Download - pembahasan metabolisme
-
7/24/2019 pembahasan metabolisme
1/21
I. Metabolisme Karbohidrat
Karbohidrat yaitu senyawa organik yang terdiri dari unsur karbon (C), hidrogen
(H), dan oksigen (O). Terdiri atas unsur C, H, O dengan perbandingan 1 atom C, 2 atom
H, 1 atom O. karbohidrat banyak terdapat pada tumbuhan dan binatang yang berperan
struktural metabolik. !edangkan pada tumbuhan, untuk sintesis CO2dan H2O akan
menghasilkan amilum " selulosa melalui proses #otosintesis, sedangkan binatang tidak
dapat menghasilkan karbohidrat sehingga tergantung tumbuhan.
$umus umum karbohidrat yaitu (CH2O)n, sedangkan yang paling banyak kita
kenal yaitu glukosa dengan rumus C%H12O%, sukrosa dengan rumus C12H22O11, selulosa
dengan rumus (C%H1&O')n.
Karbohidrat memegang peranan penting dalam alam karena merupakan sumber
energi utama bagi manusia dan hewan yang harganya relatie murah. !emua karbohidrat
berasal dari tumbuhtumbuhan. *elalui #otosintesis, kloro#il tanaman dengan bantuan
sinar matahari mampu membentuk karbohidrat dan karbondioksida ( CO2) berasal dari
udara dan air ( H2O) dari tanah. Karbohidrat yang di hasilkan adalah karbohidrat
sederhana glukosa. +i samping itu di hasilkan oksigen ( O2) yang lepas di udar. roduk
yang di hasilkan terutama dalam bentuk gula sederhana yang mulai larut dalam air dan
mudah diangkut ke seluruh selsel guna penyediaan energi. !ebagian dari gula sederhana
ini kemudian mengalami polimerisasi dan membentuk polisakarida. -da dua enis
polisakarida tumbuhtumbuhan yaitu pati dan nonpati. ati adalah bentuk simpanan
karbohidrat berupa polimer glukosa yang dihubungkan dengan ikatan glikosidik ( ikatan
antara gugus hidroksil atom C nomor 1 pada molekul glukosa dengan gugus hdroksil
atom nomor / pada molekul glukosa lain dengan melepas 1 mol air ). olisakarida
nonpati membentuk struktur dinding sel yang tidak larut dalam air. !truktur polisakarida
nonpati mirip pati, tapi tidak mengandung ikatan glikosidik. !erelia seperti beras,
gandum, dan agung serta umbiumbian merupakan sumber pati utama di dunia.
olisakarida nonpati merupakan komponen utama serat makanan.
Fungsi Karbohidrat
-da banyak #ungsi dari karbohidrat dalam penerapannya di industri pangan,
#armasi maupun dalam kehidupan manusia seharihari. +i antara #ungsi dan kegunaan itu
ialah sebagai berikut 0
a. ungsi primer dari karbohidrat adalah sebagai adangan energi angka pendek
(gula).b. !ebagai sumber kalori atau energi
1
-
7/24/2019 pembahasan metabolisme
2/21
. !ebagai bahan pemanis dan pengawet
d. !ebagai bahan pengisi dan pembentuk
e. !ebagai bahan penstabil
#. !ebagai sumber #laor (karamel)
g. !ebagai sumber serat
Jenis-jenis Karbohidrat
1. Karbohidrat sederhana terdiri dari0
a. *onosakarida
!ebagian besar monosakarida dikenal sebagai heksosa, karena terdiri atas
%rantai atau inin karbon. -tomatom hidrogen dan oksigen terikat pada rantai
atau inin ini seara terpisah atau sebagai gugus hidroksil (OH). -da tiga enis
heksosa yang penting dalam ilmu gi3i, yaitu glukosa, #ruktosa, dan galaktosa.
Ketiga maam monosakarida ini mengandung enis dan umlah atom yang sama,yaitu % atom karbon, 12 atom hidrogen, dan % atom oksigen. erbedaannya hanya
terletak pada ara penyusunan atomatom hidrogen dan oksigen di sekitar atom
atom karbon. erbedaan dalam susunan atom inilah yang menyebabkan perbedaan
dalam tingkat kemanisan, daya larut, dan si#at lain ketiga monosakarida tersebut.
*onosakarida yang terdapat di alam pada umumnya terdapat dalam bentuk isomer
dekstro (+). gugus hidroksil ada karbon nomor 2 terletak di sebelah kanan.
!truktur kimianya dapat berupa struktur terbuka atau struktur inin. 4enis
heksosa lain yang kurang penting dalam ilmu gi3i adalah manosa. *onosakarida
yang mempunyai lima atom karbon disebut pentosa, seperti ribosa dan arabinosa.
b. +isakarida
-da empat enis disakarida, yaitu sukrosa atau sakarosa, maltosa, laktosa,
dan trehalosa. Trehalosa tidak begitu penting dalam ilmu gi3i, oleh karena itu akan
dibahas seara terbatas. +isakarida terdiri atas dua unit monosakarida yang terikat
satu sama lain melalui reaksi kondensasi. kedua monosakarida saling mengikat
berupa ikatan glikosidik melalui satu atom oksigen (O). 5katan glikosidik ini
biasanya teradi antara atom C nomor 1 dengan atom C nomor / dan membentuk
ikatan al#a, dengan melepaskan satu molekul air. Hanya karbohidrat yang unit
monosakaridanya terikat dalam bentuk al#a yang dapat diernakan. +isakarida
dapat dipeah kembali meadi dua molekul monosakarida melalui reaksi
hidrolisis. 6lukosa terdapat pada ke empat enis disakarida, monosakarida lainnya
adalah #ruktosa dan galaktosa.
