SALMI SEPRIANTI 1310411054

Metabolisme Glikogen dan Gluconeogenesis

Metabolisme Glikogen

Pemecahan Glikogen (Glikogenolisis)

Glikogen merupakan bentuk glukosa yang disimpan. Glikogen merupakan polimer dari glukosa yang

memiliki dua ikatan glikosidik yaitu (1 4) D-Glukosa dan (16) D-Glukosa.

Ada tiga tahap dalam pemecahan glikogen :

1. Glycogen Phosphoryl ( Posforilasi)

Enzim ini berfungsi untuk memfosforilasi. Pada tahap ini ikatan glikogen didegradasi oleh Pi

sehingga dilepaskan satu glukosa dari degradasi tersebut. Glukosa yang terdegradasi lalu

berikatan dengan Pi. Sehingga dihasilkan Glukosa-1-Fosfat (G1P)

Glikogen (n residue) + Pi Glikogen ( n-1 residue) + G1P

2. Glycogen Debranching Enzyme

Pada tahap ini dilakukan pemutusan cabang dari glikogen. Enzim yang digunakan pada tahap ini

yaitu Debrancing Enzyme.

3. Phosphoglucomutase

Pada tahap ini dilakukan pengkonversian G1P menjadi G6P (Glukosa-6-Fosfat). Atom C6 pada G1P

menyerap gugus phospat pada enzim Phosphoglucomutase atau dilakukan fosforilasi pada atom

C6. Gugus fosfat tersebut lepas dari enzim dan berikatan dengan atom C6 dan menghasilkan

Glukosa-1,6-Bifosfat (G1,6P). Gugus fosfat yang terdapat pada atom C1 lalu lepas dan berikatan

dengan enzim Phosphoglucomutase kembali. Karena seperti yang diketahui, enzim akan kembali

ke bentuk semulanya ketika produk sudah didapatkan. Sehingga didapatkan hasil akhirnya yaitu

G6P. G6P tersebut akan mengasilkan glukosa di hati dengan cara hidrolisis.

G6P + H2O Glukosa + Pi

Pembuatan Glikogen

Sintesis glikogen dan pemecahan glikogen harus terjadi pada jalur yang terpisah. Hal ini disebabkan karena

enzim yang digunakan pada setiap jalurnya berbeda. Sehingga tidak bisa disatukan pada satu jalur.

Biosentesis glikogen membutuhkan langkah eksergonik.

Terdapat 3 enzim yang berperan pada pembentukan glikogen, yaitu

1. UDP-Glucose Pyrophosphorylase

Sebelum memasuki tahap ini, G6P harus dikoversikan tersebih dahulu menjjadi G1P dengan enzim

Phospoglucomutase.

Pada tahap ini digunakan UTP sebagai energi. UTP akan bergabung atau bereaksi dengan G1P.

UTP akan menyerang atom -fosfor dan menghasilkan UDP-Glucose (UDPG). UDPG ini merupakan

senyawa aktif yang dapat mendonasikan unit glukosil yang dapat berkembang menjadi rantai

glikogen.

2. Glycogen Synthase

Enzim glycogen synthase ini memperpanjang rantai glikogen.

Pada tahap ini unit glukosil dari UDPG ditransfer ke gugus C4-OH pada satu bagian akhir non-

reducing dari glikogen untuk membentuk ikatan glikosidik (1 4).

UDPG + Glikogen ( n residu) UDP + Glikogen (n+1 residu)

3. Glycogen Brancing Enzyme

Pada tahap ini dilakukan penambahan cabang pada glikogen.

Sintesis glikogen hanya menghasilkan ikatan (1 4) untuk menghasilkan amilosa.

Percabangan untuk membentuk glikogen dilakukan dengan enzim yang berebeda atau terpisah,

yaitu : Amylo-(1,4 1,6)- transglycosylase ( branching enzyme).

Sebuah cabang dibuat dengan mentrasfer 7 bagian residu dari rantai ujung ke C6-OH dari glukosa

residu pada rantai glikogen yang sama atau yang lain.

SALMI SEPRIANTI 1310411054 Pengendalian dari Metabolisme Glikogen

Jika pembentukan dan pemecahan glikogen dihasilkan secara spontan, semua yang dilakukan tersebut

memboroskan UTP sehingga metabolisme glikogen harus dikontrol sesuai dengan kebutuhan sel.

