Katabolisme lemak

Katabolisme lemak dimulai dengan pemecahan lemak menjadi gliserol dan asam lemak. Gliserol yang merupakan senyawa dengan 3 atom C dapat dirubah menjadi gliseral dehid 3-fosfat. Selanjutnya gliseral dehid 3-fosfat mengikuti jalur glikolisis sehingga terbentuk piruvat. Sedangkan asam lemak dapat dipecah menjadi molekul-molekul dengan 2 atom C. Molekul dengan 2 atom C ini kemudian diubah menjadi asetil koenzim A . Sehingga jika sewaktu-waktu tak tersedia sumber energi dari karbohidrat barulah asam lemak dioksidasi.

Proses oksidasi asam lemak dinamakan oksidasi beta dan menghasilkan asetil KoA. Selanjutnya sebagaimana asetil KoA dari hasil metabolisme karbohidrat dan protein, asetil KoA dari jalur inipun akan masuk ke dalam siklus asam sitrat sehingga dihasilkan energi

Karena molekul-molekul lemak tidak dapat diedarkan dari sel ke sel sehingga molekul lemak diuraikan menjadi gliserol dan asam lemak yang selanjutnya digunakan sebagai substrat dalam respirasi.

Gliserol kemudian diubah menjadi dihidroksiaseton fosfat kemudian senyawa dihidroksiaseton fosfat diubah menjadi fosfogliseraldehida.

Didalam sel, asam lemak dikatabolisme melalui lintasan -oksidasiDengan cara :1. Asam lemak bebas (FFA) diaktifkan menjadi asil-KoA dengan

dikatalisir oleh enzim tiokinase.2. Setelah menjadi bentuk aktif, asil-KoA dikonversikan oleh enzim

karnitin palmitoil transferase I yang terdapat pada membran eksternal mitokondria menjadi asil karnitin. Setelah menjadi asil karnitin, barulah senyawa tersebut bisa menembus membran internal mitokondria.

3. Pada membran internal mitokondria terdapat enzim karnitin asil karnitin translokase yang bertindak sebagai pengangkut asil karnitin ke dalam dan karnitin keluar.

4. Asil karnitin yang masuk ke dalam mitokondria selanjutnya bereaksi dengan KoA dengan dikatalisir oleh enzim karnitin palmitoiltransferase II yang ada di membran internal mitokondria menjadi Asil Koa dan karnitin dibebaskan.

5. Asil KoA yang sudah berada dalam mitokondria ini selanjutnya masuk dalam proses -oksidasi.

pada -oksidasi, diangkat 2 atom C dengan hasil akhir berupa asetil KoA. Dengan tahapan yaitu :1.   Asil-KoA diubah menjadi trans enoil-KoA dengan cara

oksidasi atau dehidrogenasi terhdap asam lemak aktif.2. Trans enoil-KoA diubah menjadi 3-hidroksiasil-KoA oleh

enzim enoil KoA hidratase

3. 3-hidroksi-asil-KoA diubah menjadi 3-Ketoasil-KoA. Pada tahap ini dikatalisis oleh enzim dan melibatkan NAD yang direduksi menjadi NADH

4. Selanjutnya terbentuklah asetil KoA dan asil-KoA

Katabolisme karbohidrat

Katabolisme Karbohidrat adalah pemecahan molekul karbohidrat menjadi unit-unit yang lebih kecil. Katabolisme karbihodrat meliputi proses pemecahan polisakarida menjadi monosakarida dan pemakaian glukosa (monosakarida) dalam proses respirasi untuk mengghasilkan energi dalam bentuk ATP (Adenosine Tripospat). ATP inilah yang digunakan oleh seluruh makhluk hidup untuk melakukan aktivitas kehidupan.ATP ini berasal dari beberapa proses diantaranya glikolisis,siklus krebs,sistem transpor elektron.

a. Pada proses iniPenggunaan ATP menjadikan glukosa berikatan dengan tosfat anorganik menjadi glukosa-6-fosfat. Dengan katalisator enzim heksokinase.

b. Glukosa-6-fosfat mengalami perubahan strukiur menjadi fruktosa-6-fosfat.  yang dikatalisis oleh fosfoglukose isomerase.

c. Penggunaan ATP kembali menambah fosfat anorganik menjadi fruktosa-1,6-difosfat dengan katalisator fosfofruktokinase. Fruktosa-1,6-difosfat dipecah menjadi 2 molekul fosfogliseraldehid ( PGAL ).  dengan katalisator enzim isomerase.

d. Setiap PGAL memberi 2 elektron dan 1 atom hidrogen kepada NAD untuk membentuk NADH. 

e. Masing-masing PGAL kembali berikatan dengan fosfat anorganik membentuk 1,3-difosfogliserat dengan bantuan gliseraldehida 3-fosfat dehidrogenase.

f. Fosfat anorganik pada 1,3-difosfogliserat ditransfer ke ADP untuk membentuk ATP, dan 1,3-difosfogliserat menjadi 3-fosfogliserat. Sebagai katalisator adalah fosfogliserokinase.