2. Karbohidrat Kompleks
a. olisakarida
2
-
7/24/2019 pembahasan metabolisme
3/21
Karbohidrat kompleks ini dapat mengandung sampai tiga ribu unit gula
sederhana yang tersusun dalam bentuk rantai panang lurus atau berabang. 4enis
polisakarida yang penting dalam ilmu gi3i adalah pati, dekstrin, glikogen, dan
polisakarida nonpati.
1) ati
ati merupakan simpanan karbohidrat dalam tumbuhtumbuhan dan
merupakan karbohidrat utama yang dimakan manusia di seluruh dunia. ati
terutama terdapat dalam padipadian, biibiian, dan umbiumbian.
4umlah unit glukosa dan susunannya dalam satu enis pati berbeda satu
sama lain, bergantung enis tanaman asalnya. 7entuk butiran pati ini berbeda
satu sama lain dengan karakteristik tersendiri dalam hal daya larut, daya
mengentalkan, dan rasa. -milosa merupakan rantai panang unit glukosa yang
tidak berabang, sedangkan amilopektin adalah polimer yang susunannya
berabangabang dengan 1'8& unit glukosa pada tiap abang.
2) +ekstrin
+ekstrin merupakan produk antara pada perenanaan pati atau
dibentuk melalui hidrolisis parsial pati. +ekstrin merupakan sumber utama
karbohidrat dalam makanan lewat pipa (tube #eeding). Cairan glukosa dalam
hal ini merupakan ampuran dekstrin, maltosa, glukosa, dan air. Karena
molekulnya lebih besar dari sukrosa dan glukosa, dekstrin mempunyai
pengaruh osmolar lebih keil sehingga tidak mudah menimbulkan diare.
8) 6likogen
6likogen dinamakan uga pati hewan karena merupakan bentuk
simpanan karbohidrat di dalam tubuh manusia dan hewan, yang terutama
terdapat di dalam hati dan otot. +ua pertiga bagian dari glikogen disimpan
dalam otot dan selebihnya dalam hati. 6likogen dalam otot hanya dapat
digunakan untuk keperluan energi di dalam otot tersebut, sedangkan glikogen
dalam hati dapat digunakan sebagai sumber energi untuk keperluan semua sel
tubuh. Kelebihan glukosa melampaui kemampuan menyimpannya dalam
bentuk glikogen akan diubah menadi lemak dan disimpan dalam aringan
lemak.
b. olisakarida dan 9onpati atau !erat
3
-
7/24/2019 pembahasan metabolisme
4/21
-da dua golongan serat yaitu yang tidak dapat larut dan yang dapat larut
dalam air. !erat yang tidak larut dalam air adalah selulosa, hemiselulosa, dan
lignin. !erat yang larut dalam air adalah pektin, gum, mukilase, glukan, dan algal.
Karbohidrat kompleks merupakan karbohidrat yang terbentuk oleh hampir
lebih dari 2&.&&& unit molekul monosakarida terutama glukosa. +i dalam ilmu
gi3i, enis karbohidrat kompleks yang merupakan sumber utama bahan makanan
yang umum dikonsumsi oleh manusia adalah pati (starh).
ati yang uga merupakan simpanan energi di dalam selsel tumbuhan ini
berbentuk butiranbutiran keil mikroskopik dengan berdiameter berkisar antara
''& nm. +an di alam, pati akan banyak terkandung dalam beras, gandum, agung,
biibiian seperti kaang merah atau kaang hiau dan banyak uga terkandung di
dalam berbagai enis umbiumbian seperti singkong, kentang atau ubi. +i dalam
berbagai produk pangan, pati umumnya akan terbentuk dari dua polimer molekul
glukosa yaitu amilosa (amylose) dan amilopektin (amylopetin). -milosa
merupakan polimer glukosa rantai panang yang tidak berabang sedangkan
amilopektin merupakan polimer glukosa dengan susunan yang berabangabang.
Komposisi kandungan amilosa dan amilopektin ini akan berariasi dalam produk
pangan dimana produk pangan yang memiliki kandungan amilopektin tinggi akan
semakin mudah untuk dierna.
Proses Metabolisme Karbohidrat
*etabolisme mengakar pada kata :metabole; dari bahasa intasan metabolisme dapat digolongkan menadi 8 kategori0
1. >intasan anabolik (penyatuan"pembentukan)
5ni merupakan lintasan yang digunakan pada sintesis senyawa pembentuk
struktur dan mesin tubuh. !alah satu ontoh dari kategori ini adalah sintesis
protein.
2. >intasan katabolik (pemeahan)
4
-
7/24/2019 pembahasan metabolisme
5/21
>intasan ini meliputi berbagai proses oksidasi yang melepaskan energi
bebas, biasanya dalam bentuk #os#at energi tinggi atau unsur ekuialen pereduksi,
seperti rantai respirasi dan #os#orilasi oksidati#.
8. >intasan am#ibolik (persimpangan)
>intasan ini memiliki lebih dari satu #ungsi dan terdapat pada
persimpangan metabolisme sehingga bekera sebagai penghubung antara lintasan
anabolik dan lintasan katabolik. Contoh dari lintasan ini adalah siklus asam sitrat.