Enzim utama yang mengendalikan metabolisme glikogen-yaitu glikogen fosforilase dan glikogen sintesa

-diatur oleh sebuah rangkaian reaksi yang kompleks dan meliputi baik mekanisme alosterik maupun

modifikasi konvalen akibat fosforilasi serta defosforilasi protein enzim yang reversible.

Glycogen Phosphorylase terdapat dalam 2 bentuk : Phosphorylase a ( enzim lebih aktif) dan Phosphorylase

b ( enzim kurang aktif). Masing-maing bentuk juga memilki 2 konformasi: keadaan T (inaktif) dan R ( aktif).

AMP memdorong perubahan konformasi T R dan dengan demikian mengaktifkan Phosphorylase B,

dimana ATP dan G6P menghalangi perubahan konformasi. Phosphorylase a kurang sensitif pada efektor

alosterik dan terutama pada keadaan R. Bagaimanapun, konsentrasi tinggi pada glukosae mendorong

perubahan R T.

Sintesis glikogen tidak diaktfikan oleh fosforilasi oleh sistem enzim yang sama oleh Phosporylates glycogen

phosphorylase. Oleh karena itu, aktivasi Phosphorylase kinase, yang mengaktifkan phosphorylase a,

menginaktifkan Glycogen Synthase. Mekanisme ini yang memberikan kontrol yang besar dan cepat pada

fluks didalam siklus substrat yang menghubungkan glikogen dan G1P. Aktivitas Glycogen Synthase juga

dikontrol oleh kinase yang lain.

Hormon, termasuk Glukagon, insulin, epinephrine, dan norepinephrine, secara akhir mengontrol

metabolisme glikogen. Hormon ini berikatan pada receptor transmembran protein dan memulai

serangkaian reaksi yang mengarah pada produksi molekul yang disebut second messenger (misalnya,

cAMP dan Ca2 +), yang memodulasi aktivitas banyak protein intraseluler. Glukagon mengikat reseptor

didalam hasil hati pada tingginya cAMP, yang mendukung pemecahan glikogen. Epinefrin dan

norepinefrin mengikat - dan - adrenoreseptor dalam hati dan -Adreno reseptor di otot. Pengikatan

hormon-hormon ini pada - adrenoreseptor meningkatkan [cAMP]. Dimana ikatana mereka pada -

adrenoreseptor meningkatkan cytosolic [Ca2+]. Insulin mengikat reseptor di jaringan selain hati menurun

[cAMP] dan mempromosikan sintesis glikogen.

Gluconeogenesis

Glukoneogenesis merupakan suatu pemebentukan glukosa abru dari prekursor non-karbohidrat seperti

asam amino. Hati dan ginjal dapat mensintesis glukosa dari laktat, piruvat dan asam amino. Dalam kondisi

puasa, sebagian besa kebutuhan glukosa tubuh dipenuhi oleh gluconeogenesis.

Glukoneogenesis mengikuti jalur yang merupakan kebalikan glikolisis kecuali melewati langkah-langkah

eksergonik dikatalisis oleh piruvat kinase, fosfofruktokinase, dan heksokinase.

Berikut reaksi pembentukan glukosa dari piruvat :

1. Piruvat dikonversi menjadi fosfoenolpiruvat

Piruvat dikonversikan menajdi oksaloasetat. Pada reaksi ini membutuhkan dua enzim yaitu

Pyruvat carboxylase dan PEP carboxykinase (PEPCK). Pyruvat carboxylase mengkatalis ATP untuk

pembentukan oksaloastat dari piruvat dan HCO3-. Sedangkan PEP carboxykinase mengubah

oksaloasetat menjadi PEP (phosphoenol pyruvate) menggunakan GTP sebagai pendonor gugus

fosforil.

2. Rute atau jalur dari PEP menjadi fructose-1,6-biphosphat (FBP) dikatalis oleh enzim glikosis yang

dilakukan secara terbalik.

3. FBP dihidrolisis oleh fructose-1,6-biphosphatase yang menghasilkan F6P. F6P diisomerasi

Phosphoglucose isomerase menjadi G6P yang kemudian dihidrolisis oleh Glucose-6-phosphatase

untuk menghasilkan glukosa.