metabolisme karbohidrat i
TRANSCRIPT
ANIES SETIOWATI FIK UNNES
METABOLISME KARBOHIDRAT
Glikolisis, Metabolisme piruvat, Siklus asam sitrat
Metabolisme karbohidrat
Karbohidrat siap dikatabolisir menjadi energi jika berbentuk monosakarida.
Energi yang dihasilkan berupa Adenosin trifosfat (ATP).
Glukosa merupakan karbohidrat terpenting. Dalam bentuk glukosa, karbohidrat makanan
diserap ke dalam aliran darah, atau ke dalam bentuk glukosalah karbohidrat dikonversi di dalam hati, serta dari glukosalah semua bentuk karbohidrat lain dalam tubuh dapat dibentuk.
Glukosa merupakan bahan bakar metabolik utama bagi jaringan mamalia
Glucose Utilization
Glucose
PyruvateRibose-5-phosphate
GlycogenEnergy Stores
Pentose Phosphate Pathway
Glycolysis
Adipose
Karbohidrat Protein Lipid
Gula sederhana (terutama glukosa)
Asam amino Asam lemak + gliserol+
gliserol
Asetil KoA
Siklus asam sitrat
2H ATP
2CO2
Pencernaan dan absorpsi
Katabolisme
Terdapat beberapa jalur metabolisme karbohidrat baik yang tergolong sebagai katabolisme maupun anabolisme, yaitu glikolisis, oksidasi piruvat, siklus asam sitrat, glikogenesis, glikogenolisis serta glukoneogenesis
No mitochondriaGlucoseGlucoseGlucose
The FullMonty
GlucoseGlycogenLactate
LINTASAN UTAMA METABOLISME KARBOHIDRAT
MAKANAN
GLUKOSA
GLUKOSA FOSFAT
TRIOSA FOSFAT
PIRUVAT
ASETIL KOA
GLIKOGEN
LAKTAT
ASAM LEMAK
SIKLUS ASAM SITRAT
ASAM AMINO
PROTEIN
Asam Amino
RIBOSA FOSFAT
RNA DNA
glikolisis
Asil Gliserol/Lemak
Jalur Pentosa Fosfat
Beberapa jalur metabolisme karbohidrat
Secara ringkas, jalur-jalur metabolisme karbohidrat dijelaskan sebagai berikut:
1. Glukosa sebagai bahan bakar utama akan mengalami glikolisis (dipecah) menjadi 2 piruvat jika tersedia oksigen. Dalam tahap ini dihasilkan energi berupa ATP.
2. Selanjutnya masing-masing piruvat dioksidasi menjadi asetil KoA. Dalam tahap ini dihasilkan energi berupa ATP.
3. Asetil KoA akan masuk ke jalur persimpangan yaitu siklus asam sitrat. Dalam tahap ini dihasilkan energi berupa ATP.
4. Jika sumber glukosa berlebihan, melebihi kebutuhan energi kita maka glukosa tidak dipecah, melainkan akan dirangkai menjadi polimer glukosa (disebut glikogen).
• Glikogen ini disimpan di hati dan otot sebagai cadangan energi jangka pendek.
• Jika kapasitas penyimpanan glikogen sudah penuh, maka karbohidrat harus dikonversi menjadi jaringan lipid sebagai cadangan energi jangka panjang.
5. Jika terjadi kekurangan glukosa dari diet sebagai sumber energi, maka glikogen dipecah menjadi glukosa. Selanjutnya glukosa mengalami glikolisis, diikuti dengan oksidasi piruvat sampai dengan siklus asam sitrat.
6. Jika glukosa dari diet tak tersedia dan cadangan glikogenpun juga habis, maka sumber energi non karbohidrat yaitu lipid dan protein harus digunakan. Jalur ini dinamakan glukoneogenesis (pembentukan glukosa baru) karena dianggap lipid dan protein harus diubah menjadi glukosa baru yang selanjutnya mengalami katabolisme untuk memperoleh energi.
