makalah biokimia katabolisme

28
TUGAS PRESENTASI BIOKIMIA “Metabolisme Karbohidrat (Degradasi Karbohidrat dan Sintesis ATP)” Disusun oleh, 1. Annisa Rizqi Yasmine (13304241010) 2. Esty Hardian Chrisnawati (13304241020) 3. Ajeng Sulistyowati (13304241021) 4. Eriza Deadara (13304241028) 5. Nita Ayu Nurjanah (13304241036) 6. Linda Indriawati (13304241039) JURUSAN PENDIDIKAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

Upload: farihasuci

Post on 06-Feb-2016

76 views

Category:

Documents


2 download

DESCRIPTION

Makalah Biokimia Katabolisme

TRANSCRIPT

Page 1: Makalah Biokimia Katabolisme

TUGAS PRESENTASI

BIOKIMIA

“Metabolisme Karbohidrat (Degradasi Karbohidrat dan Sintesis ATP)”

Disusun oleh,

1. Annisa Rizqi Yasmine (13304241010)

2. Esty Hardian Chrisnawati (13304241020)

3. Ajeng Sulistyowati (13304241021)

4. Eriza Deadara (13304241028)

5. Nita Ayu Nurjanah (13304241036)

6. Linda Indriawati (13304241039)

JURUSAN PENDIDIKAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

2014

Page 2: Makalah Biokimia Katabolisme

BAB I

PENDAHULUAN

Katabolisme merupakan reaksi pemecahan atau penguraian senyawa kompleks

(organik) menjadi sederhana (anorganik) yang menghasilkan energi. Untuk dapat digunakan

oleh sel, energi yang dihasilkan harus diubah menjadi ATP  (Adenosin

TriPhospat). ATP merupakan gugus adenin yang berikatan dengan tiga gugus fosfat.

Pelepasan gugus fosfat menghasilkan energi yang digunakan langsung oleh sel, yang

digunakan untuk melangsungkan reaksi-reaksi kimia, pertumbuhan, transportasi, gerak,

reproduksi, dan lain-lain. Contoh katabolisme adalah respirasi sel, yaitu proses penguraian

bahan makanan yang bertujuan menghasilkan energi. Respirasi dilakukan oleh semua sel

hidup, sel hewan maupun sel tumbuhan.

Respirasi dibedakan menjadi dua berdasarkan ada tidaknya O2 yaitu respirasi aerob

dan respirasi anaerob.

Respirasi Aerob adalah reaksi katabolisme yang membutuhkan suasana aerob sehingga

dibutuhkan oksigen, dan reaksi ini menghasilkan energi dalam jumlah besar. Respirasi aerob

sebagian besar terjadi didalam mitokondria. Energi ini dihasilkan dan disimpan dalam bentuk

energi kimia yang siap digunakan, yaitu ATP. Pelepasan gugus posfat menghasilkan energi

yang digunakan langsung oleh sel untuk melangsungkan reaksi-reaksi kimia, pertumbuhan,

transportasi, gerak, dan reproduksi. Proses respirasi aerob terjadi dalam empat tahapan yaitu

glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, siklus krebs, dan transpor elektron.

Respirasi Anaerob adalah proses respirasi yang tidak memerlukan oksigen. Salah satu contoh

proses ini adalah proses fermentasi. Respirasi anaerob dapat terjadi pada manusia dan hewan

jika tubuh memerlukan energi secara cepat. Pada mikroorganisme seperti bakteri dan jamur,

respirasi anaerob dilakukan karena keadaan lingkungan yang tidak memungkinkan dan belum

memiliki sistem metabolisme yang kompleks.

Page 3: Makalah Biokimia Katabolisme

BAB II

ISI

A. Pembongkaran Karbohidrat

1. Jalur ED

Lintasan Entner–Doudoroff yang ditemukan oleh Michael Doudoroff dan

Nathan Entner terjadi hanya pada sel prokariota.

