metabolisme karbohidrat
Post on 10-Mar-2023
1 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Materi
• Karbohidrat
• Sintesis Karbohidrat
• Skema dasar metabolisme karbohidrat
– Glikolisis
– Glikogenesis
– Glikogenolisis
– Glukoneogenesis
Karbohidrat
• Penting untuk makhluk hidup sebagai bahan nutrisi utamadan sebagai struktur dasa makhluk hidup
• Tanaman: menghasilkan karbohidrat (fotosintesis)
• Hewan/manusia: konsumsi karbohidrat untukmenghasilkan energi
• Terdiri dari:
– Monosakarida
– Disakarida
– Polisakarida
Karbohidrat
• Monosakarida
– Glukosa, fruktosa, galaktosa
• Disakarida
– Sukrosa, maltosa, laktosa
• Polisakarida
– Amilum, glikogen, selulosa
Karbohidrat
• Fungsi karbohidrat adalah:
– Menyediakan energi
– Mengatur metabolisme lemak dan protein
– Sumber energi khusus untuk sistem saraf pusat
Sukrosa
Glukosa Fruktosa
Laktosa
Glukosa Glukosa
Maltosa
Galaktosa Glukosa
Glukosa • Merupakan karbohidrat utama (fleksibel untuk sintesis
berbagai bahan yang dibutuhkan tubuh)
Metabolisme glukosa
• Penyusunan (anabolisme/genesis)
– Menggunakan molekul kecil untuk membentuk molekul yang lebih besar
– Membutuhkan energi
• Penguraian (katabolisme/lisis)
– Menguraikan molekul besar
– Menyediakan energi
Dasar metabolisme karbohidrat
Asam amino dan gliserol
4 3
Glukosa Glikogen
4 1 2
Piruvat dan laktat
Asetil koA
1. Glikolisis
2. Glikogenesis
3. Glikogenolisis
4. Glukoneogenesis
Glikolisis
• Lintasan utama penggunaan glukosa
• Glukosa piruvat
• Energi bebas yang dilepaskan pada proses ini digunakanuntuk membentuk ATP (adenosine triphosphate) danNADH (nicotinamide adenine dinucleotide)
• Glikolisis terdiri dari 10 reaksi enzim katalis
Glikolisis
• Pada metabolisme anaerob: energi + laktat– Pyruvate + NADH + H+ → Lactate + NAD+
– Terjadi pada bakteri dan hewan dalam kondisi hipoksia
– Pada kebanyakan jaringan, persediaan energi seluler terakhir
• Pada metabolisme aerob: membentuk energi melalui siklusKreb’s, dengan perantaraan asetil koA
– Piruvat dikonversi menjadi asetil koA dan CO2 didalam mitokondria(dekarboksilasi)
– Asetil koA => siklus Kreb’s, menghasilkan NADH lebih banyak
– NADH => NAD+
– 2,5 ATP untuk setiap NADH (fosforilasi oksidatif)
Glikolisis
• Glikolisis dibutuhkan sebagai jalur intermediet untuk berbagai proses anabolisme, antara lain:
– Glukoneogenesis
– Metabolisme lipid
– Jalur penthose phosphate
– Siklus Kreb’s
• Sintesis asam amino
• Sintesis nukleotida
• Sintesis tetrapyrrole
Glikogen
• Glikogen otot: disimpan dalam sarkoplasma dalam bentuk butiran
• Glikogen hati: berfungsi mempertahankan kadar glukosa
Glikogenesis
• Proses sintesis glikogen
• Pengaturan utama glikogenesis oleh insulin
• Senyawa lain: epinephrine, insulin, ion kalsium
• Tahap glikogenesis:
1. Glucose is converted into glucose-6-phosphate by theaction of glucokinase or Hexokinase
2. Glucose-6-phosphate is converted into glucose-1-phosphate by the action of Phosphoglucomutase, passingthrough an obligatory intermediate step of glucose-1,6-bisphosphate.
3. Glucose-1-phosphate is converted into UDP-glucose by theaction of Uridyl Transferase and pyrophosphate is formed,
4. Glucose molecules are assembled in a chain by glycogensynthase, which must act on a pre-existing glycogen primeror glycogenin (small protein that forms the primer).
5. Branches are made by branching enzyme (also known asamylo-α(1:4)→α(1:6)transglycosylase)
Glikogenolisis
• Penguraian glikogen
• Katabolisme glikogen melalui fosforolisis dengan bantuanenzim glikogen fosforilase
• glycogen(n residues) + Pi glycogen(n-1 residues) + glucose-1-phosphate
• Glikogenolisis terjadi di dalam sel otot dan hati sebagairespon hormonal dan sinyal saraf
• Glikogenolisis = pengaturan level glukosa dalam darah
Glikogenolisis
• Dalam miosit, degradasi glikogen berperan sebagai jalurintermediet glukosa-6-fosfatase untuk glikolisis (kontraksiotot)
• Dalam hepatosit, penguraian glikogen bertujuan untukpelepasan glukosa dalam darah untuk dipergunakan olehsel lain
• Glikogenolisis diatur oleh respon hormonal sebagai akibatlevel gula darah (glukagon, insulin, epinephrine)
Glukoneogenesis
• Jalur metabolik yang menghasilkan glukosa dari substansinon karbohidrat seperti piruvat, laktat, gliserol, asam aminoglukogenik dan asam lemak.
