Download
1 / 45

METABOLISME KARBOHIDRAT - PowerPoint PPT Presentation


  • 560 Views
  • Uploaded on

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.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' METABOLISME KARBOHIDRAT' - calvin


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

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




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.


Fasainvestasienergi


Fasaproduksienergi


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


Jalur metabolisme piruvat

Glikolisis aerob

Glikolisis anaerob


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.



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 monosakarida

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



Jalurmasukfruktosadidalam liver


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


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.


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.



  • 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


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?


Oksidasi, transport elektron, danfosforilasioksidatif


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.



Oksidasi Biologi

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


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.



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


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.


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?


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


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.


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.


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?



ad