1 / 36

Jalur Metabolisme

Jalur Metabolisme. Metabolisme. Karmanto, S.Si, M.Sc. Oleh : Karmanto S.Si, M.Sc. METABOLISME. Metabolisme : reaksi enzimatis di dalam sel hidup yang diatur dengan sangat cermat dan merupakan aktivitas sel yang mutlak diperlukan serta melibatkan banyak sistem multienzim Fungsi metabolisme

jody
Download Presentation

Jalur Metabolisme

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. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. JalurMetabolisme Metabolisme Karmanto, S.Si, M.Sc. Oleh : Karmanto S.Si, M.Sc.

  2. METABOLISME • Metabolisme: reaksi enzimatis di dalam sel hidup yang diatur dengan sangat cermat dan merupakan aktivitas sel yang mutlak diperlukan serta melibatkan banyak sistem multienzim • Fungsi metabolisme • Mendapatkan tenaga kimia dari pemecahan nutrien dari sekitarnya / dari sinar matahari yang diserap • Mengubah molekul nutrien menjadi senyawa dasar / prekursor untuk pembentukan makromolekul • Menyusun senyawa dasar menjadi protein, asam nukleat, lipid, dan polisakarida

  3. METABOLISME (lanjt.) • Katabolisme: Tahap pemecahan nutrien organik (karbohidrat, lipid dan protein) yang datang baik dari lingkungan maupun timbunan nutrien sel itu sendiri dipecah menjadi senyawa yang lebih kecil  untuk mendapatkan tenaga berupa ATP • Anabolisme: Tahap pembentukan/biosintesis, yaitu biosintesis komponen sel seperti asam nukleat, protein, polisakarida dan lipid dari prekursornya. Proses ini membutuhkan tenaga berupa ATP.

  4. JALUR KATABOLISME Jalur katabolisme ada 3 tahap: • Tahap I Makromolekul (karbohidrat, lipid dan protein) dipecah menjadi buildingblocknya • Tahap II Senyawa yang terbentuk pada tahap I dipecah lagi menjadi senyawa yang lebih sederhana (senyawa dengan 3 karbon) kemudian diubah menjadi unit 2 karbon (asetil-CoA). Demikian juga asam amino dan asam lemak. Jadi, asetil-CoA merupakan produk pemecahan tahap II pada katabolisme • Tahap III Gugus asetil dari asetil-CoA dipakai sebagai bahan dasar untuk siklus asam trikarboksilat (TCA cycle/siklus Krebs/siklus asam sitrat). Siklus ini merupakan jalur dimana semua nutrien penghasil energi dioksidasi menjadi CO2, H2O dan amonia sebagai hasil akhir

  5. JALUR UTAMA METABOLISME

  6. ANABOLISME & KATABOLISME Jalur anabolisme bukan kebalikan jalur katabolisme. Hal ini disebabkan: • Tenaga Tenaga yang dihasilkan oleh katabolisme jumlahnya tertentu • Enzim Enzim untuk anabolisme tidak sama dengan enzim untuk katabolisme • Letak enzim Letak enzim anabolisme dan katabolisme berlainan

  7. MetabolismeKarbohidrat, Lemak, dan Protein METABOLISME KARBOHIDRAT METABOLISMELEMAK METABOLISME PROTEIN Oleh : Karmanto S.Si, M.Sc.

  8. FOOD DIGESTION

  9. AlurMetabolisme POLISAKARIDA LIPID PROTEIN ASAM NUKLEAT GLISEROL MONOSAKARIDA AS. AMINO NUKLOTIDA AS. LEMAK GLIKOLISIS GLIUKOGENESIS GLUKOSA GLISERALDEHID -3-P PIRUVAT ASETIL-COA SIKLUS ASAM SITRAT CO2 FADH2, NADH O2 ADP TRANSFER ELEKTRON NH3 H2O ATP FAD, NAD

  10. JalurMetabolisme • Secaraumumadaempatgolonganmakromolekul yang didegradasidandisintesisdalamprosesmetabolismeyaitu protein, asamnukleat, polisakarida, danlemak. • Katabolisme protein diawalidengandegradasi protein menjadiasam amino yang selanjutnyamengikutiberbagaialurkatabolisme. • Adaasam amino yang berperandalambiosintesisnukleotida, ada yang mengikutialurglikolisispadaasampiruvat, ada yang diubahmenjadiasetilCoA, dansebagianjenisasam amino lain masukkesiklusasamsitrat. • NH3 yang tidakterpakaiuntukbiosintesisdisekresikandalambentuk NH3 , urea, danasamurat. • Anabolisme protein berintikanbiosintesisasam amino dariberbagaijalur yang merupakankebalikanjalurkatabolisme.