Jalur ini ditemukan pada pseudomonas. Dengan menggunakan substrat

glukosa tahap-tahap konversinya dapat dilihat digambar, maka akan terjadi tahap-

tahap sebagai berikut:

a. Oksidasi glukosa oleh ATP

b. Oksidasi gugus aldehida dari glukosa-6P menjadi 6-fosfoglukonat dan NADPH2

c. Dehidrasi dari 6-fosfoglukonat menjadi 2-keto-3-deoksi-6-fosfoglukonat (KDPG)

d. Pemecahan KDPG oleh enzim KDPG aldolase menghasilkan piruvat dengan

gliseraldehida-3-fosfat

e. Triosa fosfat selanjutnya masuk ke jalur glikolisis menjadi piruvat dan

memberikan 2 ATP dan 2 NADH2 per mol triosa fosfat

Bila 1 mol glukosa dikatabolisme melalui jalur ED dalam keadaan anaerob

maka akan dihasilkan 1 ATP.

Page 4: Makalah Biokimia Katabolisme

Glikosa + ADP + Pi menjadi laktat atau etanol + 1 ATP

Dari perhitungan tersebut dapat diketahui bahwa energi yang dihasilkan lebih

kecil dibandingkan dari energi yang dihasilkan melalui jalur EMP.

2. Jalur HMP

Jalur HMP sangat penting penting untuk menghasilkan pentose yang

diperlukan untuk sintesis asam nukleat dan nukleotida yang mengandung gugus

prostetik, juga berperan dalam beberapa reaksi biosintesis.

Poin penting dari jalur ini:

a. Disebut juga dengan Pentose Phosphate Pathway

b. Merupakan jalan lain untuk oksidasi glukosa

c. Tidak bertujuan menghasilkan energi ( ATP )

d. Aktif dalam : Hati, Jaringan Lemak, Kelenjar Korteks adrenal, Kelenjar Tiroid,

Eritrosit, Kelenjar Mammae ( laktasi ) dan Tidak aktif di dalam sel otot

Page 5: Makalah Biokimia Katabolisme

Fungsi :

a. Membentuk NADPH untuk sintesis asam lemak, steroid

b. Membentuk pentosa ribosa untuk sintesis nukleotida dan asam nukleat

c. Dalam eritrosit Membentuk NADPH

3. Jalur EMP

Lintasan glikolisis yang paling umum adalah lintasan Embden-Meyerhof-

Parnas (bahasa Inggris: EMP pathway), yang pertama kali ditemukan oleh Gustav

Embden, Otto Meyerhof dan Jakub Karol Parnas.

Jalur EMP disebut juga jalur heksosa bifosfat. Pada jalur ini glukosa dipecah

menjadi 2 piruvat. Jalur ini terjadi pada mikroorganisme dan dalam keadaan

anaerob. Pada jalur ini, glukosa dipecah menjadi 2 piruvat. Selain itu, dalam proses

ini juga terjadi pembentukan ikatan kaya energi pada tingkat nutrien atau substrat.

Jalur EMP terdiri atas 3 tahapan penting metabolisme, yaitu:

Page 6: Makalah Biokimia Katabolisme

Tahap I, fosforilasi ganda heksosa

Dimulai dari fosforilasi glukosa menjadi glukosa 6-fosfat dengan bantuan

enzim heksokinase. Glukosa 6-fosfat diisomerisasi menjadi fruktosa 6-fosfat dengan

bantuan fosfoglukoisomerase. Kemudian, fruktosa-6-fosfat difosforilasi menjadi

fruktosa 1,6-bifosfat dengan bantuan fosfofruktokinase.

Tahap II, pemecahan heksosa bifosfat menjadi 2 triosa fosfat

Dimulai dari pemecahan fruktosa 1,6 bifosfat menjadi glieraldehid 3 fosfat

(G3P) dan dihidroksiaseton fosfat dengan bantuan aldolase. Dihidroksiaseton fosfat

dapat direduksi menjadi gliserol 3-fosfat dengan bantuan gliserol fosfat

dehidrogenase atau diisomerisasi menjadi G3P dengan bantuan triosa fosfat

isomerase sehingga menghasilkan 2 triosa fosfat (G3P).

Tahap III, defosforilasi triosa bifosfat menjadi energi dan piruvat.

Dimulai dari fosforilasi G3P oleh fosfat anorganik menjadi triosa bifosfat (1,3-

difosfogliserat) dengan bantuan G3P dehidrogenase. Proses ini menghasilkanNADH

sebagai sumber electron respirasi. 1,3-difosfogliseral didefosforilasi menjadi 3-

fosfogliserat dengan bantuan fosfogliserokinase. Gugus fosfatdimutasi dari posisi 3

ke posisi 2, sehingga menghasilkan 2-fosfogliserat dengan bantuan fosfogliserat

mutase. Pembentukan ikatan rangkap (dehidrasi) antara atom C no 2 dan no 3,

sehingga 2-fosfogliserat menjadi fosfoenol piruvat (PEP) dengan bantuan enolase.

