metabolism e

METABOLISMEMETABOLISME

Rondang R. SoegiantoRondang R. Soegianto

20072007

Jalur Jalur metabolisme:metabolisme:

1. 1. Jalur anabolikJalur anabolik Sintesis molekul lebih besar dari lebih kecil.Sintesis molekul lebih besar dari lebih kecil. Contoh:Contoh: Sintesis protein dari asam-asam Sintesis protein dari asam-asam

aminoamino Anabolisme memerlukan energi (ATP) Anabolisme memerlukan energi (ATP)

= = Endergonik Endergonik

Umum:Umum:

Metabolisme = Interkonversi senyawa Metabolisme = Interkonversi senyawa kimiakimia

2.2. Jalur katabJalur katabooliklikPemecahan molekul ---Pemecahan molekul --- Energi dibebaskan Energi dibebaskan

= = EksergonikEksergonik

3.3. Jalur amfibolikJalur amfibolikMenghubungkan jalMenghubungkan jaluur (1) dengan r (1) dengan

(2)(2)

Harper 27: Fig 16-1 p133

Memahami metabolisme normalMemahami metabolisme normal,, penting untuk mampu penting untuk mampu mengidentifikasimengidentifikasi kelainan atau penyimpangan pada proses kelainan atau penyimpangan pada proses fisiologi.fisiologi.

Contoh:Contoh:

Landasan pembelajaran:Landasan pembelajaran:

(a) Obesitas akibat kelebihan asupan sumber kalori.

Penumpukan lemak di jaringan adiposa

(b) Puasa, kelaparan

Glukosa diprioritaskan ke otak dan sel darah merah

Otot dan hati mengoksidasi asam lemakHati membentuk benda keton dari asam lemak untuk otot, otak dan jaringan lain.

Harper 27: Harper 27: Fig 16-5 Fig 16-5 p135p135

Harper 27: Harper 27: Fig 16-6 Fig 16-6 p136p136

METABOLISME KARBOHIDRAT METABOLISME KARBOHIDRAT

Harper 17Harper 17: : Fig 21-2 p295 Fig 21-2 p295

Glikolisis: Jalur metabolisme KH utama di Glikolisis: Jalur metabolisme KH utama di sitosolsitosol

- Biosntesis ATP dlm keadaan aerob dan anaerobBiosntesis ATP dlm keadaan aerob dan anaerob

- Berakhir pada piruvat atau laktat (anaerob)Berakhir pada piruvat atau laktat (anaerob)

- - Satu-satunya jalur biosintesis energi dlm sel darah Satu-satunya jalur biosintesis energi dlm sel darah merah merah (tidak ada mitokondria) (tidak ada mitokondria)

Harper 27Harper 27: : Fig.18-2Fig.18-2

SIKLUS ASAM SITRATSIKLUS ASAM SITRAT

Juga dikenal sebagai: Siklus Krebs, Siklus Asam Juga dikenal sebagai: Siklus Krebs, Siklus Asam TrikarboksilatTrikarboksilat

Rangkaian reaksi di matriks mitokondriaRangkaian reaksi di matriks mitokondria

Mengoksidasi gugus asetil pada asetil-KoAMengoksidasi gugus asetil pada asetil-KoA

Menghasilkan NADH dan FADH2 untuk pembentukan ATP Menghasilkan NADH dan FADH2 untuk pembentukan ATP di rantai pernapasan di rantai pernapasan Merupakan pertemuan pada akhir jalur metabolisme KH, Merupakan pertemuan pada akhir jalur metabolisme KH, Lipid dan Protein Lipid dan Protein

Harper 27 Harper 27 :: Fig 17- Fig 17-2 2

Harper 27 Fig Harper 27 Fig 17-3 17-3

Siklus Asam Sitrat berperan pada Siklus Asam Sitrat berperan pada biosintesis FAbiosintesis FA

Harper 27 Harper 27 :: Fig 17-5 Fig 17-5

Siklus Asam Sitrat bersifat amfibolik, karena Siklus Asam Sitrat bersifat amfibolik, karena adaada

a. Metabolit teroksidasi untuk biosintesis ATP

b. Metabolit sebagai sumber rantai C utk glukoneogenesis,

biosintesis FA dan interkonversi dgn asam amino

Glikogen:Glikogen: Cadangan KH pada hewan (hati, otot, Cadangan KH pada hewan (hati, otot, ginjal)ginjal)

Gikogen otot: sumber energi ntuk kontraksi Gikogen otot: sumber energi ntuk kontraksi otototot

