glikolisis sebagai metabolisme karbohidrat

7/22/2019 Glikolisis Sebagai Metabolisme Karbohidrat

1/10

GLIKOLISIS SEBAGAI METABOLISME KARBOHIDRAT

UNTUK MENGHASILKAN ENERGI

Dr. MUTIARA INDAH SARI

NIP: 132 296 973

2007

Mutiara Indah Sari : Glikolisis Sebagai Metabolisme Karbohidrat Untuk

Menghasilkan Energi, 2007

DAFTAR ISI

I.

PENDAHULUAN..................................................................

...............................1

II. KATABOLISME KARBOHIDRAT DALAM SALURAN

PENCERNAAN.?????.............................................................

...................1

III. GLIKOLISIS SEBAGAI JALUR PEMBENTUKAN ENERGI ???????.......2

IV. SIKLUS ASAM SITRAT SEBAGAI SIKLUS AKHIR DALAM PROSESPEMBENTUKAN ENERGI PADA

GLIKOLISIS...................................??...?..9

V. RANGKUMAN???????..??????????.. ????????.....10

DAFTAR

KEPUSTAKAAN..................................................................

.......................12


2/10



I. PENDAHULUAN

Hampir seluruh sel-sel jaringan tubuh perlu dan dapat menggunakan karbohidrat

khususnya glukosa sebagai sumber energi untuk mempertahankan kelangsungan

hidup. Kebutuhan tersebut pada beberapa jaringan, misalnya otak, sangat

besar,

sementara pada sel eritrosit kebutuhan ini bersifat hampir total. Glukosa di

dalam darah

yang di kenal dengan istilah KGD di pakai sebagai parameter bagi keberhasilan

metabolisme karbohidrat di dalam tubuh.

Proses metabolisme karbohidrat yang dapat menghasilkan energi adalah proses

Glikolisis. Pada proses ini glukosa akan dipecah menjadi Asam Piruvat ataupun

Asam

Laktat sehinnga menghasilkan sejumlah energi dalam bentuk ATP

Selain itu beberapa proses metabolisme pada karbohidrat yang juga dapat

bertujuan

akhir untuk menghasilkan energy adalah proses Glikogenesis, Glikogenolisis

dan

Glukoneogenesis

II. KATABOLISME KARBOHIDRAT DALAM SALURAN PENCERNAAN.

Proses pemecahan karbohidrat untuk menghasilkan energi berlangsung di dalam

sitoplasma sel-sel tubuh. Untuk dapat mencapai sel-sel tubuh, karbohidrat

dari

makanan harus terlebih dahulu mengalami proses pencernaan dan absorbs

sehingga

dapat ditransportasi ke dalam sel tubuh yang memerlukan.Mutiara Indah Sari : Glikolisis Sebagai Metabolisme Karbohidrat Untuk


Karbohidrat dalam diet umumnya terdapat dalam bentuk zat pati, laktosa,

sukrosa dan selulosa. Di rongga mulut, enzim ? amilase saliva bekerja pada

zat pati

secara acak menghasilkan maltosa, beberapa glukosa, unit-unit moekul pati

yang kecil /


3/10

dekstrin. Memasuki lambung, karena tingkat keasaman yang tinggi ( HCl) kerja

?

amilase terhenti. Di usus halus, pH makanan menjadi alkali oleh sekresi dari

saluran

pankreasPencernaan dekstrin pati dilanjutkan oleh kerja enzim ? amilase

pankreas

yang sama dengan enzim dari saliva. Bila kerja ? amilase menghidrolisis zat

pati

sempurna, lumen usus halus akan mengandung glukosa, maltosa, isomaltosa,

serta

laktosa dan sukrosa dari diet. Selulosa yang dimakan adalah polisakarida yang

pada

manusia tidak ada enzim yang menghidrolisisnya dengan demikian tidak dicerna.