Keseluruhan reaksi pada jalur EMP terdapat beberapa reaksi yang bersifat

irreversible (tak dapat balik). Yaitu glukosa menjadi glukosa 6-fosfat, fruktosa 1,6

bifosfat menjadi gliseraldehid 3-fosfat dan dihidroksiaseton fosfat, dan

fosfoenolpiruvat menjadi piruvat. Hasil akhir dari jalur EMP adalah 2 piruvat, 2

NADH, dan 2 ATP.

Page 7: Makalah Biokimia Katabolisme

B. Fermentasi

1. Fermentasi Asam Laktat

Proses fermentasi asam laktat memerlukan bahan dasar berupa glukosa yang

dibantu enzim. Oleh karena itu, apabila seseorang merasa tidak berenergi jika

tubuhnya kekurangan glukosa. Selain menghasilkan energi, proses ini juga akan

menghasilkan asam laktat sehingga disebut Fermentasi Asam Laktat. Fermentasi

Asam laktat ini dibantu organisme Bakteri Lactobacilliaceae.

Jika diterjemahkan dalam rumus reaksi kimia, maka proses fermentasi asam

laktat adalah sebagai berikut:

C6H12O6  +   ENZIM  =  2 C2H5OCOOH + ENERGI

Secara umum, fermentasi asam laktat melalui dua tahapan, diantaranya:

a. Proses fermentasi Homolactic

Proses fermentasi Homolactic merupakan proses terjadinya perubahan

glukosa menjadi Asam Piruvat yang kemudian akan membentuk 2 molekul asam

laktat. Proses ini dibantu enzim laktat Dehidrogenase.

b. Proses Fermentasi Heterofermentatif

Proses Fermentasi Heterofermentatif merupakan Proses yang menggunakan

piruvat sebagai penghasil asam laktat, etanol dan karbon dioksida yang dibantu

enzim dehidrogenanse laktat dan piruvat dekarboksilase

Fermentasi Asam Laktat dapat terjadi pada sel otot manusia. Misalnya ketika

kita menggerakan tangan untuk meraih benda. Pergerakan tersebut akan menghasilkan

Page 8: Makalah Biokimia Katabolisme

energi sehingga kita bisa mengambil benda tersebut. Tanpa kita sadari, proses tersebut

juga akan menghasilkan asam laktat yang terkumpul di otot – otot tersebut.

Peristiwa fermentasi asam laktat pada otot manusia dapat terjadi apabila otot

kekurangan oksigen, sementara energi yang butuhkan cukup banyak. Energi yang

terbentuk dari proses fermentasi asam laktat tersebut adalah sebanyak 2 ATP.

Asam laktat pada otot ini akan menyebabkan manusia merasakan pegal, kaku,

maupun kram akibat dari aktivitas yang menggunakan banyak energi. Asam laktat

dapat hilang secara berangsur-angsur setelah proses fermentasi tersebut berakhir.

Itulah sebabnya apabila tubuh beristirahat pegal yang dirasakan akan berkurang. Rasa

pegal juga bisa berkurang ketika mandi. Ini karena asam laktat tersebut dapat terbawa

air dan terbuang.

2. Fermentasi Alkohol

Ragi dikenal sebagai bahan yang umum digunakan dalam fermentasi untuk

menghasilkan etanol dalam bir, anggur dan minuman beralkohol lainnya.

Pada beberapa mikroba peristiwa pembebasan energy terlaksana karena asam

piruvat diubah menjadi asam asetat + CO2  selanjutaya asam asetat diubah menjadi

alkohol.

Page 9: Makalah Biokimia Katabolisme

Dalam fermentasi alkohol, satu molekul glukosa hanya dapat menghasilkan 2

molekul ATP, bandingkan dengan respirasi aerob, satu molekul glukosa mampu

menghasilkan 38 molekul ATP.

Reaksinya:

1. Gula (C6H12O6)asam piruvat (glikolisis)

2. Dekarboksilasi asam piruvat.

Asam piruvat asetaldehid + CO2.