Glikogen hati: cadangan glukosa darahGlikogen hati: cadangan glukosa darah

Harper 27: Harper 27: Fig 19-3 Fig 19-3 p161p161

Harper 27: Harper 27: Fig 19-4 p Fig 19-4 p 162162

Enzim glikogenesisEnzim glikogenesis:: Glikogen sintaseGlikogen sintase, Branching , Branching enzymeenzyme

Enzim glikogenolisis:Enzim glikogenolisis: FosforilaseFosforilase, Debranching , Debranching enzymeenzyme Enzim kunci (pengatur)Enzim kunci (pengatur)

AMP siklik AMP siklik Harper 27: Harper 27: Fig 19-Fig 19-55

AMP siklik AMP siklik = = a.l. Faktor regulasi glikogenesis dan glikogenolisis a.l. Faktor regulasi glikogenesis dan glikogenolisis Secara simultan mengaktifkan fosforilase Secara simultan mengaktifkan fosforilase

dan meng-dan meng- hambat glikogen sintase.hambat glikogen sintase.

Insulin menurunkan kadar AMPsiklik -Insulin menurunkan kadar AMPsiklik - efek berlawanan efek berlawanan

Glukoneogenesis:Glukoneogenesis:

Non-KH -Non-KH - Glukosa, glikogen Glukosa, glikogenZat awal: Asam amino, asam laktat, gliserol Zat awal: Asam amino, asam laktat, gliserol Bermanfaat untuk: - menjamin suplai glukosaBermanfaat untuk: - menjamin suplai glukosa - menyalurkan asam laktat- menyalurkan asam laktat

Harper 27: Harper 27: Fig 20-4 p Fig 20-4 p 172172

Hexose Monophosphate Shunt (HMP shunt)Hexose Monophosphate Shunt (HMP shunt)Pentose Phosphate PathwayPentose Phosphate Pathway

Jalur alternatif metabolisme glukosaJalur alternatif metabolisme glukosaOksidatif, tapi tidak membentuk ATPOksidatif, tapi tidak membentuk ATP

Fungsi utama:Fungsi utama:1. 1. Produksi NADPH = reduktorProduksi NADPH = reduktor Penting sebagai : - Anti oksidanPenting sebagai : - Anti oksidan

- Reduktor pada biosintesis asam lemak, - Reduktor pada biosintesis asam lemak, steroid (kolest)steroid (kolest)

2. 2. Produksi ribosa 5-fosfat untuk nukleotidaProduksi ribosa 5-fosfat untuk nukleotida

Metabolisme galaktosaMetabolisme galaktosaUntuk Untuk - - Bahan jaringan (glikoprotein, Bahan jaringan (glikoprotein, glikolipid)glikolipid) - - Laktosa pada wanita masa laktasiLaktosa pada wanita masa laktasi

Harper 17: Harper 17: Fig 21-17 p 317 Fig 21-17 p 317

Glukosa Glukosa UDP Gluk UDP Gluk UDP Galak UDP Galak

GlikolipidGlikolipid GlikoproteinGlikoprotein

Laktosa Laktosa

Metabolisme Fruktosa Metabolisme Fruktosa ::

1).1). Dapat menstimulasi sintesis asam lemakDapat menstimulasi sintesis asam lemak

2).2). Terdapat bersama sorbitol di lensa mata (tinggi Terdapat bersama sorbitol di lensa mata (tinggi pdpd

katarak) katarak)

METABOLISME ASAM LEMAK METABOLISME ASAM LEMAK FattyAcid FattyAcid

(FA) (FA)

A. A. Katabolisme di mitokondriaKatabolisme di mitokondria FA FA Asetil-KoA (oksidasi β) Asetil-KoA (oksidasi β) Eksergonik, menghasilkan ATP Eksergonik, menghasilkan ATP

B. B. Biosintesis di sitosolBiosintesis di sitosol Asetil-KoA Asetil-KoA FA FA Endergonik, memerlukan ATP Endergonik, memerlukan ATP

Perhatikan! A. Bukan kebalikan B. Perhatikan! A. Bukan kebalikan B.