Selanjutnya disakarida tadi ( maltosa, isomaltosa, laktosa ) dihidrolisis

pada brush

border yang terdapat pada mukosa usus halusHidrolisis ini oleh kerja enzim

disakaridase spesifik menghasilkan monosakarida.Monosakarida yang dihasilkan

(glukosa, fruktosa, galaktosa) bersama glukosa dari lumen akan masuk ke

sistem portal

lalu ditransport ke hepar. Di hepar senyawa-senyawa ini diinterkonversi

menjadiglukosa. Glukosa ini diangkut oleh peredaran darah dan didistribusikan ke

sel-sel

jaringan tubuh yang memerlukan. Glukosa yang berada di darah lazim disebut

sebagai

kadar glukosa darah (KGD)

dipergunakan sebagai parameter keberhasilan metabolisme di dalam tubuh.

III. GLIKOLISIS SEBAGAI JALUR PEMBENTUKAN ENERGI



Glukosa dari hasil proses pencernaan dan absorbsi sepanjang saluran cerna

dari

sirkulasi darah akan masuk ke dalam sel dan dipecah di dalam sel untuk

menghasilkan

energi dalam proses glikolisis. Proses ini berlangsung di sitoplasma dari sel

karena

semu enzim-enzim lintasan ini ditemukan di sitoplasma.

Pada proses glikolisis, glukosa akan mengalami oksidasi yang di couple dengan

fosforilasi menjadi energi dalam bentuk ATP baik dalam lingkungan aerob

maupun

anaerob.Dalam keadaan aerob, glukosa dioksidasi menjadi piruvat di mana

piruvat ini

dapat berpindah dari sitoplasma ke mitokhondria dan disini dioksidasi menjadi

Asetil KoA yang kemudian dapat dioksidasi dan difosforilasi melalui siklus kreb yang

berdampingan dengan rantai pernapasan. Dalam keadaan aerob ini, O

2

dipergunakan

untuk mereoksidasi NADH yang terbentuk selama oksidasi Gliseraldehide 3

Fosfat

Proses gikolisis dalam keadaan anaerob terjadi pada sel yang tidak mengandung

mitokhondria misalnya sel eritrosit atau jaringan yang dalam keadaan anoksia.

Asam


4/10

laktat sebagai produk akhir dalam glikolisis anaerob ini. Penumpukan asam

laktat pada

sel otot dapat menyebabkan kekebasan otot.Asam laktat tersebut biasanya

(walau

lambat) dapat dikeluarkan dari sel, mengikuti peredaran darah membentuk

glukosa

melalui

glukoneogenesis di hepar atau di ginjal

JALUR GLIKOLISIS



Glukosa memasuki lintasan glikolisis melalui fosforilasi menjadi glukosa 6

fosfat

(senyawa yang merupakan titik temu antar lintasan metabolik seperti

glikolisis,

glukoneogenesis, lintasan pentosa fosfat, glikogenesis dan glikogenesis).

Pengambilan glukosa darah untuk fosforilasi ini untuk semua sel kecuali sel

parenkimhati dan ? Langerhans Pankreas dikatalisis oleh enzim Heksokinase. Di sel sel

parenkim hati dan ? Langerhans Pankreas ini fosforilasi glukosa dikatalisis

oleh enzim

Glukokinase yang aktifitasnya dalam hati dapat dipicu dan dipengaruhi oleh

perubahan

status gizi. Perbedaan antara kedua enxim tersebut adalah:

1. HEKSOKINASE

- Terdapat pada semua sel ekstrahepatik

- Memiliki afinitas yang tinggi terhadap glukosa (Km rendah)

- Berfungsi menjamin pasokan glukosa bagi jaringan dengan konsentrasi glukosa

yang rendah (0,1 mmol/L=2mg%), melalui fosforilasi semua glukosa yang masuk

ke dalam sel.

- Dihambat secara allosterik oleh produk reaksinya yaitu Glukosa 6 P

2. GLUKOKINASE

- Terdapat pada sel parenkim hati dan ? pankreas .

- Bekerja optimal pada konsentrasi glukosa darah diatas 10 mmol /L

- Berperan dalam pengaturan glukosa darah setelah makan

- Memiliki Km yang tinggi terhadap glukosa.

- Tidak dihambat oleh produk reaksinya.

