Transcript METABOLISME KARBOHIDRAT

Retno Sintowati,dr
1
 SIKLUS
ASAM SITRAT
 OKSIDASI PIRUVAT ASETIL-KOA
 GLIKOLISIS
 GLIKOGENESIS
 GLIKOGENOLISIS
 HEXOSE MONOPHOSPHAT SHUNT
 GLUKONEOGENESIS
 JALAN2 MINOR PD METABOLISME GLUKOSA
2
 KH
 Lemak
 Protein
Asetil-KoA
C2
Oksaloasetat
C4
CO2
KoA
Sitrat
C6
CO2
3
 Jalan
metabolisme bersama (oksidasi KH,
protein, lemak)
 Oksaloasetat  peranan katalitik
 Bersifat amfibolik  siklus asam sitrat sbg
sumber2 molekul utk proses2 anabolik yaitu
sintesis :



asam lemak
Asam amino
Glukosa (glukoneogenesis)
4

Glikogen

Glukosa

Piruvat
asam lemak
steroid
kolesterol
Asetil-KoA
Asetoasetil-KoA
TCA cycle
tttc
benda keton

Laktat
As.amino
CO2
As.amino
5
 Suatu
rangkaian mekanisme dalam
mitokondria yg melakukan oksidasi residu
asetil, membebaskan ekuivalen
hidrogen/pereduksi yg pd oksidasi
mengakibatkan pelepasan & penangkapan
sebagian besar energi bebas dari bahan bakar
jaringan, dlm bentuk ATP
 Residu asetil
asetil-KoA /asetat aktif
(CH3-CO~S-KoA)
6
1 mol glukosa
CO2 + H2O
(kalorimeter)
timbul panas ±2870 KJ
 Dalam jaringan  sebagian panas (1398 KJ)
diikat fosfat berenergi tinggi/ATP
 1 mol glukosa
CO2+H2O+38 ATP
 1 ATP ~ 36,8 KJ
 ATP dibentuk dr :

Fosforilasi oksidatif dari reoksidasi koenzim tereduksi
oleh rantai pernafasan
 Fosforilasi pada tingkat substrat


Rantai pernafasan (di mitokondria): rangkaian
enzim dan zat pengemban yg bertanggung jawab
utk membawa ekuivalen pereduksi dari substrat
ke molekul oksigen
7
 Pertukaran
energi bebas yg sebanding dg
kecenderungan reaktan utk melepas/
menerima elektron pd reaksi redoks
 Pd rantai pernafasan (RP)  enzim2 utama
tersusun menurut potensial redoks yg
meningkat. Elektron mengalir melalui RP scr
bertahap dr unsur yg lebih elektron Θ 
oksigen yg lebih elektron (+)
 Tak semua substrat dihub dg RP melalui NAD
(mis. Suksinat) ok potensial redoksnya > (+)
dibanding NAD  langsung ke FAD 
sitokrom RP.
8
 Bila
substrat dioksidasi melalui NAD  3 mol
P anorganik bergabung dg 3 mol NAD 
3 mol ATP
 Bila tak lewat NAD tp langsung ke FAD 
dibtk 2 mol ATP
 Bila tdk lewat RP (hanya di substrat yi
suksinil-KoA  suksinat)  1 mol ATP
9
10
11

Setiap mol asetil-KoA (1 lingkaran siklus di RP) :
3 mol NADH  3x3 ikatan P  9 ATP
 1 mol FADH2  1x2 ikatan P  2 ATP
 Di tingkat substrat (suksinil-KoAsuksinat)
1 mol GTP ~ 1 ATP

Total = 9+2+1 = 12 ATP
 Enzim-enzim :

NADH  1. Isositrat dehidrogenase
2. α-ketoglutarat dehidrogenase
3. malat dehidrogenase
FADH2  suksinat dehidrogenase
Substrat  suksinat tiokinase
12
 Mineral-mineral
yg berperan dlm TCAC :
Fe2+, Mn2+, Mg2+
 Inhibitor :



Fluoroasetat
Arsenit
Malonat
Lokasi penghambatan pd Rx ?
 Semua enzim TCAC jg ditemukan di luar
mitokondria, kecuali :



α-ketoglutarat dehidrogenase
suksinat dehidrogenase
piruvat dehidrogenase :bukan enzim TCAC,
hanya ada di mitokondria
13

