICAM, LFA, Selectin, Integrin.

� Perobahan pada gugus karbohidrattsb : peradangan hebat, sel kanker.