Metabolisme karbohidrat
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 45

METABOLISME KARBOHIDRAT PowerPoint PPT Presentation


  • 365 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

METABOLISME KARBOHIDRAT. Metabolisme. Total semua aktivitas kimia dalam sel  metabolisme selular Katabolisme : proses degradasi , melepaskan energi  reaksi eksergonik Anabolisme : proses biosintesis , membutuhkan energi  reaksi endergonik. Jalur Metabolisme Karbohidrat.

Download Presentation

METABOLISME KARBOHIDRAT

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Metabolisme karbohidrat

METABOLISME KARBOHIDRAT


Metabolisme karbohidrat

Metabolisme

Total semuaaktivitaskimiadalamsel metabolismeselular

Katabolisme: prosesdegradasi, melepaskanenergi  reaksieksergonik

Anabolisme: prosesbiosintesis, membutuhkanenergi  reaksiendergonik


Jalur metabolisme karbohidrat

JalurMetabolismeKarbohidrat


Jalur utama metabolisme energi

Jalurutamametabolismeenergi

Glikolisis

Siklus asam sitrat

Transport elektron


Metabolisme karbohidrat

Glikolisis


Glikolisis

Glikolisis


Fasa dalam jalur glikolisis

Fasadalamjalurglikolisis

  • 10 Reaksi antara glukosa dan piruvat dapat dianggap terdiri dari dua fasa yang berbeda:

  • Fasa investasi energi dimana ATP digunakan untuk pembentukan gula fosfat.

  • Fasa produksi energi. Pada tahap ini triosa fosfat dikonversi menjadi senyawa berenergi tinggi, dimana fosfatnya ditransfer ke ADP untuk sintesis ATP.


Metabolisme karbohidrat

Fasainvestasienergi


Metabolisme karbohidrat

Fasaproduksienergi


Metabolisme karbohidrat

Enzimdanintermediet yang terlibatdalamglikolisis


Learning check

Learning Check

  • Molekul karbohidrat sederhana (glukosa) di dalam tubuh dimetabolisme melalui tiga jalur utama, yaitu?

  • Tuliskan tahapan jalur metabolisme pengubahan molekul karbohidrat menjadi energi?

  • Apakah nama senyawa yang dihasilkan dari reaksi glikolisis?

  • Tuliskan nama senyawa yang dihasilkan pada glikolisis aerob dan anaerob


Metabolisme karbohidrat

Jalur metabolisme piruvat

Glikolisis aerob

Glikolisis anaerob


Metabolisme karbohidrat

Fermentasilaktat

  • Fermentasi laktat terjadi dalam organisme anaerob atau dalam sel aerob yang menjalani glikolisis dengan kecepatan tinggi.

    • Di dalam tipe sel ini, NADH yang dihasilkan dalam glikolisis tidak dapat direoksidasi menjadi NAD+. Ketika situasi ini terjadi NADH dioksidasi menjadi NAD+ melalui reduksi piruvat menjadi laktat.

    • Enzim yang mengkatalisis reduksi piruvat menjadi laktat adalah laktat dehidrogenase.

  • Fakta baru:

    • Laktat bukanlah metabolit terakhir karena laktat dapat dikonversi kembali menjadi piruvat.

    • Fermentasi laktat juga terjadi pada kondisi oksigen normal, 50% glukosa dikonversi menjadi laktat.  menunjukan adanya koordinasi penyimpanan dan produk energi antar jaringan yang berbeda, tetapi mekanismenya belum jelas.


Metabolisme karbohidrat

Fermentasi etanol


Metabolisme karbohidrat

Energi dari glikolisis aerob dan anaerob

Glikolisis anaerob:

  • Fermentasi laktat:

    Glukosa + 2 ADP + 2Pi  2 Laktat + 2 ATP + 2 H2O

  • Fermentasi etanol

    Glukosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 H+ 2 etanol + 2 CO2 + 2 ATP + 2 H2O

    Glikolisis aerob:

    Glukosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+  2 Piruvat + 2 ATP + 2 H2O + 2 NADH + 2 H+

  • Reoksidasi NADH  1 mol NADH  3 mol ATP

  • Total ATP yang diperoleh per mol glukosa = 8 mol


Metabolisme karbohidrat

Metabolisme monosakarida

  • Heksokinase dapat memfosforilasi gula2 lain selain D-glukosa, sehingga monosakarida lain (galaktosa, fruktosa, dan manosa) dapat masuk ke dalam jalur glikolisis.