Piruvat dekarboksilase (CH3CHO)

3. Asetaldehid oleh alkoholdihidrogenase diubah menjadi alcohol (etanol).

2 CH3CHO + 2 NADH2  2 C2HsOH + 2 NAD.

Alkoholdehydrogenase enzim

C. Glikolisis

Page 10: Makalah Biokimia Katabolisme

Glikolisis adalah pengubahan glukosa menjadi piruvat dan ATP tanpa

membutuhkan oksigen. Glikolisis adalah serangkaian reaksi biokimia di mana glukosa

dioksidasi menjadi molekul asam piruvat. Glikolisis terjadi (dengan berbagai variasi) di

banyak jenis sel dalam hampir seluruh bentuk organisme (sel hewan, sel tumbuhan, dan

sel bakteri).

Proses glikolisis sendiri menghasilkan lebih sedikit energi per molekul glukosa

dibandingkan dengan oksidasi aerobik yang sempurna. Energi yang dihasilkan disimpan

dalam senyawa organik berupa adenosine triphosphate atau yang lebih umum dikenal

dengan istilah ATP dan NADH.

D. Dekarboksilasi Oksidatif

Dekarboksilasi Oksidatif atau disingkat dengan DO adalah proses Perubahan

Piruvatmenjadi Asetilkoezim – A. Proses ini berlangsung karboksilasi Oksidatif ini di

membran luar mitocondria sebagai fase antara sebelum Siklus Krebs (Pra Siklus Krebs)

sehingga DO sering dimasukkan langsung dalam Siklus krebs. Reaksi oksidasi piruvat

hasil glikolisis menjadi asetil koenzim-A, merupakan tahap reaksi penghubung yang

penting antara glikolisis dengan jalur metabolisme lingkar asam trikarboksilat (daur

Krebs). Reaksi yang diaktalisis oleh kompleks piruvat dehidrogenase dalam matriks

mitokondria melibatkan tiga macam enzim (piruvat dehidrogenase, dihidrolipoil

transasetilase, dan dihidrolipoil dehidrogenase), lima macam koenzim (tiamin pirofosfat,

Page 11: Makalah Biokimia Katabolisme

asam lipoat, koenzim-A, flavin adenin dinukleotida, dan nikotinamid adenine

dinukleotida) dan berlangsung dalam lima tahap reaksi.

Keseluruhan reaksi dekarboksilasi ini irreversibel, dengan ∆ G 0 = - 80 kkal per

mol. Reaksi ini merupakan jalan masuk utama karbohidrat kedalam daur Krebs. Tahap

reaksi pertama dikatalis oleh piruvat dehidrogenase yang menggunakan tiamin pirofosfat

sebagai koenzimnya. Dekarboksilasi piruvat menghasilkan senyawa α-hidroksietil yang

terkait pada gugus cincin tiazol dari tiamin pirofosfat. 

Pada tahap reaksi kedua α-hidroksietil didehidrogenase menjadi asetil yang

kemudian dipindahkan dari tiamin pirofosfat ke atom S dari koenzim yang berikutnya,

yaitu asam lipoat, yang terikat pada enzim dihidrolipoil transasetilase.

Dalam hal ini gugus disulfida dari asam lipoat diubah menjadi bentuk reduksinya,

gugus sulfhidril. Pada tahap reaksi ketiga, gugus asetil dipindahkan dengan perantara

enzim dari gugus lipoil pada asam dihidrolipoat, kegugus tiol (sulfhidril pada koenzim-

A).

Kemudian asetil ko-A dibebaskan dari sistem enzim kompleks piruvat

dehidrogenase. Pada tahap reaksi keempat gugus tiol pada gugus lipoil yang terikat pada

dihidrolipoil transasetilase dioksidasi kembali menjadi bentuk disulfidanya dengan enzim

dihidrolipoil dehidrogenase yang berikatan dengan FAD (flavin adenin dinukleotida).

Akhirnya (tahap reaksi kelima) FADH + (bentuk reduksi dari FAD) yang tetap

terikat pada enzim, dioksidasi kembali oleh NAD + (nikotinamid adenin dinukleotida)

manjadi FAD, sedangkan NAD + berubah menjadi NADH (bentuk reduksi dari NAD +).

