32
METABOLISME INTERMEDIER Definisi : Bagian dari ilmu biokimia yang membahas cara-cara pembentukan molekul2 tubuh suatu makhluk hidup, cara perombakannya dan jumlah energi yang dihasilkan dalam bentuk ATP

metabolisme

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: metabolisme

METABOLISME INTERMEDIER

• Definisi : Bagian dari ilmu biokimia yang membahas cara-cara pembentukan molekul2 tubuh suatu makhluk hidup, cara perombakannya dan jumlah energi yang dihasilkan dalam bentuk ATP

Page 2: metabolisme

• Zat-zat kimia dari bahan makanan akan dipecah dalam tubuh makhluk hidup dengan tujuan :

• Memperoleh prekursor untuk membangun jaringan tubuh dan bagian lainnya (proses anabolisme)

• Menghasilkan energi yang diperlukan untuk aktivitas organsime tsb (proses katabolisme)

Page 3: metabolisme

METABOLISME KARBOHIDRAT

• Hrs diuraikan dulu mjd monosakarida• Monosakarida diserap tubuh dibawa ke hati selanjutnya

ditentukan :1. Disimpan dlm bentuk glikogen2. Diubah mjd energi (ATP)

• Katabolisme karbohidrat terdiri dari 3 jalur untuk menghasilkan energi :1. Glikolisis2. Siklus Krebs (Siklus asam sitrat)3. Fosforilasi Oksidatif

Page 4: metabolisme
Page 5: metabolisme

Glikolisis• Serangkaian reaksi yg terjadi dlm sitoplasma semua sel prokaryot

and eukaryot.

• Mempunyai dua tujuan :• 1. Menghasilkan ATP (2 ATP / satu molekul glucose),• 2.Menghasilkan senyawa intermediet yg mrp precursors utk sejumlah jalur biosintesis (contoh : acetyl co A prekursor utk sintesisi asam lemak dan protein) dan substrat untuk reaksi siklus Krebs

• Glycolysis menghasilkan energi relatif kecil (2 ATP / glukosa

Page 6: metabolisme
Page 7: metabolisme
Page 8: metabolisme

• Dibawah kondisi aerobik , piruvat dikonversi menjadi acetyl co A

• Pada kondisi oksigen terbatas (anaerob) , piruvat dikonversi menjadi laktat olah raga berat

• Pada khamir, kondisi anaerob; piruvat dikonversi mjd asetaldehid selanjutnya diubah menjadi etanol.

Page 9: metabolisme

• Konversi menjadi asam lemak atau keton body . Jika jml energi sel tersedia cukup tinggi (ATP berlebih), kecepatan siklus asam sitrat menurun dan acetyl coA mulai terakumulasi . Acetyl coA ini digunakan untuk sintesis asam lemak atau keton body

• Pd kondisi oksigen terbatas kec. pembentukan NADH (glikolisis) lbh tinggi dibandingkan kemampuan rantai pernafasan mengoksidanya kembali mjd NaD+ shg utk hal tersebut piruvat (otot). Laktat dibawa ke hati utk diubah mjd glukosa (Siklus Cori).

• Konversi menjadi etanol . Pd khamir dan bbrp m.odibawah kondisi anaerob NAD+ yg dibutuhkan utk melanjutkan glikolisis dihasilkan oleh proses yg disebut fermentasi alkohol

• Galaktosemia– Suatu penyakit genetik yg disebabkan oleh ketidakmampuan

mengkonversi galaktosa mnj glukosa – Anak yg berpenyakit ini bisa mual, diarhe, pembengkakan hati

setelah minum susu

Page 10: metabolisme

Energi yang dihasilkan Glikolisis

• Glukosa + 2 Pi + 2 ADP + 2 NAD+ 2 Pyruvat + 2 ATP

+ 2 NADH + 2H+ + 2 H2O

Page 11: metabolisme
Page 12: metabolisme

Gluconeogenesis

• Sintesis glukosa dr prekursor nonkarbohidrat (laktat dan pyruvat) dan penting untuk mempertahankan glukosa darah selama kelaparan dan olah raga berat

• Otak dan eritrosit tergantung hanya pada glukosa darah sbg sumber energi • Terjadi terutama pd hati dan sedikit pd ginjal

• Hampir semua enzim yg terlibat terdpt pd sitosol tetapi pyruvate carboxylase( dalam matrik mitochondria) dan glucose 6-phosphatase (berada dalam retikulum endoplasma halus)

• Sintesis satu molekul glukosa dari dua molekul piruvat membutuhkan enam molekul ATP

• .• Oksaloasetat mempunyai dua fungsi, pd siklus asam sitrat mengoksidasi

acetyl coA dan prekursor gluconeogenesis.