  11. JalurMetabolisme • Katabolismepolisakaridadimulaidengandegradasipolisakaridamenjadimonosakarida yang bisadigunakanuntukbiosintesisnukleotida. • Katabolismemonosakaaridaselanjutnyamengikutijalurglikolisis, siklusasamsitrat, danfosforilasioksidatif (transfer elektron) yang merupakanjalurutamakatabolisme. • Biosintesisglukosamenggunakansenyawaprekursorasampiruvatmengikutialurglukoneogenesis yang merupakankebalikanglikolisis.

  12. JalurMetabolisme • Katabolismenukleotidahasildegradasiasamnukleatdimulaidengankonversiribosamenjadimonosakarida lain yang nantinyamengikutialurglikolisis. • Basapurindanpirimidinmengalamikonversimenjadiasam amino sekaligusmengikutialurkatabolismenya. • Anaboliusme yang terjadimerupakankebalikankatabolismenya. • Gliserolhasildegradasilemakmengikutijalurglikolisis, sedangkanasamlemakdiubahmenjadiasetilCoA yang selanjutnyamengikutisiklusasamsitrat. • Anbolismelemakmengikutialur yang berkebalikandengankatabolismenya

  13. JalurMetabolisme • Fotosintesisadalahbagian lain darimetabolisme yang terjadipadatumbuhan. • Fotosintesismerupakansalahsatujalurbiosintesis (anabolisme) polisakarida. • Sintesisdilakukandari H2O dan CO2 menghasilkan gliseraldehid-3-fosfat melaluijalurglukoneogenesismenjadipolisakarida

  14. KontrolMetabolisme • Metabolisme terdiri atas ribuan reaksi kimia yang berjalan secara simultan. Hal ini menunjukan ada suatu mekanisme kontrol yang sangat baik sehingga dalam sistem yang begitu komplek dapat terjadi reaksi-reaksi spesifik yang terjadi secara bersama-sama. • Kontrol metabolisme dapat terjadi melalui berbagai mekanisme kontrol seperti : kontrol level enzim, aktivitas enzim, kompartemen, maupun pengendalian hormonal. KONTROL METABOLISME KARMANTO S.Si. M.Sc.

  15. KontrolMetabolisme • Kontrol enzim Enzim sebagai biokatalis berperan sentral dalam metabolisme. Konsentrasi enzim dalam suatu sel hidup akan meningkat seiring dengan bertambahnya jumlah substrat yang harus dikatalisis rekasinya. Efek ini disebut sebagai efek induksi. Secara umum kontrol level enzim dalam sel dapat terjadi melalui regulasi biosintesis proteinnya, maupun regulasi pada proses degradasi protein enzim. KONTROL METABOLISME KARMANTO S.Si. M.Sc.

  16. KontrolMetabolisme • Aktivitas enzim Aktivitas suatu enzim dapat dikendalikan dengan cara pengikatan ligan (dapat berupa substrat, produk, efektor) dan modifikasi kovalen molekul enzim. Pengikatan efektor secara allosterik untuk aktivasi maupun inhibisi aktivitas enzim merupakan mekanisme yang paling umum ditemui pada kontrol aktivitas enzim. Modifikasi kovalen terjadi pada sisi aktif enzim sehingga berpengaruh terhadap aktivitas enzim. Modifikasi yang terjadi bisa berupa fosforilasi, adenilasi, dan ADP ribolasi. Fosforilasi dan adenilasi terjadi pada enzim dengan gugus OH pada sisi aktifnya (sisi aktif terdiri dari asam amino tirosin dan serin), sedangakan ADP ribolasi terjadi pada enzim yang mempunyai sisi aktif dengan gugus NH2

