9 hubungan antar jalur metabolisme

HUBUNGAN ANTARA

BERBAGAI JALUR

METABOLISME

Kamis, 28 November 2013

TUJUAN

• Memahami strategi dalam metabolisme

• Memahami jalur-jalur utama metabolisme

• Memahami pengaturan metabolisme

STRATEGI

DALAM METABOLISME (1)

Pembentukan ATP, tenaga pereduksi dan unit penyusun untuk biosintesis

STRATEGI

DALAM METABOLISME (2)

1. ATP

alat tukar energi yang berlaku umum

potensi transfer gugus fosforil ATP yang tinggi

dimanfaatkan untuk : kontraksi otot, transpor aktif dan biosintesis

2. ATP dihasilkan pada oksidasi bahan bakar seperti glukosa, asam lemak

dan asam amino menjadi asetil KoA

Asetil KoA CO2 + H2O

NADH & FADH2 ATP Rantai pernafasan

STRATEGI

DALAM METABOLISME (3)

3. NADH : donor elektron utama pada reaksi biosintesis yang reduktif

Contoh: biosintesis asam lemak

4. Biomolekul dibangun dari unit pembangun yang relatif kecil

5. Jalur biosintesis dan degradasi hampir selalu berbeda

Contoh: glukosa disintesis dan dipecah melalui jalur reaksi yang berbeda

Manfaat: jalur biosintesis dan degradasi dapat berjalan setiap waktu

KECEPATAN JALUR METABOLISME DITENTUKAN OLEH AKTIVITAS

ENZIM KUNCI

BEBERAPA CARA UNTUK

REGULASI METABOLISME (1)

1. INTERAKSI ALLOSTERIK

NEGATIF FEEDBACK

Terbentuknya hasil akhir dipengaruhi oleh aktivitas

enzim yang terlibat dalam rangkaian reaksi

BEBERAPA CARA UNTUK

REGULASI METABOLISME (2)

2. MODIFIKASI KOVALEN

Contoh: aktivitas glikogen

fosforilase

Fosforilase b + ATP Fosforilase a + ADP

Ca2+

Kinase fosforilase

Aktivitas glikogen fosforilase dapat secara cepat dinaikkan atau

diturunkan oleh sinyal yang kecil

BEBERAPA CARA UNTUK

REGULASI METABOLISME (3)

3. JUMLAH ENZIM

• Semakin tinggi jumlah enzim, kecepatan

reaksi semakin tinggi

• Pembentukkan dan penguraian banyak enzim

diatur oleh hormon

BEBERAPA CARA UNTUK

REGULASI METABOLISME (4)

4. PENGKOTAKAN

AKTIVITAS ENZIM

• Sitosol : glikolisis,

sintesis asam lemak

• Mitokondria : oksidasi

asam lemak, siklus

Krebs, fosforilasi

oksidatif

BEBERAPA CARA UNTUK

REGULASI METABOLISME (5)

5. PERAN KHUSUS

ORGAN TUBUH

• Mulut: sintesis enzim

• Hati: sintesis unit

pembangun

• Jantung: sintesis

energi

JALUR-JALUR UTAMA

METABOLISME DAN SITUS

PENGATURANNYA

• Glikolisis

• Daur asam sitrat (Krebs)

• Jalur pentosa fosfat

• Glukoneogenesis

• Sintesis dan pemecahan glikogen

• Sintesis dan degradasi asam lemak

GLIKOLISIS

Hasil proses glikolisis:

1. 1 molekul glukosa

dirubah menjadi 2

molekul asam

piruvat

2. Energi yang

diperoleh: 2 ATP dan

2 NADH

PENGATURAN GLIKOLISIS

INHIBITOR:

• G6P

• Asetil-KoA

• As. Lemak

• ATP

• AMP

AKTIVATOR:

• F2,6BP

• ADP

• F6P

DAUR ASAM SITRAT (KREBS)

Hasil siklus Krebs:

• 6 NADH

• 2 FADH2

• 4 CO2

• 2 GTP

JALUR PENTOSA FOSFAT (1)

Tahap oksidatif:

Glukosa-6-fosfat Ribulosa-6-fosfat

JALUR PENTOSA FOSFAT (2)

Tahap non oksidatif:

Ribulosa-5-fosfat Fruktosa-6-fosfat +

Gliseradehid-3-fosfat

GLUKONEOGENESIS

2 As.piruvat glukosa

Terdapat 3 tahap reaksi pada glukoneogenesis yang menggunakan jalur berbeda dengan glikolisis:

• Heksokinase – glukosa-6-fosfatase

• Fosfofruktokinase – Fruktosa 1,6-bifosfatase

• Piruvat kinase – pirufat karboksilase & PEP karboksinase

STRUKTUR GLIKOGEN

• Glikogen = (glukosa)n

• Ikatan α-1,6 glukosida: percabangan

• Ikatan α-1,4 glukosida: rantai lurus

• Ujung tidak tereduksi

SINTESIS GLIKOGEN

UDP-glu + (Glu)n Glukosa sintetase (Glu)n+1

PEMECAHAN GLIKOGEN

Glikogen fosforilase memutus ikatan α-1,4:

(Glu)n glikogen fosforilase glu-1-P + (glukosa)n-1

SINTESIS ASAM LEMAK

• Prekursor:

asetil-KoA &

malonil-KoA

• Pemanjangan

rantai asam

lemak terjadi

secara

bertahap

DEGRADASI ASAM LEMAK

1. β-oksidasi: pemutusan rantai asam lemak menghasilkan asetil-KoA (2C)

2. Daur asam sitrat: penguraian asetil-KoA menghasilkan NADH, FADH2, GTP

3. Rantai respirasi: Perubahan bentuk energi NADH, FADH2 menjadi ATP

PENGATURAN SINTESIS & DEGRADASI AS. LEMAK

AKTIVATOR:

• As. Sitrat

INHIBITOR:

• As. Lemak-KoA

• Malonil-KoA

• Glukagon

Any questions?

Terima kasih