Macam-macam Proses Metabolisme Karbohidrat
1. Glikolisis
Tahap ini merupakan awal teradinya respirasi sel. *olekul glukosa akan
masuk ke dalam sel melalui proses di#usi. -gar dapat bereaksi, glukosa diberi energi
aktiasi berupa satu -T. Hal ini mengakibatkan glukosa dalam keadaan ter#os#orilasimenadi glukosa%#os#at yang dibantu oleh en3im heksokinase. !eara singkat,
glukosa%#os#at dipeah menadi 2 buah molekul gliseraldehid8#os#at (6->)
dengan bantuan satu -T dan en3im #os#oheksokinase. roses selanutnya merupakan
proses eksergonik. Hasilnya adalah / molekul -T dan hasil akhir berupa 2 molekul
asam piruat (C8). !eara lengkap, proses glikolisis yang teradi sebagai berikut
6likolisis merupakan proses pengubahan molekul sumber energi, yaitu
glukosa yang mempunyai % atom C manadi senyawa yang lebih sederhana, yaitu
asam piruat yang mempunyai 8 atom C.
5
-
7/24/2019 pembahasan metabolisme
6/21
$eaksi ini berlangsung di dalam sitosol (sitoplasma).
$eaksi glikolisis mempunyai sembilan tahapan reaksi yang dikatalisis oleh en3im
tertentu,
+ari sembilan tahapan reaksi tersebut dapat dikelompokkan menadi dua #ase,
yaitu #ase inestasi energi, yaitu dari tahap 1 sampai tahap /, dan #ase
pembelanaan energi, yaitu dari tahap ' sampai tahap ?.
ertamatama, glukosa mendapat tambahan satu gugus #os#at dari satu molekul
-T, yang kemudian berubah menadi -+, membentuk glukosa %#os#at.
!etelah itu, glukosa %#os#at diubah oleh en3im menadi isomernya, yaitu #ruktosa
%#os#at. !atu molekul -T yang lain memberikan satu gugus #os#atnya kepada
#ruktosa %#os#at, yang membuat -T tersebut menadi -+ dan #ruktosa %#os#at
menadi #ruktosa 1,%di#os#at. Kemudian, #ruktosa 1,%di#os#at dipeah menadi
dua senyawa yang saling isomer satu sama lain, yaitu dihidroksi aseton #os#at dan
6-> (#os#ogliseraldehid atau gliseraldehid 8#os#at).
Tahapantahapan reaksi diatas itulah yang disebut dengan #ase inestasi energi.
!elanutnya, dihidroksi aseton #os#at dan 6-> masingmasing mengalami
oksidasi dan mereduksi 9-+@, sehingga terbentuk 9-+H, dan mengalami
penambahan molekul #os#at anorganik (i) sehingga terbentuk 1,8di#os#ogliserat.
Kemudian masingmasing 1,8di#os#ogliserat melepaskan satu gugus #os#atnya
dan berubah menadi 8#os#ogliserat, dimana gugus #os#at yang dilepas oleh
masingmasing 1,8di#os#ogliserat dipindahkan ke dua molekul -+ dan
membentuk dua molekul -T.
!etelah itu, 8#os#ogliserat mengalami isomerisasi menadi 2#os#ogliserat. !etelah
menadi 2#os#ogliserat, sebuah molekul air dari masingmasing 2#os#ogliserat
dipisahkan, menghasilkan #os#oenolpiruat.
Terakhir, masingmasing #os#oenolpiruat melepaskan gugus #os#at terakhirnya,
yang kemudian diterima oleh dua molekul -+ untuk membentuk -T, dan
berubah menadi asam piruat.
!etiap pemeahan 1 molekul glukosa pada reaksi glikolisis akan menghasilkan
produk kotor berupa 2 molekul asam piruat, 2 molekul 9-+H, / molekul -T,
dan 2 molekul air.
-kan tetapi, pada awal reaksi ini telah digunakan 2 molekul -T, sehingga hasil
bersih reaksi ini adalah 2 molekul asam piruat (C8H/O8), 2 molekul 9-+H, 2
molekul -T, dan 2 molekul air.
Aalaupun empat molekul -T dibentuk pada tahap glikolisis, namun hasil
reaksi keseluruhan adalah dua molekul -T. -da dua molekul -T yang harus
diberikan pada #ase awal glikolisis. Tahap glikolisis tidak memerlukan oksigen.
6
-
7/24/2019 pembahasan metabolisme
7/21
2. Dekarboksilasi ksidati!
!etiap asam piruat yang dihasilkan kemudian akan diubah menadi -setil
Ko- (koen3im-). -sam piruat ini akan mengalami dekarboksilasi sehingga gugus
karboksil akan hilang sebagai CO2 dan akan berdi#usi keluar sel. +ua gugus karbon
yang tersisa kemudian akan mengalami oksidasi sehingga gugus hidrogen dikeluarkan
dan ditangkap oleh akseptor elektron 9-+@.
6ugus yang terbentuk, kemudian ditambahkan koen3im- sehingga menadi
asetilKo-. Hasil akhir dari proses dekarboksilasi oksidati# ini akan menghasilkan 2
asetilKo- dan 2 molekul 9-+H. embentukan asetilKo- memerlukan kehadiran
itamin 71. 7erdasarkan hal tersebut, dapat diketahui betapa pentingnya itamin 7
dalam tubuh hewan maupun tumbuhan.
". #iklus Krebs
roses selanutnya adalah daur asetilKo- menadi beberapa bentuk sehingga
dihasilkan banyak akseptor elektron. !elain disebut sebagai daur asam sitrat, proses
ini disebut uga daur Krebs. Hans -. Krebs adalah orang yang pertama kali
mengamati dan menelaskan #enomena ini pada tahun 1?8&. !etiap tahapan dalam
daur asam sitrat dikatalis oleh en3im yang khusus. 7erikut adalah tahapan yang teradi
dalam daur asam sitrat.