Metabolisme karbohidrat

Konversi galaktosa menjadi glukosa


Metabolisme karbohidrat

Jalurmasukfruktosadidalam liver


Metabolisme karbohidrat

Metabolisme Disakarida

  • Enzim maltase

    Maltosa + H2O  2 D-Glukosa

  • Enzim Laktase

    Laktosa + H2O  D-galaktosa + D-glukosa

  • Enzim sukrase

    Sukrosa + H2O  D-fruktosa + D-glukosa


Metabolisme karbohidrat

SiklusAsamSitrat


Siklus asam sitrat

Siklusasamsitrat

  • Molekul-molekul metabolit yang masuk ke dalam siklus asam sitrat tidak hanya berasal dari karbohidrat tetapi juga dari protein atau lipid  Semua jalur katabolisme memusat di siklus asam sitrat.

  • Pada siklus asam sitrat, seluruh metabolit yang masuk dioksidasi menjadi CO2.


Metabolisme karbohidrat

Strategi siklus asam sitrat

  • Siklus asam sitrat adalah respirasi tahap kedua. Di dalam siklus ini, dua karbon dari asetil-CoA bergabung dengan oksaloasetat membentuk senyawa berkarbon enam (sitrat).

  • Bagian pertama dari siklus asam sitrat, dua karbon dari sitrat dioksidasi menjadi CO2, menghasilkan senyawa berkarbon empat teraktivasi (sucinil-CoA).

  • Pada tahap kedua, sucinil-CoA dikonversi kembali menjadi oksaloasetat, sehingga proses siklus dapat dimulai lagi.

  • Dalam setiap siklus, dua karbon ditambahkan tetapi dua karbon dioksidasi menjadi CO2. Jadi totalnya tidak ada inkorporasi karbon dari asetil-CoA pada setiap siklus.


Metabolisme karbohidrat

Strategi siklus asam sitrat


Metabolisme karbohidrat

  • Fasa siklus asam sitrat

  • Fasa pertama (reaksi 1-4) adalah reaksi pemasukan dan pelepasan dua atom C.

  • Fasa kedua (reaksi 5-8) adalah regernerasi oksaloasetat


Metabolisme karbohidrat

Stoikiometridanenergetikasiklusasamsitrat

  • Reaksi kimia total dalam siklus asam sitrat:

    Asetil-CoA + 2H2O + 3NAD+ + FAD + GDP + Pi  2CO2 + 3NADH + 3H+ + FADH2 + CoA-SH + GTP

  • Bila glikolisis dan dekarboksilasi piruvat disertakan, maka reaksi totalnya menjadi

    Glukosa + 6H2O + 10NAD+ + 2FAD + 4ADP + 4Pi  6CO2 + 10NADH + 10H+ + 2FADH2 + 4ATP

  • Hingga siklus asam sitrat tidak banyak ATP yang terbentuk secara langsung. Sebagian besar ATP diperoleh secara tidak langsung melalui reoksidasi NADH dan FADH2 yang berlangsung sangat eksergonik.

    1 mol NADH  3 mol ATP

    1 mol FADH2  2 mol ATP

  • Total ATP yang dapat diperoleh adalah 38 mol.


Learning check1

Learning Check

  • Berapakah jumlah energi yang dihasilkan dari glikolisis anaerob (fermentasi asam laktat dan etanol) dan glikolisis aerob?

  • Bagaimana metabolisme monoskarida selain glukosa (galaktosa, fruktosa dan manosa)?

  • Berapa total energi yang dihasilkan dari siklus asam sitrat dan senyawa apakah yang dihasilkan?


Metabolisme karbohidrat

Oksidasi, transport elektron, danfosforilasioksidatif


Metabolisme karbohidrat

Prosesrespirasi

  • Sel anaerob:

    • 2 mol ATP

    • NADH direoksidasi secara langsung melalui reduksi piruvat menjadi laktat/etanol.

  • Sel aerob:

    • 4 mol ATP

    • 10 mol NADH dan 2 mol FADH2. Reoksidasi kedua molekul berlangsung melalui transfer elektron secara bertahap dari bentuk tereduksi hingga oksigen.


Transport elektron fosforilasi oksidatif

Transport elektron/fosforilasioksidatif

Oksidasi dalam siklus asam sitrat menghasilkan molekul2 pembawa elektron dalam bentuk tereduksi dimana reoksidasi molekul2 ini akan mendorong biosintesis ATP, utamanya melalui proses rantai respirasi-transport elektron dan fosforilasi oksidatif.