g. Kemudian 3-fosfogliserat memindahkan gugus fosfat ke karbonkedua membentuk 2-fosfogliserat,dengan katalisator fosfogliseromutase, lalu diikuti pelepasan H2 menyebabkan 2-fosfogliserat berubah menjadi 3-fosfoenol piruvat (  PEP  ). dengan katalisator enolase.

h. Setiap PEP mentranster fosfat anorganiknya kepada ADP untukmenghasilkan ATP, sehingga PEP berubah menjadi asam piruvat.

h. Asam piruvat hasil glikolisis kemudian mengalami dekarboksilasi oksidatif sehinngga mengubah asam piruvat menjadi asetil koa

i. Asetil dilepaskan dari Asetil-CoA lalu bergabung dengan oksaloasetat sehingga terbentuk sitrat dengan penambahan air. Proses pembentukan sitrat ini dikatalisasi oleh enzim citrate synthase.

j. Sitrat kemudian diubah menjadi isositrat dengan bantuan enzim acotinase.k. Kemudian isositrat akan diubah menjadi alfa-ketoglutarat dengan melepaskan

satu molekul CO2 dan satu atom H. Atom H yang dilepaskan akan ditangkap oleh NAD+ untuk membentuk NADH. Proses tersebut dikatalisasi oleh enzim isocitrate dehydrogenase.

l. α-ketoglutarat kemudian diubah menjadi suksinil-CoA dengan melepaskan satu molekul CO2 dan satu atom H serta menempelkan satu molekul CoA. Atom H akan ditangkap oleh NAD+ untuk membentuk NADH. Enzim yang berperan adalah alpha-ketoglutarate dehydrogenase.

m. Suksinil-CoA lalu diubah menjadi suksinat oleh enzim Succinyl-CoA synthetase. Pada proses ini molekul CoA akan dilepaskan, selain itu terdapat satu atom P yang ikut dalam reaksi dan kemudian akan ditangkap oleh ADP untuk membentuk ATP.

n. Langkah selanjutnya adalah perubahan suksinat menjadi Fumarat oleh enzim succinate dehydrogenase. Dua atom H akan dilepaskan dan ditangkap oleh FAD+ untuk membentuk FADH2.

o. Fumarat lalu diubah menjadi malat oleh fumarase dengan penambahan air.p. Malat kemudian akan diubah kembali menjadi oksaloasetat oleh enzim malate

dehydrogenase. Satu atom H dilepaskan pada proses tersebut dan ditangkap oleh NAD+ untuk membentuk NADH.

q. Elektron dari H+ dari NADH dan FADH2 dibawa dari substrat ke substrat lain secara berantai.Setiap kali dipindahkan energi yang terlepas digunakan untuk mengikatkan fosfat anorganik ke molekul ADP sehingga terbentuk ATP

Katabolisme protein

Asam-asam amino tidak dapat disimpan oleh tubuh. Jika jumlah asam amino berlebihan atau terjadi kekurangan sumber energi lain (karbohidrat dan protein), tubuh akan menggunakan asam amino sebagai sumber energi. Tidak seperti karbohidrat dan lipid, asam amino memerlukan pelepasan gugus amina. Gugus amin ini kemudian dibuang karena bersifat toksik bagi tubuh.Terdapat  2 tahap pelepasan gugus amin dari asam amino, yaitu:• 1.   Transaminasi : Enzim aminotransferase memindahkan

amin kepada α ketoglutarat menghasilkan glutamat atau kepada oksaloasetat menghasilkan aspartat

• 2.   Deaminasi oksidatif : Pelepasan amin dari glutamat menghasilkan ion ammonium Gugus-gugus amin dilepaskan menjadi ion amonium (NH4+) yang selanjutnya masuk ke dalam siklus urea di hati. Dalam siklus ini dihasilkan urea yang selanjutnya dibuang melalui ginjal berupa urin.

Proses yang terjadi di dalam siklus urea terdiri atas beberapa tahap yaitu:1.      Dengan peran enzim karbamoil fosfat sintase I, ion amonium bereaksi dengan CO2 menghasilkan karbamoil fosfat. Dalam raksi ini diperlukan energi dari ATP2.      Dengan peran enzim ornitin transkarbamoilase, karbamoil fosfat bereaksi dengan L-ornitin menghasilkan L-sitrulin dan gugus fosfat dilepaskan.3.      Dengan peran enzim argininosuksinat sintase, L-sitrulin bereaksi dengan L-aspartat menghasilkan L-argininosuksinat. Reaksi ini membutuhkan energi dari ATP4.      Dengan peran enzim argininosuksinat liase, L-argininosuksinat dipecah menjadi fumarat dan L-arginin5.      Dengan peran enzim arginase, penambahan H2O terhadap L-arginin akan menghasilkan L-ornitin dan urea. 

Keterkaitan metabolisme protein,karbohidrat, dan protein

Jadi keterkaitan Karbohidrat, protein dan Lemak /Lipid yaitu mereka akan di metabolisme yang hasil akhirnya menjadi asetyl Co-A, dimana asetyl Co-A merupakan substrat untuk siklus krebs. Kemudian dari siklus krebs dihasilkan CO2