Katabolisme FA melalui oksidasi β menggunakan sistem Katabolisme FA melalui oksidasi β menggunakan sistem enzimenzimddengan koenzim NAD+ engan koenzim NAD+ NADH NADH FAD FAD FAD. 2H FAD. 2H

Terjadi biosintesis ATP dalam keadaan aerob Terjadi biosintesis ATP dalam keadaan aerob

KARNITIN berperan pd transpor FA rantai panjang di membran- KARNITIN berperan pd transpor FA rantai panjang di membran- dalam mitokondria dalam mitokondria

Ko-A mengaktifkan FA untuk metabolisme Ko-A mengaktifkan FA untuk metabolisme

Harper 27: Harper 27: Fig 22-1 p Fig 22-1 p 188188

KETOGENESIS KETOGENESIS ketosis, ketonemia ketosis, ketonemia

Terjadi bila oksidasi β di hati tinggi Terjadi bila oksidasi β di hati tinggi ekses Asetil- ekses Asetil-KoAKoA ttidak terakomodasi oleh Siklus Krebs dan bergabung idak terakomodasi oleh Siklus Krebs dan bergabung dgndgn Asetoasetil-KoA Asetoasetil-KoA 3-OH, 3 metil glutaril-KoA (HMG- 3-OH, 3 metil glutaril-KoA (HMG-KoA)KoA)

Enzim: HMG-KoA sintase Enzim: HMG-KoA sintase

Harper 27: Harper 27: Fig Fig 22-522-5

Harper 27: Harper 27: Fig 22-Fig 22-66

Benda (zat) keton bersifat asam Benda (zat) keton bersifat asam ketoasidosis a.l. pd DM ketoasidosis a.l. pd DM

Derajat ketosis sebaiknya berdasarkan ketonemia, bukan Derajat ketosis sebaiknya berdasarkan ketonemia, bukan ketonuriaketonuria

Harper 27: Harper 27: Fig 22-Fig 22-8 8

Perpanjangan FAPerpanjangan FA

Berlangsung di retikulum endoplasmaBerlangsung di retikulum endoplasma

Penambahan 2C berulang dari malonil-Penambahan 2C berulang dari malonil-KoAKoA

Enzim: FA elongase, Koenzim: NADPHEnzim: FA elongase, Koenzim: NADPH

Lipoprotein Plasma:Lipoprotein Plasma:

1). 1). Kilomikron (hasil absorpsi lipid)Kilomikron (hasil absorpsi lipid)

2). 2). Very Low Density Lipoprotein (VLDL)Very Low Density Lipoprotein (VLDL) Dihasilkan di hati utk ekspor Dihasilkan di hati utk ekspor triasilgliseroltriasilgliserol

3). 3). Low-Density Lipoprotein (LDL)Low-Density Lipoprotein (LDL)

4). 4). High-Density Lipoprotein (HDL)High-Density Lipoprotein (HDL) Untuk transpor kolesterol Untuk transpor kolesterol

Biosintesis KolesterolBiosintesis Kolesterol

Zat awal: Asetil-KoAZat awal: Asetil-KoA

Enzim pengatur: HMG-KoA reduktaseEnzim pengatur: HMG-KoA reduktase

Biosintesis dipengaruhi koleBiosintesis dipengaruhi kolessterol terol makananmakanan

METABOLISME PROTEIN & ASAM AMINO METABOLISME PROTEIN & ASAM AMINO (AA)(AA)

PROTEIN = Polimer AA = Polipeptida PROTEIN = Polimer AA = Polipeptida ASAM AMINO = Asam Karboksilat dgn ggs Amino pd posisi α ASAM AMINO = Asam Karboksilat dgn ggs Amino pd posisi α

R – C H– COOH R – C H– COOH I I

NH2 NH2

Pengelompokan Asam Pengelompokan Asam Amino:Amino:

a. a. AA pembentuk protein (20 jenis AA) danAA pembentuk protein (20 jenis AA) dan AA non-protein dgn fungsi fisiologis,AA non-protein dgn fungsi fisiologis, Sitrulin dan Ornitin pd Siklus Urea. Sitrulin dan Ornitin pd Siklus Urea.

b. b. AA esensial ( jalur biosintesis panjang) danAA esensial ( jalur biosintesis panjang) dan AA non-esensial, relatif mudah disintesis dari AA non-esensial, relatif mudah disintesis dari

metabolit metabolit yg biasa terdapat dalam tubuh.yg biasa terdapat dalam tubuh.

c.c. Berdasarkan gugus atau rantai samping yang Berdasarkan gugus atau rantai samping yang diwakili diwakili oleholeh R, yaituR, yaitu::

- Alifatik: G, A, V, L, I (berdasarkan - Alifatik: G, A, V, L, I (berdasarkan simbol 1 huruf) simbol 1 huruf)

- R mengandung –OH : S, T, Y- R mengandung –OH : S, T, Y

- R mengandung S: C, M- R mengandung S: C, M

- R bersifat asam serta amida terkait: D, N, - R bersifat asam serta amida terkait: D, N, E, Q E, Q