-setilKo- akan menyumbangkan gugus asetil pada oksaloasetat sehingga
terbentuk asam sitrat. Koen3im - akan dikeluarkan dan digantikan dengan
penambahan molekul air.
erubahan #ormasi asam sitrat menadi asam isositrat akan disertai pelepasan air.
-sam isositrat akan melepaskan satu gugus atom C dengan bantuan en3im asam
isositrat dehidrogenase, membentuk asam Bketoglutarat. 9-+@
akan
7
-
7/24/2019 pembahasan metabolisme
8/21
mendapatkan donor elektron dari hidrogen untuk membentuk 9-+H. -sam B
ketoglutarat selanutnya diubah menadi suksinil Ko-.
-sam suksinat tiokinase membantu pelepasan gugus Ko- dan -+ mendapatkan
donor #os#at menadi -T. -khirnya, suksinilKo- berubah menadi asam
suksinat.
-sam suksinat dengan bantuan suksinat dehidrogenase akan berubah menadi
asam #umarat disertai pelepasan satu gugus elektron. ada tahap ini, elektron akan
ditangkap oleh akseptor -+ menadi -+H2.
-sam umarat akan diubah menadi asam malat dengan bantuan en3im #umarase.
-sam malat akan membentuk asam oksaloasetat dengan bantuan en3im asam
malat dehidrogenase. 9-+@akan menerima sumbangan elektron dari tahap ini
dan membentuk 9-+H.
+engan terbentuknya asam oksaloasetat, siklus akan dapat dimulai lagi dengan
sumbangan dua gugus karbon dari asetil Ko-.
$. %rans!er &lektron
!elama tiga proses sebelumnya, dihasilkan beberapa reseptor elektron yang
bermuatan akibat penambahan ion hidrogen. $eseptorreseptor ini kemudian akan
masuk ke trans#er elektron untuk membentuk suatu molekul berenergi tinggi, yakni
-T. $eaksi ini berlangsung di dalam membran mitokondria. $eaksi ini ber#ungsi
membentuk energi selama oksidasi yang dibantu oleh en3im pereduksi. Trans#er
elektron merupakan proses kompleks yang melibatkan 9-+H (9iotinamide -denine
+inuleotide), -+ (lain -denine +inuleotide), dan molekulmolekul lainnya.
+alam pembentukan -T ini, ada akseptor elektron yang akan mem#asilitasi
pertukaran elektron dari satu sistem ke sistem lainnya.
=n3im dehidrogenase mengambil hidrogen dari 3at yang akan diubah oleh en3im
(substrat). Hidrogen mengalami ionisasi sebagai berikut 0 2H 2H@@ 2e
(=lektron).
9-+H dioksidasi menadi 9-+@ dengan memindahkan ion hidrogen kepada
#laoprotein (), #lain mononukleotida (*9), atau -+ yang bertindak
sebagai pembawa ion hidrogen. +ari #laoprotein atau -+, setiap proton atau
hidrogen dikeluarkan ke matriks sitoplasma untuk membentuk molekul H2O.
=lektron akan berpindah dari ubiDuinon ke protein yang mengandung besi dan
sul#ur (e!a dan e!b) sitokrom b koen3im Duinon sitokrom b2
sitokrom o sitokrom sitokrom a sitokrom a8, dan terakhir diterima oleh
molekul oksigen sehingga terbentuk H2O.
8
-
7/24/2019 pembahasan metabolisme
9/21
+i dalam rantai pernapasan, 8 molekul air (H2O) dihasilkan melalui 9-+H
dan 1 molekul H2O dihasilkan melalui -+. !atu mol H2O yang melalui 9-+H
setara dengan 8 -T dan 1 molekul air yang melalui -+ setara dengan 2 -T.
Aalaupun -T total yang tertera pada Tabel 1 adalah 8E -T, umlah total
yang dihasilkan pada proses respirasi adalah 8% -T. Hal tersebut disebabkan 2 -T
digunakan oleh elektron untuk masuk ke mitokondria.
'o roses (kse)tor (%P
1. 6likolisis 2 asam piruat 2 9-+H 2 -T
2. !iklus Krebs
2 asam piruat 2 asetil Ko- @ 2CO2 2 9-+H 2-T
2 asetil Ko- /CO2 % 9-+H
8. $antai trans#er elektron
1&9-+H @ '&2 1&9-+@@ 1&H2O
2 -+H2@ O2 2 -+ @ 2H2O
8& -T
/ -T
8/ -T
*. Glikogenesis
6likogenesis adalah lintasan metabolisme yang mengkonersi glukosa
menadi glikogen untuk disimpan di dalam hati.
>intasan diaktiasi di dalam hati, oleh hormon insulin sebagai respon terhadap
rasio gula darah yang meningkat, misalnya karena kandungan karbohidrat setelah
makanF atau teraktiasi pada akhir siklus Cori. enyimpangan atau kelainan
metabolisme pada lintasan ini disebut glikogenosis.
roses glikogenesis adalah sebagai berikut 0
6lukosa mengalami #os#orilasi menadi glukosa %#os#at (reaksi yang la3im teradi
uga pada lintasan glikolisis). +i otot reaksi ini dikatalisir oleh heksokinase
sedangkan di hati oleh glukokinase.
6lukosa %#os#at diubah menadi glukosa 1#os#at dalam reaksi dengan bantuan
katalisator en3im #os#oglukomutase. =n3im itu sendiri akan mengalami #os#orilasi
dan gugus #os#o akan mengambil bagian di dalam reaksi reersible yang
intermediatnya adalah glukosa 1,%bi#os#at.&n+-P , Glukosa 1-!os!at&n+ , Glukosa 1/-bi!os!at&n+-P , Glukosa /- !os!at
9
-
7/24/2019 pembahasan metabolisme
10/21
!elanutnya glukosa 1#os#at bereaksi dengan uridin tri#os#at (GT) untuk
membentuk uridin di#os#at glukosa (G+6l). $eaksi ini dikatalisir oleh en3im
G+6l piro#os#orilase.