Pyruvatecytosol
Aceytl CoAmitochondria (aerobic)
Krebscycle
Reducingequivalents
OxidativePhosphorylation(ATP)
AMINOACIDS
FATTY ACIDS
GLIKOLISISGlikolisis berlangsung di dalam sitosol
semua sel. Lintasan katabolisme ini adalah proses
pemecahan glukosa menjadi: asam piruvat, pada suasana aerob (tersedia
oksigen) asam laktat, pada suasana anaerob (tidak
tersedia oksigen)Glucose → 2 Pyruvate
Lactate (anaerobic)
Acetyl-CoA (TCA cycle)
Glycolysis
Glucose + 2 ADP + 2 Pi
2 Pyruvate + 2 ATP + 2 H2O
Tahap awal Glycolysis
Traps glucose in cells (irreversible in muscle cells)
Tahap 2 glikolisis
Glucose (6C)
2 Pyruvate (3C)
2 ATP
2 ADP
4 ADP
4 ATP2 NAD
2 NADH + H
METABOLISME PIRUVAT Three fates of pyruvate:
Berubah mjd lactate (anaerobic) Berubah mjd alanine (amino acid) Masuk dalam siklus TCA cycle menghasilkan ATP)
Anaerobic Metabolism of Pyruvate
COO–
C O
CH3
COO–
HC OH
CH3
LactatePyruvate
Lactate dehydrogenase
NADH + H+ NAD+
(oxidized)(reduced)
Anaerobic Metabolism of Pyruvate
hasil : 2 ATP diproduksi selama pemecahan 1 molekul
glukosa secara anaerobik The 2 NADHs are used to reduce 2 pyruvate
to 2 lactate Reaksi priruvat mjd laktat berlangung cepat, dan tdk
butuh oksigen
Pyruvate Metabolism - Anaerobic
Pyruvate Lactate
NADH NAD+
Lactate Dehydrogenase
Lactate dapat ditransportasikan melalui dararah ke liver untuk diubah mjg glukosa (glukoneogenesis)
Cori Cycle
Lactate diubah mjd glukosa the liver
Pyruvate Metabolism
Three fates of pyruvate:
Conversion to lactate (anaerobic) Conversion to alanine (amino acid) Entry into the TCA cycle via pyruvate dehydrogenase pathway
Pyruvate metabolism
Convert to alanine and export to blood
COO–
C O
CH3
COO–
HC NH3+
CH3Alanine amino transferase
(AAT)
AlaninePyruvate
Glutamate -Ketoglutarate
Keto acid Amino acid
Pyruvate Metabolism
Three fates of pyruvate:
Conversion to lactate (anaerobic) Conversion to alanine (amino acid) Masuk dalam siklus TCA melalui pyruvate dehydrogenase pathway
Pyruvate Dehydrogenase Complex (PDH)
Persiapan pyruvate masuk dlm siklus TCA
Electron Transport Chain
TCA Cycle
Aerobic Conditions
Piruvat - Kesimpulan
Pyruvate
Acetyl CoA
2 NAD
2 NADH + H
CO2
SIKLUS ASAM SITRAT
Siklus ini juga sering disebut sebagai siklus Kreb’s dan siklus asam trikarboksilat dan berlangsung di dalam mitokondria.
Siklus asam sitrat merupakan jalur bersama oksidasi karbohidrat, lipid dan protein.
TCA Cycle – kesimpulan
Acetyl CoA 3
NAD
3 NADH + H
1 FAD
1 FADH2
1 ADP1
ATP
2 CO2
Metabolisme
KH
SISTEM TRANSPORT ELEKTRON
Yg bperan adalah coenzymes (NAD and FADH) as H+ carriers and consumes oxygen
Kunci reaksi adalah perpindahan elektron atau electron transport system (ETS) Di sitokrom ETS melepas ion H2
untuk berikatan dengan oxygen, membentuk air
Oxidation and Electron Transport
Oksidasi zat gizi melepaskan simpananan energy akan : Makanan mendonasikan H+
H+ditransfer ke co-enzymes
NAD+ + 2H+ + 2e- NADH + H+ FAD + 2H+ + 2e- FADH2
So, What Goes to the ETS???
Dari metabolisme glucose diperoleh :1. Glycolysis menghasilkan 2 NADH2. TCA preparation step (pyruvate to acetyl-CoA): 2 NADH3. TCA cycle (TCA) : 6 NADH and 2 FADH2
TOTAL: 10 NADH + 2 FADH2
Electron Transport Chain (ETC)
NADH + H+ and FADH2 masuk rantai transport elektron (ETC )
H+ flow through ETC and eventually attach to O2 forming water
NADH + H+ 3 ATP FADH2 2 ATP
Electron Transport Chain
Total ATP from Glucose
Anaerobic glycolysis – 2 ATP + 2 NADHAerobic metabolism – glycolysis + TCA 31 ATP from 1 glucose molecule