Dekarboksilasi α-ketoglutarat (perub αketoglutarat  Suksinil-KoA) dg enz kompleks
α-ketoglutarat dehidrogenase
14
15
 Keterlibatan
siklus asam sitrat dalam
transaminasi glukoneogenesis
16
17
 Mencakup


1.
jalan :
Glukoneogenesis, transaminasi dan deaminasi
Sintesis asam lemak
Glukoneogenesis, transaminasi & deaminasi
Unsur2 kimia dari sitrat s/d oksaloasetat
 berpotensi glukogenik (hati & ginjal)
Laktat
Alanin
Aspartat
Glutamat
substrat penting u/ glukoneogenesis
reaksi transaminasi (bolak-balik)
18
19
 Symport
piruvat : transport piruvat khusus yg
membantu pasasi melintasi membran interna
mitokondria.
 Enzim : kompleks piruvat dehidrogenase yg t.a.



(analog kompleks α-ketoglutarat dehidrogenase)
 29 mol piruvat dehidrogenase
 8 mol flavoprotein (dihidrolipoil dehidrogenase)
 1 mol transasetilase
Ion arsenit & merkuri
dpt hambat piruvat
Defisiensi tiamin
dehidrogenase
Alkoholisme
piruvat↑↑ asidosis laktat
20
21
22
Glikogen


↕

Glukosa 1-fosfat

↕

Glukosa
↔
glukosa 6-fosfat
Jalan heksosa monofosfat

Fruktosa 1,6-bisfosfat


↕

Triosa fosfat

↕
Laktat

Piruvat

Oksaloasetat


CO2
Asetil-KoA


↔ gliserol
Fosfoenolpiruvat


3 CO2
Propionat
TCAC
CO2
sitrat
CO2
Α-ketoglutarat
23
 Pengertian:
Glikogen

 Glikogenolisis
glikogenolisis
glikogenesis
 (otot)

 Glikolisis

Glukosa
glikolisis
Piruvat dan asam laktat
24
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Glikolisis : oksidasi glukosa/glikogen mjd
piruvat dan laktat mll jalur rx EMP
Glikogenesis : sintesis glikogen dari glukosa
Glikogenolisis : pemecahan glikogen dg hsl
utama glukosa (dlm hepar) dan laktat & piruvat
(dlm otot)
Glukoneogenesis : sintesis glukosa/glikogen dr
bahan non KH ( As.amino glukogenik, as.lemak,
as.laktat, gliserol)
Siklus Asam Sitrat =siklus Krebs=TCA cycle=
siklus asam trikarboksilat : merup rx umum dr
KH,lemak,protein, setelah diubah mjd AsetilKoA akan dioksidasi mjd CO2 dan H2O
Hexosa monophosphat shunt=siklus pentosa
phosphat=Phosphogluconate oxidatif pathway
25
 Glikolisis


Glikogen hilang
Laktat dan piruvat  timbul
 Glikolisis


aerob :
Glikogen timbul lagi
Laktat dan piruvat hilang (piruvat  CO2 + H2O)
 Glikolisis

anaerob :
dalam eritrosit :
Aerob/anaerob  selalu berakhir dg laktat
26
27
28
 Glikolisis
 tjd di seluruh jaringan
 Reaksi glikolisis reversibel KECUALI reaksi
yang dikatalisis oleh :




Heksokinase
Fosfofruktokinase
Piruvat kinase
Semua enzim jalan Embden-Meyerhof ada
di luar mitokondria  di sitosol
29
Jalan
Glikolisis
Siklus Krebs
Reaksi
dikatalis oleh
Gliseraldehid 3-P
dehidrogenase
Fosfogliserat
kinase
Piruvat kinase
KONSUMSI ATP pd
Heksokinase
Fosfofruktokinase
Cara pembtkan
~P (oksidasi)
Jml ~P yg
dihslkan /mol
glukosa
2 NADH (RP)
6
Tk substrat
2
Tk substrat
2
}
-2
Piruvat dehidrogn
JUMLAH
-2 NADH (RP)
8
6
Isositrat dehidrog
Α-KG dehidrogn
Suksinat tioknse
Suksinat dehidrg
Malat dehidrogn
2 NADH (RP)
2 NADH (RP)
Tk substrat
2 FADH2 (RP)
2 NADH (RP)
6
6
2
4
6
JML PERMOL
GLUKOSA AEROB
38 ~P
=3830ATP
Lintasan 2,3- bisfosfogliserat di dalam eritrosit
31
32
Glikogenesis tjd di semua jaringan