0DPGlc , PPi0%P , Glukosa 1-!os!at
Hidrolisis piro#os#at inorgani berikutnya oleh en3im piro#os#atase inorganik akan
menarik reaksi kearah kanan persamaan reaksi.
-tom C1 pada glukosa yang diakti#kan oleh G+6l membentuk ikatan
glikosidik dengan atom C/ pada residu glukosa terminal glikogen, sehingga
membebaskan uridin di#os#at. $eaksi ini dikatalisir oleh en3im glikogen sintase.
*olekul glikogen yang sudah ada sebelumnya (disebut glikogen primer) harus ada
untuk memulai reaksi ini. 6likogen primer selanutnya dapat terbentuk pada
primer protein yang dikenal sebagai glikogenin.
/. Glikogenolisis
6likogenolisis adalah lintasan metabolisme yang digunakan oleh tubuh, selain
glukoneogenosis, untuk menaga keseimbangan kadar glukosa di dalam plasma darah
untuk menghindari simtoma hipoglisemia. ada glikogenolisis, glikogen digradasi
berturutturut dengan 8 en3im, glikogen #os#orilase, glukosidase, #os#oglukomutase,
menadi glukosa. Hormon yang berperan pada lintasan ini adalah glukagon dan
adrenalin.
Tahap pertama penguraian glikogen adalah pembentukan glukosa 1#os#at.
7erbeda dengan reaksi pembentukan glikogen, reaksi ini tidak melibatkan G+
glukosa, dan en3imnya adalah glikogen #os#orilase. !elanutnya glukosa 1#os#at
diubah menadi glukosa %#os#at oleh en3im yang sama seperti pada reaksi
kebalikannya (glikogenesis) yaitu #os#oglukomutase.
Tahap reaksi berikutnya adalah pembentukan glukosa dari glukosa %#os#at.
7erbeda dengan reaksi kebalikannya dengan glukokinase, dalam reaksi ini en3im lain,
glukosa %#os#atase, melepaskan gugus #os#at sehigga terbentuk glukosa. $eaksi ini
tidak menghasilkan -T dari -+ dan #os#at.
10
-
7/24/2019 pembahasan metabolisme
11/21
6lukosa yang terbentuk inilah nantinya akan digunakan oleh sel untuk
respirasi sehingga menghasilkan energi, yang energi itu terekam " tersimpan dalam
bentuk -T.
. Glukoneogenesis
6lukoneogenesis adalah lintasan metabolisme yang digunakan oleh tubuh,
selain glikogenolisis, untuk menaga keseimbangan kadar glukosa di dalam plasma
darah untuk menghindari simtoma hipoglisemia. ada lintasan glukoneogenesis,
sintesis glukosa teradi dengan substrat yang merupakan produk dari lintasan
glikolisis, seperti asam piruat, asam suksinat, asam laktat, asam oksaloasetat,terkeuali0
Fos!o)iruat , Piruat kinase , (DP 3 Piruat , (%P
Fruktosa-/P , Fos!o!rukto kinase , (%P 3 Fruktosa-1/-4Pt , (DP
Glukosa , 5eksokinase , (%P 3 Glukosa-/P , (DP
=n3im glikolitik yang terdiri dari glukokinase, #os#o#ruktokinase, dan piruat
kinase mengkatalisis reaksi yang ireersibel sehingga tidak dapat digunakan untuk
sintesis glukosa. +engan adanya tiga tahap reaksi yang tidak reersibel tersebut, maka
proses glukoneogenesis berlangsung melalui tahap reaksi lain. $eaksi tahap pertama
glukoneogenesis merupakan suatu reaksi kompleks yang melibatkan beberapa en3im
dan organel sel (mitokondrion), yang diperlukan untuk mengubah piruat menadi
malat sebelum terbentuk #os#oenolpiruat.
6. Proses Glukoneogenesis
-sam laktat yang teradi pada proses glikolisis dapat dibawa oleh darah ke
hati. +isini asam laktat diubah menadi glukosa kembali melalui serangkaian reaksi
dalam suatu proses yang disebut glukoneogenesis (pembentukan gula baru).
11
-
7/24/2019 pembahasan metabolisme
12/21
ada dasarnya glukoneogenesis ini adalah sintesis glukosa dari senyawa
senyawa bukan karbohidrat, misalnya asam laktat danbeberapa asam amino. roses
glukoneogenesis berlangsung terutama dalam hati.
Aalaupun proses glukoneogenesis ini adalah sintesis glukosa, namun bukan
kebalikandari proses glikolisis karena ada tiga tahap reaksi dalam glikolisis yang tidak
reersible, artinya diperlukan en3im lain untuk kebalikannya.
6lukosa @ -T heksokinase 6lukosa%os#at @ -+
ruktosa%pos#at @ -T #os#oruktokinase #ruktosa 1,% dipos#at @ -+
os#oenol piruat @ -+ piruatkinase asam piruat @ -T
+engan adanya tiga tahap reaksi yang tidak reersible tersebut, maka proses
glukoneogenesis berlangsung melalui tahap reaksi lain, yaitu 0
os#oenolpiruat dibentuk dari asam piruat melalui pembentukan asam
oksaloasetat.