Page 12: Makalah Biokimia Katabolisme

E. Siklus Krebs

Siklus krebs merupakan tahap kedua respirasi aerob. Nama siklus ini berasal dari

nama orang yang menemukan reaksi tahap kedua respirasi aerob ini, yaitu Hans Krebs. Siklus

ini disebut juga siklus asam sitrat. Siklus krebs diawali dengan adanya 2 molekul asam

piruvat yang dibentuk pada glikolisis yang meninggalkan sitoplasma masuk ke

mitokondria.Sehingga, siklus krebs terjadi di dalam mitokondria.

Tahapan siklus krebs adalah sebagai berikut:

a) Asam piruvat dari proses glikolisis, selanjutnya masuk ke siklus krebs setelah bereaksi

dengan NAD+ (Nikotinamida adenine dinukleotida) dan ko-enzim A atau Ko-A,

membentuk asetil Ko-A. Dalam peristiwa ini, CO2 dan NADH dibebaskan. Perubahan

kandungan C dari 3C (asam piruvat) menjadi 2C (asetil ko-A).

b) Reaksi antara asetil Ko-A (2C) dengan asam oksalo asetat (4C) dan terbentuk asam sitrat

(6C). Dalam peristiwa ini, Ko-A dibebaskan kembali.

c) Asam sitrat (6C) dengan NAD+ membentuk asam alfa ketoglutarat (5C) dengan

membebaskan CO2.

d) Peristiwa berikut agak kompleks, yaitu pembentukan asam suksinat (4C) setelah bereaksi

dengan NAD+ dengan membebaskan NADH, CO2 dan menghasilkan ATP setelah

bereaksi dengan ADP dan asam fosfat anorganik.

Page 13: Makalah Biokimia Katabolisme

e) Asam suksinat yang terbentuk, kemudian bereaksi dengan FAD (Flarine Adenine

Dinucleotida) dan membentuk asam malat (4C) dengan membebaskan FADH2.

f) Asam malat (4C) kemudian bereaksi dengan NAD+ dan membentuk asam oksaloasetat

(4C) dengan membebaskan NADH, karena asam oksalo asetat akan kembali dengan

asetil ko-A seperti langkah ke 2 di atas.

Dapat disimpulkan bahwa siklus krebs merupakan tahap kedua dalam respirasi aerob yang

mempunyai tiga fungsi, yaitu menghasilkan NADH, FADH2, ATP serta membentuk kembali

oksaloasetat. Oksaloasetat ini berfungsi untuk siklus krebs selanjutnya. Dalam siklus krebs,

dihasilkan 6 NADH, 2 FADH2, dan 2 ATP.

F. Posporilasi Oksidatif

Fosforilasi oksidatif adalah suatu lintasan metabolisme yang menggunakan energi

yang dilepaskan oleh oksidasi nutrien untuk menghasilkan ATP, dan mereduksi gas

oksigen menjadi air.

            Walaupun banyak bentuk kehidupan di bumi menggunakan berbagai jenis

nutrien, hampir semuanya menjalankan fosforilasi oksidatif untuk menghasilkan ATP.

Lintasan ini sangat umum digunakan karena sangat efisien untuk mendapatkan energi,

dibandingkan dengan proses fermentasi alternatif lainnya seperti glikolisis

anaerobik. Dalam proses fosforilasi oksidatif, elektron yang dihasilkan oleh siklus

asam sitrat akan ditransfer ke senyawa NAD+ yang berada di dalam matriks

mitokondria. Setelah menerima elektron, NAD+akan bereaksi menjadi NADH dan ion

H+, kemudian mendonorkan elektronnya ke rantai transpor elektron kompleks I dan

Page 14: Makalah Biokimia Katabolisme

FAD yang berada di dalam rantai transpor elektron kompleks II. FAD akan menerima

dua elektron, kemudian bereaksi menjadi FADH 2   melalui reaksi redoks.

            Reaksi redoks ini melepaskan energi yang digunakan untuk membentuk ATP.

Pada eukariot, reaksi redoks ini dijalankan oleh serangkaian kompleks protein di

dalam mitokondria, sedangkan pada prokariot, protein-protein ini berada di membran

dalam sel. Enzim yang saling berhubungan ini disebut sebagai rantai transpor

elektron. Pada eukariot, lima kompleks protein utama terlibat dalam proses ini,

sementara pada prokariot, terdapat banyak enzim-enzim berbeda yang terlibat.