- R bersifat basa: R, K, H- R bersifat basa: R, K, H

- R mengandung cincin aromatik: H, F, Y, W- R mengandung cincin aromatik: H, F, Y, W

- R berbentuk siklik, asam imino: P - R berbentuk siklik, asam imino: P

Metabolisme Metabolisme ProteinProtein

Keseimbangan Nitrogen (N Balance) Keseimbangan Nitrogen (N Balance)

Membandingkan asupan protein (Intake) dan Membandingkan asupan protein (Intake) dan Ekskresi protein (Output)Ekskresi protein (Output)

Balans pos.Balans pos. I > O - PertumbuhanI > O - Pertumbuhan Pembentukan jaringan baruPembentukan jaringan baru Pemulihan Pemulihan

Balans negBalans neg I < O I < O - Puasa, Kelaparan - Puasa, Kelaparan Diet tidak adekuatDiet tidak adekuat

Balans seimbangBalans seimbang I ~ OI ~ O - - Dewasa sehat Dewasa sehat

Metabolisme Asam Metabolisme Asam Amino Amino

Reaksi Umum:Reaksi Umum:

- - Transaminasi (paling banyak) Transaminasi (paling banyak) Pemindahan gugus amino dari AA ke asam keto (AK) Pemindahan gugus amino dari AA ke asam keto (AK) AkiAkibabatnya: AA tnya: AA AK AK ddanan AK AK AA AA Penting pada biosintesis AAPenting pada biosintesis AA

- - Deaminasi oksidatif Deaminasi oksidatif Membebaskan ggs amino, yang tinggal: AKMembebaskan ggs amino, yang tinggal: AK Gugus amino untuk aminasi atau Gugus amino untuk aminasi atau Urea Urea

- - DekarboksilasiDekarboksilasi oksidatifoksidatif Hasil: Asam amino minus 1C dan CO2 Hasil: Asam amino minus 1C dan CO2

Transaminasi:Transaminasi:

Enzim: Aminotransferase, Transaminase Enzim: Aminotransferase, Transaminase Glutamat Aminotransferase (GPT) Glutamat Aminotransferase (GPT) Koenzim: Piridoksal fosfat Koenzim: Piridoksal fosfat

Reaksi pada metabolisme: Reaksi pada metabolisme: - - ReversibelReversibel - - Dpt utk semua AA, kecuali:Dpt utk semua AA, kecuali: Treonin,Treonin, Lisin, Lisin-OH, Prolin, Prolin-OHLisin, Lisin-OH, Prolin, Prolin-OH (Lisin-OH dan Prolin-OH khas dlm (Lisin-OH dan Prolin-OH khas dlm

kolagen)kolagen)

Harper 27: Harper 27: Fig 28-Fig 28-44

Harper 27 Fig 28-Harper 27 Fig 28-22

Harper 27: Harper 27: Fig 28-Fig 28-33

Biosintesis Biosintesis UreaUrea

Harper 27 Fig 28-2Harper 27 Fig 28-2

Siklus Urea: Jalur detoksikasi amoniaSiklus Urea: Jalur detoksikasi amonia Berlangsung terutama di hatiBerlangsung terutama di hati

Harper 27Harper 27: : Fig 28-9Fig 28-9

Katabolisme Kerangka CKatabolisme Kerangka C

AA glikogenik: Dapat masuk ke AA glikogenik: Dapat masuk ke metabolisme karbohidratmetabolisme karbohidrat

a.l. untuk glukoneogenesis a.l. untuk glukoneogenesis

AA ketogenik: Menghasilkan asam ketoAA ketogenik: Menghasilkan asam keto

AA gliko- dan ketogenik: Dapat masuk ke AA gliko- dan ketogenik: Dapat masuk ke jalur jalur glukoneogenesisglukoneogenesis dandan ketogenesisketogenesis

Harper 27 Fig Harper 27 Fig 229-9-1 1

Gangguan Metabolisme (Metabolic Disorder)Gangguan Metabolisme (Metabolic Disorder)Fenilalanin : Phenylketonuria (PKU)Fenilalanin : Phenylketonuria (PKU)Asam amno bercabang: Maple Syrup Urine Asam amno bercabang: Maple Syrup Urine Disease Disease

Produk khusus:Produk khusus:GlisinGlisin :Kreatin:KreatinSisteinSistein :Taurin:TaurinTriptofanTriptofan :Serotonin (5-OH-triptofan):Serotonin (5-OH-triptofan)TirosinTirosin :Epinefrin, Norepinefrin:Epinefrin, Norepinefrin

DOPA, MelaninDOPA, MelaninSerotoninSerotonin :Melatonin:Melatonin