- Merupakan enzim yang spesifik untuk glukosa



Langkah berikutnya pada glikolisis adalah isomerisasi glukosa 6 fosfat

menjadi

fruktosa 6 fosfat.Isomerisasi glukosa 6 fosfat menjadi fruktosa 6 fosfat

adalah konversialdosa menjadi ketosa. Reaksi ini dikatalisi enzim fosfoheksosa isomerase.

Kemudian

fruktosa 6 fosfat difosforilasi oleh ATP menjadi fruktosa 1,6 bisfosfat oleh

enzim

fosfofruktokinase, suatu enzim allosterik dikontrol oleh ATP dan beberapa

metabolit

lain. Fruktosa 1,6 bisfosfat selanjutnya di pecah oleh enzim aldolase

menjadi


5/10

gliseraldehid 3 fosfat dan dihidroksiaseton fosfat yang segera dapat

dikonversi menjadi

gliseraldehid 3 fosfat oleh enzim fosfotriosa isomerase.

Kemudian gliseraldehid 3 fosfat dikonversi menjadi 1,3 bisfosfogliserat(1,3

BPG ) oleh

enzim gliseraldehid 3 fosfat dehidrogenase yang tergantung NAD. 1,3

bisfosfogliserat

akan dioksidasi oleh enzim fosfogliserat kinase menjadi senyawa 3

fosfogliserat yang

selanjutnya dikonversi menjadi 2 fosfogliserat oleh enzim fosfogliserat

mutase. Suatu

enol dibentuk dari dehidrasi 2 fosfogliserat. Enzim enolase, yang dapat

dihambat oleh

fluorida, mengkatalisis pembentukan fosfoenolpiruvat yang akhirnya membentuk

piruvat

oleh kerja piruvat kinase.



GLIKOLISIS DIATUR TIGA TAHAP REAKSI NONEIKUILIBRIUMPada jalur glikolisis ada 3 buah enzim yang mengkatalisis reaksi non

ekuilibrium

yaitu reaksi yang pada keadaan fisioligis dianggap tidak reversibel yaitu :

Heksokinase

(Glukokinase), Fosfofruktokinase, dan Piruvat kinase. Reaksi-reaksi yang

dikatalisis

oleh enzim-enzim ini merupakan reaksi pada tempat-tempat utama pengaturann

glikolisis.

Fosfofruktokinase, pengontrol terpenting pada glikolisis, dihambat oleh kadar

tinggi ATP

dan sitrat dan diaktifkan oleh AMP dan fruktosa 2,6 bisfosfat.Heksokinase

dihambat

oleh glukosa 6 fosfat yang berakumulasi bila fosfofruktokinase tidak aktif.

Piruvat

kinase secara allosterik dihambat oleh ATP dan alanin dan diaktifkan oleh

fruktosa 1,6

bisfosfat

Dalam sel eritrosit, tahapan yang dikatalisis oleh enzim fosfogliserat kinase

dapat

dipintas sehingga terjadi pembentukan senyawa 2,3- bisfosfogliserat. Enzim

bisfosfogliserat mutase, mengkatalisis proses konversi 1,3- bisfosfogliserat

menjadi 2,3-

bisfosfogliserat. Senyawa 2,3- bisfosfogliserat kemudian dikonversi menjadi

3-

fosfogliserat oleh kerja enzim 2,3- bisfosfogliseat fosfatase suatu aktivitas

enzim yang

juga diperlihatkan oleh kerja enzim fosfogliserat mutase. Tidak ada produksiATP kalau

glikolisis mengambil jalur ini. 2,3- bisfosfogliserat yang terdapat dengan

konsentrasi

yang tinggi dalam sel eritrosit akan membantu oksihemoglobin melepas oksigen.



