metabolism e
TRANSCRIPT
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