• Merupakan strategi makhluk hidup mempertahankan levelglukosa agar tidak hipoglikemia
• Glukoneogenesis terjadi di dalam hati. Pada ruminant,proses ini terjadi terus menerus
• Pada kebanyakan hewan, glukoneogenesis terjadi pada saatpuasa, diet rendah karbohidrat atau latihan berlebih
Glukoneogenesis
• Gluconeogenesis begins in the mitochondria with theformation of oxaloacetate by the carboxylation of pyruvate.This reaction also requires one molecule of ATP, and iscatalyzed by pyruvate carboxylase.
• Oxaloacetate is reduced to malate using NADH, a steprequired for its transportation out of the mitochondria.
• Malate is oxidized to oxaloacetate using NAD+ in thecytosol, where the remaining steps of gluconeogenesis takeplace.
Glukoneogenesis
• Oxaloacetate is decarboxylated and then phosphorylated toform phosphoenolpyruvate using the enzymephosphoenolpyruvate carboxykinase. A molecule of GTP ishydrolyzed to GDP during this reaction.
• The next steps in the reaction are the same as reversedglycolysis. However, fructose-1,6-bisphosphatase convertsfructose-1,6-bisphosphate to fructose 6-phosphate, usingone water molecule and releasing one phosphate. This isalso the rate-limiting step of gluconeogenesis.
Glukoneogenesis
• Glucose-6-phosphate is formed from fructose 6-phosphateby phosphoglucoisomerase. Glucose-6-phosphate can beused in other metabolic pathways or dephosphorylated tofree glucose.
• The final reaction of gluconeogenesis, the formation ofglucose, occurs in the lumen of the endoplasmic reticulum,where glucose-6-phosphate is hydrolyzed by glucose-6-phosphatase to produce glucose.
Siklus Cori
• Merupakan interaksi glikolisis dan glukoneogenesis
• Terjadi selama olahraga jika metabolisme aerob di otot tidakdapat memenuhi kebutuhan energi
• Glukosa yang dibentuk di hati dibawa ke otot melalui darah
• Terjadi proses glikolisis di otot (glukosa -> piruvat -> laktat)
• Laktat yang terbentuk di otot selama olahraga akan dibawake hati melalui pembuluh darah dan digunakan untukglukoneogenesis di hati (laktat -> piruvat -> glukosa)
Karbohidrat pada kucing
• Pakan alami kucing, mis. Tikus tdd 55% protein, 45% lemakdan 1-2% karbohidrat
• Karbohidrat merupakan sumber energi yang baik
• Karbohidrat dan protein berperan serta mengendalikankadar glukosa darah pada kucing betina
• Karbohidrat sebagai penyedia laktosa pada kucing yangmenyusui
• Pakan kering umumnya mengandung 40% karbohidrat,dengan digestibility 85%
Metabolisme karbohidrat pada kucing
• Intake karbohidrat rendah:
– Kurang enzim amilase (inisiasi digesti CHO)
– Amilase intestinal dan pankreatik sedikit
– Aktivitas intestinal rendah
– Tidak memiliki enzim Fruktokinase (metabolisme monosakarida)
• Diet CHO tinggi akan menurunkan kemampuan digestiprotein
• Diet CHO tinggi akan menurunkan pH feses akibatfermentasi yang tidak sempurna
Metabolisme karbohidrat pada kucing
• Hati berbeda dalam hal metabolisme disakarida
• Pada kebanyakan spesies, hepatic hexokinase danglucokinase aktif dalam proses fosforilasi glukosa (untukpenyimpanan dan oksidasi)
• Pada kucing, fungsi hepatic hexokinase minimal
• Pada kucing, aktivitas hepatic glikogen synthetase (konversiglukosa menjadi glikogen) minimal
• Sumber energi kucing: asam amino glukoneogenik danlemak
Karbohidrat pada ruminansia
• Sumber energi utama untuk maintenance, growth dan production
• Sumber karbohidrat utama ruminansia: selulosa dan hemiselulosa
• Fermentasi karbohidrat terjadi di dalam rumen oleh mikroorganisme. Hanya 5-20% terdigesti di dalam usus halus
• Fermentasi karbohidrat -> VFA
• Glukoneogenesis penting karena mensuplai 70-90% total kebutuhan glukosa
Karbohidrat pada ruminansia
• Glukosa dihasilkan dari propionat, valerat, asam amino, laktat dan gliserol
• Glukoneogenesis terkait dengan:
– Ketosis
– Toxemia pada domba
– Produksi susu
– Kadar lemak dalam susu
– Penggunaan feed additve
top related