            Elektron yang melekat pada molekul rantai transpor elektron di sisi dalam

membran mitokondria akan menarik ion H+ menuju membran mitokondria sisi luar,

disebut kopling kemiosmotik, yang menyebabkan kemiosmosis, yaitu difusi ion H+

melalui ATP sintase ke dalam mitokondria yang berlawanan dengan arah gradien pH,

dari area dengan energi potensial elektrokimiawi lebih rendah menuju matriks dengan

energi potensial lebih tinggi. Proses kopling kemiosmotik menghasilkan kombinasi

gradien pH dan potensial listrik di sepanjang membran ini yang disebut gaya gerak

proton. Energi gaya gerak proton digunakan untuk menghasilkan ATP melalui reaksi

fosforilasi ADP.

            Walaupun fosforilasi oksidatif adalah bagian vital metabolisme, ia

menghasilkan spesi oksigen reaktif seperti superoksida dan hidrogen peroksida pada

kompleks I. Hal ini dapat mengakibatkan pembentukan radikal bebas, merusak sel

tubuh, dan kemungkinan juga menyebabkan penuaan. Enzim-enzim yang terlibat

dalam lintasan metabolisme ini juga merupakan target dari banyak obat dan racun

yang dapat menghambat aktivitas enzim.

G. Transpor Elektron

Page 15: Makalah Biokimia Katabolisme

Transpor elektron terjadi di membran dalam mitokondria, dan berakhir setelah

elektron dan H+ bereaksi dengan oksigen yang berfungsi sebagai akseptor terakhir,

membentuk H2O. ATP yang dihasilkan pada tahap ini adalah 32 ATP. Reaksinya

kompleks, tetapi yang berperan penting adalah NADH, FAD, dan molekul-molekul

khusus, seperti Flavo protein, ko-enzim Q, serta beberapa sitokrom. Dikenal ada

beberapa sitokrom, yaitu sitokrom C1, C, A, B, dan A3. Elektron berenergi pertama-

tama berasal dari NADH, kemudian ditransfer ke FMN (Flavine Mono Nukleotida),

selanjutnya ke Q, sitokrom C1, C, A, B, dan A3, lalu berikatan dengan H yang

diambil dari lingkungan sekitarnya. Sampai terjadi reaksi terakhir yang membentuk

H2O. Jadi hasil akhir proses ini terbentuknya 32 ATP dan H2O sebagai hasil

sampingan respirasi. Produk sampingan respirasi tersebut pada akhirnya dibuang ke

luar tubuh, pada tumbuhan melalui stomata dan melalui paru-paru pada pernapasan

hewan tingkat tinggi.

H. Mekanisme “Shuttle”

Ada perbedaan dalam hasil akhir pembentukan ATP pada proses respirasi. Proses

respirasi yang berlangsung pada mitokondria di hati, ginjal, dan mitokondria jantung

menghasilkan 38 ATP untuk satu molekul glukosa yang dipecah, karena tahap akhir

respirasi aerob yaitu rantai transpor elektron berlangsung melalui sistem ulang-alik malat

aspartat. Sistem ulang-alik lain adalah ulang-alik gliserol-phosphat. Sistem ini hanya

menghasilkan 36 ATP untuk tiap mol glukosa, dan berlangsung di otot rangka dan otak.

Apa bedanya?

Proses respirasi aerob menghasilkan senyawa antara berupa NADH. Glikolisis

menghasilkan NADH yang sering disebut NADH sitosol, karena proses tersebut

berlangsung pada sitosol. Dekarboksilasi oksidatif dan Daur Krebs menghasilkan NADH

matriks, karena proses tersebut berlangsung pada matriks mitokondria. Dalam rantai

transpor elektron, NADH akan dioksidasi ulang dan pada akhir reaksi akan menghasilkan

ATP dan H2O. Pada kenyataannya, membran mitokondria tidak permeabel terhadap

NADH sitosol. Dengan sederhana dikatakan: NADH sitosol tidak dapat masuk ke dalam

mitokondria untuk mengalami oksidasi ulang pada rantai transpor elektron.

