Click here to load reader

Kuliah Biokimia Mata 2012

  • View
    16

  • Download
    1

Embed Size (px)

Text of Kuliah Biokimia Mata 2012

  • Departemen Biokimia

    sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIB

  • MASALAH YANG DIHADAPI JARINGAN MATATerpapar pada pO2 dari atmosfir (21 % O2), polutan & iritan (~ paru) rentan terhadap kerusakan oksidatif

    Protein dengan umur panjang (turn-over ) (~ sel darah merah) kerusakan bersifat akumulatif

    Risiko mengalami kerusakan akibat paparan cahaya >> (~ kloroplas pada tanaman) retina rentan terhadap kerusakan

  • Jaringan mata rentan terhadap pembentukan ROS

    Jaringan mata dilengkapi dengan kandungan antioksidan enzimatik dan non enzimatik yang >>

    Agar cahaya sampai ke retina kejernihan susunan jaringan mata harus dipertahankan melaluitingkat reduksi di dalam jaringan mataosmolaritas lensa dipertahankan oleh Na+/K+ ATP- ase memerlukan ATP melalui metabolisme energi struktur protein dalam bentuk alamiah

  • JALUR METABOLISME DI DALAM JARINGAN MATA

    Glikolisis ( aerob & anaerob)

    HMP shunt

    Jalur poliol

    Daur TCA

  • sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIBGLIKOLISISJalur utama metabolisme glukosa

    Berlangsung di sitosol semua sel

    Dapat berlangsung pada keadaan aerob maupun anaerob

    Pada keadaan aerob glukosa diubah menjadi piruvat di sitosol kemudian piruvat masuk ke dalam mitokondria dioksidasi menjadi asetil KoA atom C akan dioksidasi melalui daur TCA menjaadi CO2

    Elektron dari substrat akan dioksidasi melalui rantai transport elektron menghasilkan H2O + ATP

    sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIB

  • sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIBREAKSI JALUR GLIKOLISISGlukosa + ATP glukosa 6-P + ADPGlukosa 6-P fruktosa 6-PFruktosa 6-P + ATP fruktosa 1,6-BP + ADPFruktosa 1,6-BP di-OHaseton-P + gliseraldehid 3-PGliseraldehid 3-P + Pi + NAD 1,3-bisfosfogliserat + NADH + H+1,3-bisfosfogliserat + ADP 3-P gliserat + ATP3-P gliserat 2-P gliserat2-P gliserat P-enolpiruvat + H2OP-enol piruvat + ADP piruvat + ATP

    sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIB

  • sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIBGLIKOLISIS AEROB

    sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIB

  • sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIBGlikolisis anaerobNADH yang terbentuk pada reaksi yang dikatalisis oleh gliseraldehid 3-P dehidrogenase, di sitosol akan direoksidasi dengan mereduksi piruvat laktat, yang dikatalisis oleh piruvat dehidrogenase (LDH)

    Glukosa piruvat + NADH + H+ laktat + NAD+

    Pada keadaan anaerob lebih banyak glukosa yang harus dimetabolisme dibandingkan dengan keadaan aerob

    sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIB

  • sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIBGlikolisis Anaerob

    sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIB

  • sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIBAsetil KoAOksaloasetatGlukosaGlukosa 6-PGlikogenFruktosa 1,6-BPGliseraldehid 3-PDi-OH aseton- P1,3-BP Gliserat3-P GliseratpiruvatpiruvatATPFruktosa 6-PATPNAD+NADH + H+ATPATPsitrata-KGfumaratmalatPDHMitokondriaSitosolLaktatLDHGLIKOLISISHKPFKGPDHPKTCA cycle

    sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIB

  • sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIBDAUR TCA KATABOLISME ASETIL KOA (Daur Krebs)

    Serangkaian reaksi di dalam mitokodria

    Terjadi oksidasi asetil KoA menjadi CO2

    Koenzim bentuk tereduksi (NADH, FADH) pada waktu mengalami reoksidasi terkait dengan pembentukan ATP merupakan substrat untuk rantai pernafasan

    Merupakan jalur metabolisme bersama untuk oksidasi aerobik dari KH, lipid dan asam amino

    Juga berperan pada glukoneogenesis, lipogenesis dan interkonversi asam amino

    sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIB

  • sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIBglukosaAsam lemakAsam aminoAsetil KoAsitratisositrat-ketoglutaraesuksiniKCoAsuksinatfumaratmalatoksaloasetatNAD2H2H2HFpKoQSit bSit cSit aa3H2O2HPPPFosforilasi oksidatifDaur TCA O2

    sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIB

  • sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIB

    sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIB

  • sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIBHMP shunt (Jalur pentosa fosfat)

    Jalur alternatif untuk oksidasi glukosa

    Fungsi BUKAN untuk menghasilkan energi untuk menghasilkan NADPH

    NADPH reduktor intrasel yang penting

    sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIB

  • sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIBGlukosaG 6-PRibulosa 5-PNADPNADPHG6P DHRibulosa 5-PGlukosa 6-PTransketolase, transaldolaseTPPHMP SHUNTTahap I : Fase OksidatifTahap II : Fase Non oksidatif

    sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIB

  • sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIBJALUR POLIOL

    Terdapat di berbagai jaringan

    Fungsi belum diketahui pasti

    Aktivitas jalur poliol berhubungan dengan berbagai komplikasi pada DM katarak diabetika, neuropati, nefropati

    sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIB

  • sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIBJALUR POLIOLGlukosaSorbitolFruktosaNADPH + H+NADP+NAD+NADH + H+Aldosa reduktaseSorbitol dehidrogenase

    sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIB

  • SENYAWA OKSIGEN REAKTIF ( Reactive oxygen species, ROS)