REDUKSI PIRUVAT MENJADI LAKTAT


6/10

Dalam keadaan anaerob, piruvat direduksi oleh NADH menjadi laktat. Reaksi

dikatalisis

oleh enzim Laktat Dehidrogenase

Piruvat + NADH + H

+

Laktat + NAD

+

Proses ini dapat dilihat pada otot rangka khususnya serabut putih, dimana

kecepatan

organ tersebut dalam melaksankan pekerjaannya tidak dibatasi oleh kapasitas

oksigenasinya. Glikolisis di eritrosit walaupun dalam keadaan aerob selalu

berakhiran

dengan senyawa laktat karena sel-sel eritrosit tidak mengandung mitokhondria.

Jaringan lain mencakup jaringan otak, traktus gastrointestinal, medula

ginjal, retina dan

kulit, memperoleh sebahagian besar energinya dari glikolisis dan menghasilkan

laktat .

OKSIDASI PIRUVAT MENJADI ASETIL Ko A

Merupakan jalur irreversibel dari glikolisis ke Siklus Asam Sitrat. Sebelum

piruvat memasuki siklus asam sitrat , senyawa ini diangkut ke mitokhondriamelalui

pengangkut piruvat khusus yang membantu pelintasan membran internal

mitokhondria.Di mitokhondria piruvat mengalami dekarboksilasi oksidatif

menjadi Asetil

Ko A.



Reaksi ini dikatalisis beberapa enzim yang berbeda dan bekerja berurutan

yaitu :

- Piruvat Dekarboksilase

- Dihidrolipoil Transasetilase

- Dihidrolipoil Dehidrogenase

Secara kolektif enzim tersebu diberi nama Kompleks Piruvat Dehidrogenase ,

yang

tergantung pada kofaktor vitamin Thiamin Difosfat. Tiamin adalah anggota

vitamin B

kompleks yang penting.

Piruvat dehidrogenase dihambat oleh produknya, yaitu asetil KoA dan NADH.

KARBOKSILASI PIRUVAT MENJADI OKSALOASETAT

Dikatalisis oleh Piruvat Dekarboksilase. Reaksi tergantung pada biotin.

Reaksi

penting demi berlangsungnya terus Siklus Asam Sitrat dan tersedianya substrat

untuk

proses Glukoneogenesis.

ENERGI YANG TERBENTUK PADA GLIKOLISIS

Oksidasi glukosa dalam keadaan aerob dan anaerob akan menghasilkan

sejumlah energi dalam bentuk ATP. Pada keadaan aerob sepanjang lintasan

glikolisis

akan terbentuk molekul ATP pertama melalui reaksi fosforilasi yang dikatalisi

oleh

enzim fosfogliserat kinase. Fosfogliserat kinase mengkatalisis transfer gugus

fosfat dari


7/10

asil fosfat 1,3 BPG ke ADP. Pembentukan ATP berikut melalui reaksi

fosforilasi yang

dikatalisis oleh enzim piruvat kinase.



Ini merupakan contoh fosforilasi pada tingkat substrat. Dari fosforilasi

tingkat substrat ini

terbentuk masing?masing 2 molekul ATP. NAD yang merupakan aseptor elektron

pada

oksidasi gliseraldehid 3 fosfat harus dihasilkan kembali agar glikolisis

dapat

berlangsung terus

NADH yang terbentuk sepanjang lintasan glikolisis akan mentransfer

elektronnya

ke rantai pernapasan, direoksidasi menghasilkan kembali NAD. Setiap 1 molekul

NADH

yang direoksidasi dalam rantai pernapasan akan menghasilkan 3 molekul ATP ,

sehingga untuk 2 molekul NADH yang direoksidasi akan menghasilkan 6 molekul

ATP.

Pada reaksi awal dari jalur glikolisis, 2 molekulATP telah terpakai sebagaidonor

fosfat untuk reaksi yang dikatalisis oleh enzim heksokinase/glukokinase

suntuk

menghasilkan senyawa glukosa 6 fosfat serta reaksi yang dikatalisis oleh

enzim

fosfofruktokinase untuk menghasilkan senyawa fruktosa 1,6 fosfat.Piruvat

sebagai hasil

oksidasi glukosa dalam keadaan aerob akan berpindah dari sitoplasma ke

mitokhondria.Disini dioksidasi menjadi Asetil Ko A. Untuk 1 molekul piruvat

yang

dioksidasi menjadi asetil ko A akan menghasilkan 3 molekul ATP, jadi untuk 2

molekul

piruvat yang dioksidasi akan menghasilkan 6 molekul ATP.