(a) asam piruat @ CO2@ -T @ H2O asam oksalo asetat @-+ @ os#at @ 2H@
(b) oksalo asetat @ guanosin tri#os#at #os#oenol piruat @guanosin di#os#at @ CO2
$eaksi (a) menggunakan katalis piruatkarboksilase dan reaksi (b)menggunakan
#os#oenolpiruat karboksilase.
4umlah reaksi (a) dan (b) ialah 0 asam piruat @ -T @ 6T @ H2O @ #os#oenol
piruat @ -+ @6+ @ #os#at@ 2H@
ruktosa%#os#at dibentuk dari #ruktosa1,%di#os#at dengan ara hidrolisis oleh
en3im #ruktosa1,%di#os#atase.
6lukosa dibentuk dengan ara hidrolisis glikosa%#os#at dengan katalisglukosa%
#os#atase.glukosa%#os#at @ H2O glukosa @ #os#at.
II. Metabolisme 7i)id
>ipid adalah molekulmolekul biologis yang tidak larut di dalam air tetapi larut di
dalam pelarutpelarut organik.
Jenis-Jenis 7i)id dan (sam 7emak
Terdapat beberapa enis lipid yaitu0
1) -sam lemak, terdiri atas asam lemak enuh dan asam lemak tak enuh.
2) 6liserida, terdiri atas gliserida netral dan #os#ogliserida.
8) >ipid kompleks, terdiri atas lipoprotein dan glikolipid./) 9on gliserida, terdiri atas s#ingolipid, steroid dan malam.
12
-
7/24/2019 pembahasan metabolisme
13/21
-sam lemak merupakan asam monokarboksilat rantai panang. -dapun rumus
umum dari asam lemak adalah0
85"9852:n85 atau 8n52n,1-85
$entang ukuran dari asam lemak adalah C12 sampai dengan C2/. -da dua
maam asam lemak yaitu0
1. -sam lemak enuh (saturated fatty acid)
-sam lemak ini tidak memiliki ikatan rangkap
2. -sam lemak tak enuh (unsaturated fatty acid)
-sam lemak ini memiliki satu atau lebih ikatan rangkap
Fungsi li)id
-da beberapa #ungsi lipid di antaranya0
1. !ebagai penyusun struktur membran sel
+alam hal ini lipid berperan sebagai barier untuk sel dan mengatur aliran
materialmaterial.
2. !ebagai cadangan energi
>ipid disimpan sebagai aringan adiposa". !ebagai hormon danitamin
Hormon mengatur komunikasi antar sel, sedangkan itamin membantu
regulasi prosesproses biologis
>ipid yang kita peroleh sebagai sumber energi utamanya adalah dari lipid
netral, yaitu trigliserid (ester antara gliserol dengan 8 asam lemak). !eara ringkas,
hasil dari penernaan lipid adalah asam lemak dan gliserol, selain itu ada uga yang
masih berupa monogliserid. Karena larut dalam air, gliserol masuk sirkulasi portal
(ena porta) menuu hati. -samasam lemak rantai pendek uga dapat melalui alur
ini.
!ebagian besar asam lemak dan monogliserida karena tidak larut dalam air,
maka diangkut oleh miselus (dalam bentuk besar disebut emulsi) dan dilepaskan ke
dalam sel epitel usus (enterosit). +i dalam sel ini asam lemak dan monogliserida
segera dibentuk menadi trigliserida (lipid) dan berkumpul berbentuk gelembung yang
disebut kilomikron. !elanutnya kilomikron ditransportasikan melalui pembuluh lim#e
13
-
7/24/2019 pembahasan metabolisme
14/21
dan bermuara pada ena kaa, sehingga bersatu dengan sirkulasi darah. Kilomikron
ini kemudian ditransportasikan menuu hati dan aringan adiposa.
+i dalam selsel hati dan aringan adiposa, kilomikron segera dipeah menadi
asamasam lemak dan gliserol. !elanutnya asamasam lemak dan gliserol tersebut,
dibentuk kembali menadi simpanan trigliserida. roses pembentukan trigliserida ini
dinamakan esteri#ikasi. !ewaktuwaktu ika kita membutuhkan energi dari lipid,
trigliserida dipeah menadi asam lemak dan gliserol, untuk ditransportasikan menuu
selsel untuk dioksidasi menadi energi. roses pemeahan lemak aringan ini
dinamakan lipolisis. -sam lemak tersebut ditransportasikan oleh albumin ke aringan
yang memerlukan dan disebut sebagai asam lemak bebas (free fatty acid/FFA).
!eara ringkas, hasil akhir dari pemeahan lipid dari makanan adalah asam
lemak dan gliserol. 4ika sumber energi dari karbohidrat telah menukupi, maka asam
lemak mengalami esteri#ikasi yaitu membentuk ester dengan gliserol menadi
trigliserida sebagai adangan energi angka panang. 4ika sewaktuwaktu tak tersedia
sumber energi dari karbohidrat barulah asam lemak dioksidasi, baik asam lemak dari
diet maupun ika harus memeah adangan trigliserida aringan. roses pemeahan
trigliserida ini dinamakan lipolisis.
roses oksidasi asam lemak dinamakan oksidasi beta dan menghasilkan asetil
Ko-. !elanutnya sebagaimana asetil Ko- dari hasil metabolisme karbohidrat dan
protein, asetil Ko- dari alur inipun akan masuk ke dalam siklus asam sitrat sehingga
dihasilkan energi. +i sisi lain, ika kebutuhan energi sudah menukupi, asetil Ko-
dapat mengalami lipogenesis menadi asam lemak dan selanutnya dapat disimpan
sebagai trigliserida.