    Senyawa turunan oksigen yang bersifat sangat reaktif

    Terbentuk karena sifat O2 yang dapat mengalami reduksi oleh 1 elektron

    Ada yang tergolong radikal bebas, ada yang nonradikalRadikal - O2- ; OH ; RO2, RO, HO2, NORadikal - O2-, OH, RO2, RO, HO2, NONonradikal - HOCl ; H2O2 ; O3 ; singlet oksigen; ONOO-Nonradikal - HOCl; H2O2; O3 ; singlet oksigen; ONOO-

    sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIB

    sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIB

  • sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIBO2O2-H2O2OHH2Oe-, H+e-, H+e-, H+e-, H+oksigenAnion superoksidaHidrogen peroksidaRadikal hidroksilairReduksi oksigen menjadi air

    sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIB

  • ROS mempunyai sifat fisiologis dan juga destruktif

    Fungsi fisologis bermanfaat untuk membunuh bakteri pada proses fagositosis

    Sifat destruktif karena dapat bereaksi dengan makromolekul di dalam sel DNA, protein, lipidsriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIB

    sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIB

  • sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIBSerangan ROS terhadap

    Protein - pro, his, arg, met rentan terhadap serangan ROS kerusakan oksidatif protein fragmentasi, cross linking, agregasi protein perubahan struktur perubahan fungsi protein

    Lipid - peroksidasi lipid struktur lipid terganggu - aldehid hasil degradasi peroksida lipid dapat mengadakan cross linking dengan protein

    DNA - kerusakan DNA mutasi - keganasan - aldehid hasil degradasi lipid dapat membentuk DNA adduct kerusakan DNA - keganasan

    sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIB

  • sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIBPROSES PEROKSIDASI LIPIDAkibat serangan ROS terhadap asam lemak tidak jenuh jamak (PUFA) pada membran3 tahap:1. Inisiasi LH + X- L- + XH PUFA 1 radikal radikal lipid nonradikal2. Propagasi L- + O2 LOO- radikal lipid 1 radikal peroksida lipid

    LOO- + LH LOOH + L- radikal peroksida PUFA 2 hidroperoksida radikal lipid 2 lipid lipid3. Terminasi L- + LOO- LOOH L- + vit E LH + vit E- vit E- + L- LH + vit Eox

    sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIB

  • sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIBMEKANISME PERTAHANAN TUBUH TERHADAP ROS

    Antioksidan Kompartementalisasi organel subseluler Fe2+ terikat pada protein sehingga tidak dapat bereaksi dengan ROS

    Mekanisme repair tubuh terhadap DNA, protein, asam lemak yang mengalami oksidasi

    sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIB

  • sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIBANTIOKSIDAN

    Enzimatik SOD, katalase, GSH peroksidase, GSH reduktase

    Senyawa dengan BM rendah GSH, vit C, vit E, karotenoid, flavonoid

    Protein yang meminimalisir oksidan transferin, hemopeksin, haptoglobin, seruloplasmin

    sriwidiaaj/biokimiamata/PSPD UNIB

  • O2-H2O2OH2H2O + O2H2O2GSHGSSGNADP +NADPH + H+SODFe 2+Fe 3+H2O2katalaseGSH PxGSH RxReaksi FentonANTIOKSIDAN ENDOGEN

  • KORNEA(1)Mata merupakan perpanjangan jaringan saraf - metabolisme ~ jaringan saraf bahan bakar utama adalah glukosa

    Glukosa yang ditangkap oleh kornea digunakan - 30 % - untuk glikolisis aerob - 65 % - HMP shunt ( untuk membentuk NADPH)

    Aktivitas HMP shunt di kornea paling dibandingkan jaringan mamalia lainnya

  • KORNEA (2)

    Kornea mempunyai aktivitas GSH reduktase

    Epitel kornea permeabel terhadap O2 atmosfir diperlukan untuk metabolisme aerob oleh karena itu kornea rentan terhadap pembentukan senyawa oksigen reaktif (reactive oxygen species, ROS)

    Aktivitas HMP shunt dan GSH reduktase berperan dalam mempertahankan status redoks dalam kornea diperlukan untuk menetralisir ROS yang dapat merusak kornea

  • protein-S-S-proteinprotein-SHG-SHG-SS-GNADPHNADP+ROSHMP shuntGRProtein disulfida di reduksi oleh glutation reduktase

  • LENSA (1)

    Bagian luar lensa dilapisi oleh serabut lensa (lens fibers) yang mensintesis kristalin protein utama di dalam lensa

    Serabut lensa yang baru mendorong serabut yang lebih lama ke arah pusat lensa membentuk nukleus lensa

    Organel dalam serabut lensa (nukleus, mitokondria & organel lain) menghilang seiring dengan pematangan serabut lensa

    Lensa bertambah tebal dan berat seiring dengan pertambahan usia dan menjadi kurang elastik

  • LENSA (2)

    Lensa dibasah

Search related