Glikogen hati  ± 6% berat basah ssdh makan
Glikogen otot  ± 1% berat basah
Glikogen otot  sbr heksosa utk glikolisis otot
sendiri
Glikogen hati  pemeliharaan glukosa darah
33
34
35
36
 (C6)n

+ Pi  (C)n-1 + glukosa 1-phosphat
Fosfoglukomutase






Glukosa 6-phosphat
Glukosa 6-fosfatase
(hati & ginjal)
Glukosa
DARAH
Glikogenolisis bukan mrpk kebalikan
glikogenesis, tp lintasan yg terpisah.
 Glukan transferase memindah unit trisakarida dr
1 cab ke cab yg lain, shg ttk cab 16 terpajan.
 Debranching enzyme : amilo 16 glukosidase.

37
 Glikogenesis
 aktivasi dan inaktivasi glikogen sintase
(kontrol glikogen sintase dalam otot)
 Glikogenolisis
 aktivasi dan inaktivasi fosforilase (enzim
glikogen fosforilase)
38
 Penyimpanan
herediter dg adanya deposisi
glikogen dlm jaringan dg jenis dan kuantitas
abnormal :
1. Glikogenosis tipe I/Peny. Von Gierke


hipoglikemia  penumpukan glikogen di sel
hati & tubuli kontorti
Aktivitas glukosa6-fosfatase rendah / Θ
Glikogenosis tipe II/ Peny. Pompe
2.


Penumpukan glikogen di lisosom
Defis α-1.4 & 1.6 glukosidase lisosomal
Glikogenosis tipe III/ Peny. Forbes/Cori
3.


Akumulasi polisakarida limit dekstrin
Debranching enzyme Θ
39
Glikogenosis tipe IV/Peny Andersen
4.


Akumulasi polisakarida dg sedikit titik cabang
Branching enzyme Θ
Glikogenosis tipe V/Syndr.Mc Ardle
5.



Glikogen abN tinggi di otot, tp laktat Θ
Penurunan toleransi latihan fisik
Defis fosforilase di otot, tp di hati N
Glikogenosis tipe VI/Peny. Hers
6.


Defis fosforilase di hati
Cend.hipoglikemi, glikogen hati tinggi
Glikogenosis tipe VII/Peny. Tarui
7.

Defis. Fosfofruktokinase dlm otot dan SDM
Glikogenosis tipe VIII
8.


Defis.fosforilase kinase hati
Defis.adenilat siklase & protein kinase yg tgt cAMP
40
41
 Fungsi


:
Menyediakan NADPH utk sintesis reduktif di luar
mitokondria
Melengkapi ribosa utk sintesis nukleotida dan
asam nukleat
 Tempat




proses :
Tidak di otot rangka
Hati, jar adiposa, tiroid, testis
Klj mammae laktasi
Eritrosit
 Enzim
: di bag larut sel (sitosol), di luar
mitokondria
42
 Rx

1.
2.
: 3 G6-P + 6 NADP+ 2 G6-P + gliseraldehida3-P + 6
NADPH + 6H+ + 3 CO2
Beda HMS dan EMP :
HMS  oksidasi pd rx pertama
CO2  tak dihasilkan di EMP
HMS dlm Eritrosit : NADPH
G-S-S-G ------------------------------ 2G-SH
(G teroksidasi) glutation reduktase (G tereduksi)


2G-SH + H2O2 ----------------------------- G-S-S-G+ 2H2O
glutation peroksidase + Selenium



Eritrosit :
Bila defisiensi G6-PD NADPH (-)  H2O2 tinggi,
oksidan tinggi  eritrosit rapuh  hemolisis  Anemia
hemolitika
Oksidan : fava beans,obat ( primakuin, aspirin,
sulfonamid)
43




Jalan yang terkait :
- siklus asam sitrat
- kebalikan glikolisis
Substrat ytama :
- asam amino glukogenik
- laktat
- gliserol
- propionat
Fungsi : memenuhi kebutuhan glukosa bila KH tak cukup
dalam makanan
Organ utama yang terlibat : hati, ginjal
44
45
46