Page 13: metabolisme
Page 14: metabolisme
Page 15: metabolisme

Energi yang dibutuhkan untuk glukoneogenesis

• Sintesis glukosa pada glukoneogenesis membutuhkan input energi. Dua molekul pyruvat dibutuhkan untuk mensintesis1 molekul glukosa. Sintesis 1 molekul glukosa dari 2 molekul pyruvat membutuhkan 6 molekul ATP yaitu :

• Pyruvat karboksilase 1 ATP (x2) = 2 ATP• PEP karboksikinase 1 GTP (x2) = 2 ATP• Fosfogliserat kinase 1 ATP (x2) = 2 ATP• Total = 6 ATP• Sementara itu pada glikolisis hanya menghasilkan bersih

2 ATP. Jadi perlu tambahan 4 ATP per glukosa untuk membalikan glikolisis.

Page 16: metabolisme

Jalur Pentosa Fosfat • Ada dua produk utama yaitu nicotinamide adenin dinucleotide (bentuk

tereduksi dari NADPH) dan ribosa 5-phosphate• .• Ribose 5-phosphate dan derivatnya adalah komponen penting molekul sel

seperti RNA, DNA, NAD, flavine adenin dinucleotide (FAD), ATP dan coenzyme A.

• NADPH dibutuhkan utk berbagai jalur biosintesisdan khususnya untuk sintesisi asam lemak dan steroid Jalur ini sangat aktif di jaringan seperti adiposa, kelenjar mammary gland and the adrenal cortex.

• Glukosa 6-fosfat + 2NADP+ + H2O ribosa 5-fosfat + 2NADPH + 2H+ + CO2

Page 17: metabolisme
Page 18: metabolisme

Pemecahan asam lemak• Disebut beta oksidasi .• Terjadi dlm sitosol sel prokaryotes dan dalam mitochondria

eukaryote. Asam lemak diaktivasi dalam bentuk ikatan tioester dengan coA sebelum masuk ke mitochondria.

• R- C = O + ATP + HS-CoA R-C-S-CoA + AMP +PPi• װ • O- O

• Membran bagian dalam mitochondria tdk permeable thd rantai panjang asil CoA shg hrs terikat pd gugus carnitin oleh carnitine/acyl carnitine translocase.

Page 19: metabolisme

• Pd tanaman ada dua enzim tambahan yg menyebabkan acetyl coA dpt diubah mjd oxaloacetat melalui jalur glioksilat

• Pd hewan acetyl coA yg dihasilkan pd beta oksidasi tdk dpt dikonversi mjd pyruvate atau oxaloacetate dan tdk bisa diubah menjadi glukosa

• Dalam keadaan berlebih, acetyl coA dikonversi mjd acetoacetate dan D-3-hydroxybutyrate. Senyawa ini sumber energi alternatif bagi otak pd kondisi kelaparan atau diabetes

Page 20: metabolisme
Page 21: metabolisme
Page 22: metabolisme

Energi yang dihasilkan

• Misal : Asam Palmitat (C16)• Butuh 7 kali siklus Asetil CoA• 7 x FADH2 (2 ATP) + 7 x NADH (3 ATP) = 35 ATP

• 8 x 12 ATP (TCA) = 96• Aktivasi palmitat = - 2 ATP

• Total = 129 ATP

Page 23: metabolisme
Page 24: metabolisme

Sintesis Asam Lemak• Terjadi dlm sitosol, acetyl coA yg dihasilkan dari pyruvate hrs

dikeluarkan dari mitochondria. Membran dalam mitrochondrial tdk premeable thd senyawa ini shg hars digabungkan dg oxaloacetat membentuk citrate yg dpt dg cepat melewati membran . Dlm sitosol, sitrat dipotong shg menghasilkan acetyl coA. dan oksaloasetat

• Triacylglycerols disintesis dr glycerol 3-phosphate yg diturunkan dari glycolitic intermediate dihidroxyacetone phosphate and lemak acyl coA.

Page 25: metabolisme
Page 26: metabolisme
Page 27: metabolisme

Siklus Asam Sitrat • Siklus ini mengoksidasi pyruvate menjadi CO2 dan H2O dan energi • Acetyl coA dari pemecahan asam lemak dan produk degradasi asam amino

juga dioksidasi

Page 28: metabolisme

SIKLUS ASAM SITRAT

Page 29: metabolisme
Page 30: metabolisme
Page 31: metabolisme

Transport Elektron dan Fosforilasi Oksidatif

• Re-oksidasi NADH dan FADH2 dan energi yg ditangkap dilepaskan sbg ATP.

• Pada eukaryotes, electron transport dan fosforilasi oksidatif tjd pd membran dalam mitochondria sebaliknya pd prokaryotes tjd pd membran plasma .

• Transport elektron :elektron ditransfer dari NADH ke oksigen disepanjang rantai pernafasan

• Terjadi perubahan energi bebas cukup tinggi untuk memompa H+ dari matrik mitokondria menunju ruang antar membran

• Konsentrasi H+ pada ruang antar membran > shg H+ mengalir kembali ke dlm matrik mitokondria melalui ATP sintase yang mendorong sintesis ATP

Page 32: metabolisme