Suatu cara yang berlangsung dengan cerdik telah diketahui. NADH sitosol dapat

masuk ke dalam mitokondria secara tidak langsung melalui sistem ulang-alik malat-

aspartat. Prosesnya sebagai berikut: NADH sitosol melepaskan H+ dan ditangkap oleh

Page 16: Makalah Biokimia Katabolisme

oksaloasetat sehingga berubah menjadi malat, yang kemudian masuk ke dalam

mitokondria dengan bantuan sistem transpor malat-a-ketoglutarat yang terdapat pada

membran mitokondria. Di dalam matriks mitokondria, malat akan melepaskan ion H+

yang akan diterima oleh NAD sehingga tereduksi menjadi NADH, dan selanjutnya

NADH akan dioksidasi ulang melalui rantai transpor elektron. Sementara itu malat yang

telah melepaskan ion H+ berubah kembali menjadi oksaloasetat. Karena membran

mitokondria tidak permeabel terhadap oksaloasetat, maka oksaloasetat dipecah menjadi

a-ketoglutarat dan aspartat melalui reaksi dengan glutamat. Aspartat keluar dari dalam

matriks ke sitosol melalui sistem transpor glutamat-aspartat yang juga terdapat pada

membran mitokondria, sedangkan a-ketoglutarat keluar dari matriks melalui sistem

transpor malat-a-ketoglutarat. Di sitosol aspartat akan bereaksi dengan a-ketoglutarat dan

menghasilkan oksaloasetat dan glutamat untuk mengulangi siklus yang sama. Lihat

gambar berikut!

Berbeda dengan sistem ulang-alik malat-aspartat, sistem ulang-alik gliserol-

phosphat lebih sederhana. Prosesnya sebagai berikut: NADH sitosol melepaskan ion

H+ dan diterima oleh dihydroxyacetonphosphate hingga tereduksi menjadi glycerol-3-

phosphate. Glycerol-3-phosphate akan melepaskan ion H+ kepada FAD sehingga

tereduksi menjadi FADH, dan kembali berubah menjadi dihydroxyacetonephosphate

untuk mengulangi siklus yang sama. Ion H+  dari FADH akan dipindahkan kepada

ubikuinon sehingga tereduksi menjadi ubikuinonH untuk selanjutnya memasuki rantai

traspor elektron. Lihat gambar!

Page 17: Makalah Biokimia Katabolisme

Kesimpulannya adalah: bila melalui sistem ulang-alik malat-aspartat NADH

sitosol dapat masuk ke dalam mitokondria untuk mengalami proses rantai transpor

elektron dan menghasilkan 3 ATP untuk setiap NADH yang dioksidasi. Bila melalui

sistem ulang-alik gliserol-phospat, NADH sitosol dikonversi menjadi FADH lalu

masuk ke dalam mitokondria untuk mengalami proses rantai transpor elektron dan

dihasilkan 2 ATP untuk setiap FADH yang dioksidasi.

I. Mekanisme Perhitungan ATP

Page 18: Makalah Biokimia Katabolisme

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

a. Metabolisme karbohidrat adalah proses yang mencakup sintesis (anabolisme) dan

penguraian (katabolisme) molekul organik kompleks.

b. Glikolisis merupakan jalur utama metabolisme glukosa agar terbentuk asam piruvat, dan

selanjutnya asetil-KoA untuk dioksidasi dalam siklus asam sitrat (Siklus Kreb’s).

c. Siklus asam sitrat adalah serangkaian reaksi kimia dalam sel, yaitu pada mitokondria,

yang berlangsung secara berurutan dan berulang, bertujuan mengubah asam piruvat

menjadi CO2, H2O dan sejumlah energi.

Saran

Peranan karbohidrat dalam tubuh sangat penting terutama untuk kesehatan. Selain itu

sebagai mahasiswa, kita juga harus lebih banyak mengetahui dan mempelajari tentang

berbagai hal yang menyangkut molekul atau senyawa dalam tubuh, seperti karbohidrat sebab

ini akan menjadi acuan kita dalam memberikan pengajaran kepada peserta didik nantinya.

Page 19: Makalah Biokimia Katabolisme

DAFTAR PUSTAKA

Lehninger, A. L. 1987. Dasar-Dasar Biokimia Jilid 1. Surabaya: Erlangga.

Martoharsono, Soeharsono. 2006. Biokimia 1. Yogyakarta: Gajah Mada Univercity Press.

Stryer, L. 1995. Biochemistry. New York: W.H. Freeman and Company.