Asetil ko A sendiri akan dioksidasi fosforilasi melalui Kreb Cycle yang

berdampingan

dengan rantai pernapasan membentuk 12 ATP.

Akhirnya dari uraian diatas untuk, glikolisis 1 molekul glukosa pada keadaan

aerob

maka akan dihasilkan 38 molekul ATP .

Dalam keadaan anaerob, oksidasi glukosa hanya menghasilkan 2 molekul ATP.

Disini NADH yang terbentuk digunakan untuk mereduksi piruvat menjadi laktat

oleh

kerja enzim Laktat Dehidrogenase.Sebagai konsekuensi, untuk memperoleh energi



dalam jumlah banyak, maka lebih banyak glukosa yang menjalani glikolisis pada

keadaan anaerob daripada keadaan aerob

IV. SIKLUS ASAM SITRAT SEBAGAI SIKLUS AKHIR DALAM PROSES

PEMBENTUKAN ENERGI PADA GLIKOLISIS

Ditemukan pertama kali oleh Hans Krebs dan Kurt Henseleit. Disebut juga

Siklus


8/10

Kreb, Trikarboxilic acid/TCA cycle. Berlangsung di matriks mitokhondria dari

sel. Fungsi

utama siklus ini adalah untuk oksidasi asetil KoA menjadi CO

2

dan H

2

O. Senyawa

asetil KoA yang dihasilkan pada glikolisis aerob akan memasuki siklus ini

untuk

dioksidasi dan di fosforilasi berdampingan dengan rantai pernapa

Reaksi yang terjadi pada hakekatnya merupakan reaksi kombinasi Asetil Ko A

(C

2

) dengan Oksaloasetat Asam Dikarboksilat (C

4

) membentuk Sitrat (C

6

). Reaksi

meliputi pelepasan 2 molekul CO

2

dan senyawa Oksaloasetat dibentuk kembali disamping molekul lain dapat keluar atau masuk pada siklus tersebut. Rangkaian

reaksi

membebaskan sejumlah eikuivalen pereduksi dalam bentuk hidrogen atau elektron

dari

enzim dehidrogenase spesifik. Unsur eikuivalen pereduksi ini akan memasuki

rantai

pernapasan . Di sini sejumlah ATP dihasilkan dalam proses fosforilasi

oksidasi. Proses

bersifat aerobik karena memerlukan O

2

sebagai pengoksidasi akhir dari unsur

eikuivalen pereduksi.

Enzim-enzim untuk siklus ini terdapat dalam matriks mitokhondria, baik dalam

bentuk bebas maupun terikat pada bagian internal membran mitokhondria . Ini



memudahkan perpindahan unsur ekuivalen pereduksi ke enzim terdekat pada

rantai

pernapasan yang terdapat pada membran mitokhondria sebelah .

Enzim-enzimyang terlibat dalam siklus ini yaitu :

- Sitrat sitase

- Akonitase

- Isositrat dehidrogenase

- ? ketoglutarat dehidrogenase kompleks

- Suksinat tiokinase

- Suksinat dehidrogenase- Fumarase

- Malat dehidrogenase

Empat vitamin B kompleks yang larut air memeliki peranan untuk menjalani

fungsi

siklus asam sitrat.Ke empat vitamin yang berperan dalam siklus ini adalah :

1. Riboflavin dalam bentuk flavin adenin dinukleotida (FAD)

2. Niasin dalam bentuk nikotinamida adenin dinukleotida (NAD)

3. Tiamin(B1) sebagai Tiamindifosfat

4. Asam Pantotenat sebagai bagian dari koenzim A.


9/10

ATP YANG TERBENTUK PADA SIKLUS ASAM SITRAT



Tiga molekul NADH dan satu molekul FADH

2

dihasilkan untuk setiap molekul

Asetil Ko A yang dikatabolisasi dalam satu putaran siklus asam sitrat.