  17. KontrolMetabolisme • Kompartemen Sistem kompartemen terjadi pada sel eukariotik dimana sel sudah terbagi atas organel-organeldengan fungsi masing-masing. Sistem kompartemen menjadikan reaksi metabolisme berjalan efisien, karena enzim yang berfungsi pada suatu organel dengan fungsi tertentu tidak terdapat pada organel lain. Proses-proses utama seperti glikolisis dan glukoneogenesis terjadi disitoplasma. Biosintesis protein terjadi di ribosom, replikasi DNA terjadi di dalam inti sel, sedangkan biosintesis rRNA terjadi di anak inti sel KONTROL METABOLISME KARMANTO S.Si. M.Sc.

  18. KontrolMetabolisme • Pengendalian hormonal Suatu perubahan atau reaksi kimia yang terjadi pada suatu sel seringkali dikarenakan adanya signal atau pesan dari jaringan lain. Mekanisme ini dikenal sebagai signal transduksi. Hormon dapat berperan menyampaikan signal transduksi di dalam tubuh. Hormon disintesis pada sel tertentu untuk dapat bereaksi dengan reseptor hingga suatu reaksi metabolisme terjadi. Prinsip mekanisme kontrol dengan hormon adalah interaksi antara hormon dengan reseptor yang kemudian diteruskan ke efektor hingga menyebabkan bentuk inaktif second messenger berubah menjadi aktif. Second messenger ini selanjutnya mengaktifkan berbagai enzim yang berperan dalam reaksi metabolisme.

  19. KontrolMetabolisme Contoh mekanisme Pengendalian hormonal Salah satu contoh mekanisme kontrol metabolisme secara hormonal adalah mekanisme sintesis glikogen dalam sel hati. Hormon yang terlibat adalah glukagon , transducer protein G, dan efektor adenilat siklase. Adenilat siklase akan mengkatifkan ATP siklis (C-AMP) yang merupakan second messenger yang mengkatalisis aktivasi enzim-enzim pada biosintesis glikogen KONTROL METABOLISME KARMANTO S.Si. M.Sc.

  20. KatabolismeKarbohidrat METABOLISME KARBOHIDRAT Oleh : Karmanto S.Si, M.Sc.

  21. KatabolismeKarbohidrat • Padaprosespencernaanmakanan, karbohidratmengalamiproseshidrolisisbaikdimulut, lambung, maupunusus. • Katabolismekarbohidratdimulaidengandegradasipolisakaridamenjadimonosakaridauntukdapatmengikutijalurglikolisis, siklusasamsitrat, danfosforilasioksidatif (transfer elektron) yang merupakanjalurutamakatabolisme METABOLISME KARBOHIDRAT

  22. GLIKOLISIS • Glikolisismerupakansalahsatutahapkatabolisme yang terdiridari 10 reaksi yang mengkonversi 1 molekulglukosamenjadi 2 molekulasampiruvat, 2 molekul ATP, dan 2molekul NADH. • Sepuluhreaksi yang terjadidalamprosesglikolisisdibagimenjadiduatahapyaknitahappenyimpananenergidantahapproduksienergi. METABOLISME KARBOHIDRAT

  23. GLIKOLISIS TahapPenyimpananEnergi TahapProduksiEnergi Glukosa (G) (2) Piruvat (Pyr) ATP ADP 2ADP 2ATP Glukosa 6 fosfat (G6P) (2) Fosfoenolpiruvat(PEP) H2O Fruktosa 6 fosfat (F6P) (2) 2-Fosfogliserat (2PG) ATP ADP Fruktosa 1,6 bifosfat (FBP) (2) 3-Fosfogliserat (3PG) Gliseraldehid -3P (G3P) Dihidroksiasetonfosfat (DHA) 2ADP 2ATP 2NAD++2Pi (2) Gliseraldehid-3P (G3P) (2) 1,3 bisfosfogliserat (BPG) 2NADH+2H+