7eberapa lipid non gliserida disintesis dari asetil Ko-. -setil Ko- mengalami
kolesterogenesis menadi kolesterol. !elanutnya kolesterol mengalami
steroidogenesis membentuk steroid. -setil Ko- sebagai hasil oksidasi asam lemak
uga berpotensi menghasilkan badanbadan keton (aseto asetat, hidroksi butirat dan
aseton). roses ini dinamakan ketogenesis. 7adanbadan keton dapat menyebabkan
gangguan keseimbangan asambasa yang dinamakan asidosis metabolik. Keadaan ini
dapat menyebabkan kematian.
14
-
7/24/2019 pembahasan metabolisme
15/21
Kolesterol
Aseto asetat
hidroksi butirat Aseton
Steroid
Steroidogenesis
Kolesterogenesis
Ketogenesis
Diet
Liid
Karbohidrat
!rotein
Asa" le"ak
#rigliserida
Asetil$KoA
%steri&kasi Liolisis
Liogenesis'ksidasi beta
Siklus asa" sitrat
A#!
('2
)2'
* A#!
Ikhtisar metabolisme lipid
III. Metabolisme Protein
rotein adalah bagian dari semua sel hidup dan merupakan bagian terbesar tubuh
sesudah air. !emua en3im, berbagai hormon, pengangkut 3at3at gi3i dan darah adalah
protein.
rotein (asal kata protosdaribahasa
-
7/24/2019 pembahasan metabolisme
16/21
berperan sebagai sumber asam aminobagi organismeyang tidak mampu membentuk
asam amino tersebut (heterotro#).
rotein merupakan salah satu daribiomolekulraksasa, selainpolisakarida,lipid,
danpolinukleotida, yang merupakan penyusun utama makhluk hidup.!elain itu, protein
merupakan salah satu molekulyang paling banyak diteliti dalam biokimia. rotein
ditemukan oleh4Jns 4akob 7er3eliuspada tahun1E8E.
7iosintesis protein alami sama dengan ekspresi genetik.Kode genetikyang
dibawa +9-ditranskripsimenadi$9-, yang berperan sebagai etakan
bagi translasiyang dilakukanribosom.
!ampai tahap ini, protein masih ImentahI, hanya tersusun dari asam amino
proteinogenik. *elalui mekanisme pasatranslasi, terbentuklah protein yang memiliki
#ungsi penuh seara biologi.
rotein adalah bagian dari semua sel hidup dan merupakan bagian terbesar tubuh
sesudah air. !emua en3im, berbagai hormon, pengangkut 3at3at gi3i dan darah adalah
protein.
%rans)ort Protein
rotein diabsorpsi di usus halus dalam bentuk asam amino masuk darah
+alam darah asam amino disebar keseluruh sel untuk disimpan
+idalam sel asam amino disimpan dalam bentuk protein (dengan menggunakanen3im)
Hati merupakan aringan utama untuk menyimpan dan mengolah protein
Penggunaan Protein 0ntuk &nergi
4ika umlah protein terus meningkat protein sel dipeah adi asam amino untuk
diadikan energi atau disimpan dalam bentuk lemak
emeahan protein adi asam amino teradi di hati dengan proses0 deaminasi atau
transaminasi
+eaminasi0 proses pembuangan gugus amino dari asam amino Transaminasi0 proses perubahan asam amino menadi asam keton
Pemecahan Protein
1. Transaminasi0
alanin , al!a-ketoglutarat 3 )iruat , glutamat
2. +iaminasi0
asam amino , '(D, 3 asam keto , '5"
9H8 merupakan raun bagi tubuh, tetapi tidak dapat dibuang oleh
ginal harus diubah dahulu adi urea (di hati) agar dapat dibuang oleh ginal
16
http://id.wikipedia.org/wiki/Asam_aminohttp://id.wikipedia.org/wiki/Organismehttp://id.wikipedia.org/wiki/Biomolekulhttp://id.wikipedia.org/wiki/Polisakaridahttp://id.wikipedia.org/wiki/Polisakaridahttp://id.wikipedia.org/wiki/Lipidhttp://id.wikipedia.org/wiki/Lipidhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Polinukleotida&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Makhluk_hiduphttp://id.wikipedia.org/wiki/Makhluk_hiduphttp://id.wikipedia.org/wiki/Molekulhttp://id.wikipedia.org/wiki/J%C3%B6ns_Jakob_Berzeliushttp://id.wikipedia.org/wiki/J%C3%B6ns_Jakob_Berzeliushttp://id.wikipedia.org/wiki/J%C3%B6ns_Jakob_Berzeliushttp://id.wikipedia.org/wiki/1838http://id.wikipedia.org/wiki/Ekspresi_genetikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Ekspresi_genetikhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kode_genetik&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/DNAhttp://id.wikipedia.org/wiki/Transkripsihttp://id.wikipedia.org/wiki/RNAhttp://id.wikipedia.org/wiki/RNAhttp://id.wikipedia.org/wiki/Translasihttp://id.wikipedia.org/wiki/Ribosomhttp://id.wikipedia.org/wiki/Ribosomhttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_aminohttp://id.wikipedia.org/wiki/Organismehttp://id.wikipedia.org/wiki/Biomolekulhttp://id.wikipedia.org/wiki/Polisakaridahttp://id.wikipedia.org/wiki/Lipidhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Polinukleotida&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Makhluk_hiduphttp://id.wikipedia.org/wiki/Molekulhttp://id.wikipedia.org/wiki/J%C3%B6ns_Jakob_Berzeliushttp://id.wikipedia.org/wiki/1838http://id.wikipedia.org/wiki/Ekspresi_genetikhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kode_genetik&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/DNAhttp://id.wikipedia.org/wiki/Transkripsihttp://id.wikipedia.org/wiki/RNAhttp://id.wikipedia.org/wiki/Translasihttp://id.wikipedia.org/wiki/Ribosom -