Metabolisme karbohidrat

Mitokondria


Metabolisme karbohidrat

Oksidasi Biologi

  • Transport elektron dalam mitokondria berlangsung melalui deretan reaksi oksidasi dan reduksi (redoks).


Metabolisme karbohidrat

Potensial reduksi elektron carrier

  • Untuk elektron yang masuk rantai respirasi sebagai NADH, reaksi keseluruhannya diberikan oleh persamaan reaksi berikut:

    NADH + H+ + ½ O2 NAD+ + H2O

    Reaksi ini sangat eksergonik, sehingga reokidasi 1 mol NADH dapat digunakan untuk mendorong sintesis 3 mol ATP.


Metabolisme karbohidrat

Urutan transfer elektron berdasarkan potensial reduksi


Metabolisme karbohidrat

Fosforilasi oksidatif

  • Fosforilasi oksidatif adalah suatu proses dimana oksidasi biologis akhirnya dikonversi menjadi energi kimia dalam bentuk ATP.

  • Mekanisme fosforilasi oksidatif lebih rumit dibanding fosforilasi level substrat seperti pada glikolisis dan siklus asam sitrat.

  • “Anyone who is not confused about oxidative phosphorylation just doesn’t understand the situation”

    Efraim Racker, scientist leader in the field of oxidative phosphorylation


Metabolisme karbohidrat

Rasio P/O: ukuran efisiensi fosforilasi oksidatif.

  • Efisiensi fosforilasi oksidatif ditentukan dari nilai rasio P/O, yaitu jumlah molekul ATP yang disintesis per pasangan elektron.

  • Secara eksperimen, nilai P/O diukur dari isolat mitokondria dalam sel dengan menentukan jumlah ATP yang disintesis per molekul oksigen yang direduksi menjadi air dalam tahap akhir transport elektron.

  • Jumlah relatif ATP yang dibuat per pasangan elektron yang masuk sistem transport elektron bervariasi.

    • Elektron yang masuk pada kompleks I dari NADH memiliki nilai P/O = 3/1, sedankan elektron yang masuk pada kompleks II memiliki nilai P/O = 2/1.


Metabolisme karbohidrat

Rasio P/O

1 mol NADH  3 mol ATP

1 mol FADH2  2 mol ATP


Learning check2

Learning Check

  • Apakah fungsi dari proses transfer elektron atau fosforilasi oksidatif?

  • Di manakah tempat berlangsungnya proses transfer elektron dan partikel apakah yang ditransfer dari satu akseptor ke akseptor lainnya?

  • Apakah nama akseptor elektron terakhir pada reaksi fosforilasi oksidatif?


Metabolisme karbohidrat

Stoikiometri glikolisis anaerob dan aerob

  • Glikolisis anaerob:

    C6H12O6 + 2 ADP + 2 Pi  2 laktat + 2 H+ + 2 H2O + 2 ATP

  • Glikolisis aerob:

    C6H12O6 + 38 ADP + 38 Pi + 6 O2 6 CO2 + 44 H2O + 38 ATP


Metabolisme karbohidrat

Katabolisme polisakarida

  • Didalam metabolisme hewan ada dua sumber glukosa yang diperoleh dari polisakarida:

  • Dari pencernaan polisakarida yang terdapat pada makanan. Tepung dari tanaman, dan glikogen dari daging.

  • Dari mobilisasi cadangan glikogen.


Metabolisme karbohidrat

Pencernaanglikogendantepung

-amilase dalam saliva memotong ikatan (14).

Di dalam usus pencernaan dilanjutkan, dibantu oleh -amilase yang disekresi oleh pankreas.

-amilase tidak dapat memotong ikatan pada cabang [(16)]. Sisa pemotongan oleh -amilase, disebut limit dextran.

Ikatan pada cabang kemudian dipotong oleh enzim (16)-glukosidase, sehingga terekspos group baru yang berikatan (14).

Glukosa dan beberapa maltosa kemudian diserap dan melalui aliran darah ditransport ke seluruh jaringan untuk dimanfaatkan.


Metabolisme karbohidrat

Quiz

  • Senyawa apakah yang menimbulkan rasa pegal di otot pada proses glikolisis anaerob (sel kekurangan oksigen)?

  • Bagaimana proses katabolisme senyawa disakarida seperti sukrosa dan laktosa diubah menjadi energi?

  • Apakah peran ubiquinon, cytocrome a, b & c pada proses transfer elektron?

  • Berapa total energi yang dihasilkan pada respirasi aerob setelah melewati proses fosforilasi oksidatif?


Terima kasih

Terima Kasih


  • Login