  24. GLIKOLISIS TahapPenyimpananEnergi TahapProduksiEnergi Glukosa NAD+ +2Pi NAD++2Pi 2ATP P P 2ADP NADH+2H+ NADH+2H+ Fruktosa 1,6 bifosfat 2ADP 2ADP P P P P P P 2ATP 2ATP Gliseraldehid-3P P P Piruvat

  25. GLIKOLISIS • SecarakeseluruhanpadaprosesGlikolisis, dari 1 molekulglukosaakandihasilkan 2 molekul ATP, 2 molekul NADH yang dapatmemberikantambahan (ATP) melaluiproses transfer elektronpadarespirasi. • Reaksi total glikolisisadalahsebagaiberikut : • Glukosa + 2ADP + 2Pi + 2NAD+ 2piruvat + 2ATP + 2NADH + 2H+ + 2H2O • Pada sat tubuhkekuranganoksigenpiruvatakandiubahmenjadilaktat (selotot) atauetanol (padaragidanjaringan yang mempunyaienzimalkoholdehidrogenase). Reaksi total glikolisisadalahsebagaiberikut :

  26. GLIKOLISIS GULA SELAIN GLUKOSA • Monosakarida • Galaktosa, fruktosa, manosa • Disakarida • maltosa + H2O --------------> 2 D-glukosa • laktosa + H2O --------------> D-glukosa + D-galaktosa • sukrosa + H2O --------------> D-glukosa + D-fruktosa maltase laktase Sukrase

  27. GLIKOLISIS GULA SELAIN GLUKOSA Glikogen 2ADP 2ATP Laktosa Galaktosa Galaktosa-1P Glukosa-1P Maltosa Glukosa Glukosa -6P Manosa Manosa-6P Fruktosa Fruktosa -6P Sukrosa 2ADP 2ATP DHAP Fruktosa-1P Giseraldehid G3P

  28. SIKLUS ASAM SITRAT • Siklusasamsitratbukanmerupakanbagiankatabolismekarbohidratsaja, Karenajalurinimerupakanpusatprosesoksidasidimanasemuabahanbakar (karbohidrat, protein, dan lipid) mengalamireaksikatabolisme . METABOLISME KARBOHIDRAT

  29. Molekulmakanan GLIKOLISIS OKSIDASI PIRUVAT Sitoplasma

  30. CO2 Piruvat CoA-SH NAD+ NADH Asetil-CoA Sitoplasma CoA CoA NADH CoA-SH Mitochondrion NAD+ Molekul 4-karbon (prekursor) FADH2 Molekul 6-karbon NAD+ FAD2+ Molekul 4-karbon ATP NADH Molekul 5-karbon ADP CO2 CO2 NADH NAD+

  31. Transport ElektronElektron & FosforilasiOksidatif • Prosesglikolisisterjadidisitoplasma , oksidasiasampiruvat, oksidasiasamlemak, oksidasiasam amino, dansiklusasamsitratterjadidimatriksmitokondria. Prosesoksidasidengan transfer elektronterjadidimembrandalammitokondria. METABOLISME KARBOHIDRAT

  32. SecarakeseluruhanKatabolismepolisakarida : • Glikolisis : • Glukosa + 2ADP + 2Pi + 2NAD+ 2piruvat + 2ATP + 2NADH + • 2H+ + 2H2O • Oksidasipiruvat : • 2 Piruvat + 2 NAD+ + 2CoASH  2 asetil-CoA + 2NADH + 2 CO2 • Siklus TCA : • 2 asetil Co-A + 6 H2O + 2FAD + 2ADP + 2Pi  4 CO2 + 6NADH • + 2FADH2 + 2CoA-SH + 2 ATP • Rantairespirasi: • 10 NADH + 10 H+ + 5 O2 + 30 ADP + 30 Pi  10 NAD+ + 10 H2O • + 30 ATP • 2 FADH2 + 1/2 O2 + 4 ADP + 4 Pi  2 FAD + 2H2O + 4 ATP • Glukosa + 3 O2 +38 ADP + 38 Pi  6 CO2 + 6H2O + 38 ATP

  33. GANGGUAN METABOLISME KARBOHIDRAT

  34. DIABETES MELITUS

  35. KOMPLIKASI

More Related