Molekul ini akan

dipindahkan ke rantai pernapasan dalam membran internal mitokhondria.Unsur

eikuivalen pereduksi NADH direoksidasi menghasilkan 3 ikatan fosfat

berenergi tinggi

(ATP) melalui esterifikasi ADP menjadi ATP dalamproses fosforilasi

oksidatif.FADH

2

menghasilkan 2 ikatan fosfat energi tinggi.

Pada tingkat siklus itu sendiri , saat Suksinil Ko A di ubah menjadi Suksinat

dihasilkan 1 ikatan fosfat energi tinggi. Jadi 12 molekul ATP akan dihasilkan

untuk

setiap 1 putaran siklus asam sitrat

V. RANGKUMAN

Glukosa merupakan senyawa hasil pencernaan dan absorbsi makanan jenis

karbohidrat yang memasuki el-sel tubuh dapat di metabolisme sebagai sumber

energi

utama bagi sel-sel tubuh, terutama sel-sel otak dan sel-sel eritrosit. Proses

pemecahan

atau oksidasi glukosa sebagai sumber energi ini disebut sebgai proses

glikolisis. Dalam

keadaan aerob, glukosa dioksidasi menjadi piruvat di mana piruvat ini dapat

berpindah

dari sitoplasma ke mitokhondria dan disini dioksidasi menjadi Asetil Ko A

yang

kemudian dapat dioksidasi dan difosforilasi melalui siklus kreb yang

berdampingan

dengan rantai pernapasan. Pada keadaan aerob untuk 1 molekul glukosa yang

dioksidasi pada lintasan glikolisis akan dihasilkan 38 molekul ATP .

Asam laktat sebagai produk akhir dalam jika proses glikolisis berlangsung

dalam

keadaan anaerob. Glikolisis di eritrosit walaupun dalam keadaan aerob selalu



berakhiran dengan senyawa laktat karena sel-sel eritrosit tidak mengandung

mitokhondria. Jaringan lain mencakup jaringan otak, traktus gastrointestinal,medula

ginjal, retina dan kulit, memperoleh sebahagian besar energinya dari

glikolisis dan

menghasilkan laktat .Dalam keadaan anaerob, oksidasi glukosa hanya

menghasilkan 2

molekul ATP. Disini NADH yang terbentuk digunakan untuk mereduksi piruvat

menjadi

laktat oleh kerja enzim Laktat Dehidrogenase.Sebagai konsekuensi, untuk

memperoleh


10/10

energi dalam jumlah banyak,

lebih banyak glukosa yang menjalani glikolisis pada keadaan anaerob daripada

keadaan aerob

DAFTAR KEPUSTAKAAN

Devlin T M, PhD. Text Book of Biochemistry with Clinical Correlations 5

th

ed. Wiley-

Liss, New York. 2002

Greenspan F S MD, Baxter J D MD. Basic and Clinical Endocrinology 4

th

ed.

Appletton & Lange, California. 1994

Mark D B, PhD, Marks A MD, Smith C M, PhD. Biokimia Kedokteran Dasar, Sebuah

Pendekatan Klinis. EGC, Jakarta.2000

Murray R K, et al. Harper?s Biochemistry 25

th

ed. Appleton & Lange. America 2003





Stryer L. Biokimia. Edisi 4

.

EGC, Jakarta. 2000.

http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/1939/3/09E01869.pdf.txt

http://mhanafi123.files.wordpress.com/2010/01/2-ok-piruvat-glikogen-pdf.pdf
http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/1939/3/09E01869.pdf.txthttp://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/1939/3/09E01869.pdf.txthttp://mhanafi123.files.wordpress.com/2010/01/2-ok-piruvat-glikogen-pdf.pdfhttp://mhanafi123.files.wordpress.com/2010/01/2-ok-piruvat-glikogen-pdf.pdfhttp://mhanafi123.files.wordpress.com/2010/01/2-ok-piruvat-glikogen-pdf.pdfhttp://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/1939/3/09E01869.pdf.txt

glikolisis sebagai metabolisme karbohidrat

Documents