7/24/2019 pembahasan metabolisme
17/21
&kskresi '5"
9H8 tidak dapat diekskresi oleh ginal
9H8 harus dirubah dulu menadi urea oleh hati
4ika hati ada kelainan (sakit) proses perubahan 9H8 urea terganggu
penumpukan 9H8 dalam darah uremia 9H8 bersi#at raun merauni otak oma
Karena hati yang rusak disebut Koma hepatikum
Pemecahan Protein
+eaminasi maupun transaminasi merupakan proses perubahan protein 3at yang
dapat masuk kedalam siklus Krebs at hasil deaminasi"transaminasi yang dapat masuk siklus Krebs adalah0 al#a
ketoglutarat, suksinil ko-, #umarat, oksaloasetat, sitrat
#iklus Krebs
roses perubahan asetil ko- H @ CO2
roses ini teradi didalam mitokondria
engambilan asetil o- di sitoplasma dilakukan oleh0 oLalo asetat proses
pengambilan ini terus berlangsung sampai asetil o- di sitoplasma habis
17
-
7/24/2019 pembahasan metabolisme
18/21
Oksaloasetat berasal dari asam piruat
4ika asupan nutrisi kekurangan KH kurang as. iruat kurang oLaloasetat
;antai ;es)irasi
H hasil utama dari siklus Krebs ditangkap oleh arrier 9-+ menadi
9-+H
H dari 9-+H ditrans#er ke laoprotein Muinon sitokrom b sitokrom
sitokrom aa8 terus direaksikan dengan O2 H2O @ =
18
-
7/24/2019 pembahasan metabolisme
19/21
$angkaian trans#er H dari satu arrier ke arrier lainya disebut $antai respirasi
$antai $espirasi teradi didalam mitokondria trans#er atom H antar arrier
memakai en3im +ehidrogenase sedangkan reaksi H @ O2 memakai en3im
Oksidase.
Grutan arrier dalam rantai respirasi adalah0 9-+ laoprotein Muinon
sitokrom b sitokrom sitokrom aa8 direaksikan dengan O2 H2O @ =.
Fos!orilasi ksidati!
+alam proses rantai respirasi dihasilkan energi yang tinggi energi tsb
ditangkap oleh -+ untuk menambah satu gugus #os#at menadi -T
os#orilasi oksidati# adalah proses pengikatan #os#or menadi ikatan berenergi tinggi
dalam proses rantai respirasi
os#orilasi oksidati# proses merubah -+ -T
Kreatin Dan Kreatinin
Kreatin disintesa di hati dari0 metionin, glisin dan arginin
+alam otot rangka di#os#orilasi membentuk #os#orilkreatin (simpanan energi)
istirahat
Kreatin,(%P Fos!orilkreatin3Kreatinin
gerak urine
19
-
7/24/2019 pembahasan metabolisme
20/21
4(4 III
P&'0%0P
KIMP07('
*etabolisme adalah semua reaksi kimia yang teradi di dalam organisme, termasukyang teradi di tingkat selular. !eara umum, metabolisme memiliki dua arah lintasan reaksi
kimia organik. Katabolisme, yaitu reaksi yang mengurai molekul senyawa organik untuk
mendapatkan energi. -nabolisme, yaitu reaksi yang merangkai senyawa organik dari
molekulmolekul tertentu, untuk diserap oleh sel tubuh.
!etiap arah metabolisme, reaksi kimiawi melibatkan seumlah substrat yang bereaksi
dengan dikatalisis en3im pada enangenang reaksi guna menghasilkan senyawa
intermediat, yang merupakan substrat pada enang reaksi berikutnya.!elain itu , peranan
utama karbohidrat di dalam tubuh adalah menyediakan glukosa bagi selsel tubuh, yang
kemudian diubah menadi energi. 6lukosa memegang peranan sentral dalam metabolisme
karbohidrat. 4aringan tertentu hanya memperoleh energi dari karbohidrat seperti sel darah
merah serta sebagian besar otak dan sistem sara#.!edangkan protein merupakan suatu bahan
yang penting dalam tubuh karena #ungsinya yang beragam, terutama sebagai struktural tubuh,
katalitik, dan sinyal dalam tubuh dan >ipid adalah molekulmolekul biologis yang tidak larut
di dalam air tetapi larut di dalam pelarutpelarut organik.
20
-
7/24/2019 pembahasan metabolisme
21/21
D(F%(; P0#%(K(
7runner !uddarth. 2&&2.Buku Ajar Keperawatan Medikal Bedah. =disi E. =6C0 4akarta.
Colby, 1??2.Ringkasan Biokimia arper. =6C0 4akarta.
6anong, Ailliam.. 2&&E.Buku ajar fisiologi kedokteran. =disi 2&. =6C0 4akarta
Harper, $odwell, *ayes, 1?NN,Re!iew of "hysiological #hemistry$
Harasasmita, 1??%.Ikhtisar Biokimia dasar B. KG50 4akarta.
oediadi, !upriyanti, 2&&N$ %asar&dasar Biokimia.G5 ress0 4akarta.
!udoyo,-ru dkk. 2&&%.Buku Ajar Ilmu "enyakit %alam. 4ilid 8,=disi /. KG50 4akarta.
Toha, 2&&1.Biokimia Metabolisme Biomolekul. -l#abeta0 7andung.
Airahadikusumah, 1?E'.Metabolisme 'nergi( Karbohidrat dan )ipid. 5T7. 7andung
21