1. Metabolisme Karbohidrat

Karbohidrat merupakan senyawa penting penghasil energi pada manusia.Karbohidrat mengalami metabolisme dalam beberapa jalur yaitu:

Glikolisis anaerob (jalur Embden Meyerhof) Glikolisis aerob (siklus krebs/siklus asam sitrat/siklus Trikarboksilat) Jalur glikogenesis dan glikogenolisis Jalur asam glukoronat Jalur HMP-shunt (Hexose Mono Phospate Shunt) Jalur glukoneogenesis

1.1. Jalur Glikolisis Anaerob/Jalur Embden-Meyerhof

Jalur embden meyerhof ini berlangsung di sitosol sel jaringan tubuh dan terbagi menjadi dua kelompok:

a. Kelompok deretan reaksi molekul heksosa

Glukokinase+Heksokinase1) Glukosa Glukosa-6P

Enzim Mutase2) Glukosa-6P Fruktosa-6P

Enzim Fosfofruktokinase3) Fruktosa-6P Fruktosa-1,6-bisfosfatase

Enzim Aldolase4) Fruktosa-1,6-bisfosfatase Gliseraldehid-3P+dihidroksiaseton-P

Glukosa-6P terdapat di hati, namun tidak terdapat di dalam otot. Enzim Fosfofruktokinase terdapat di hati dan di otot.

b. Kelompok Deretan Reaksi Molekul Triosa

Enzim Isomerase1) Dihidroksiaseton-P Gliseraldehid-3P2) Gliseraldehid-3P dioksidasi sambil mengikat gugus fosfat pada atom karbon-1

E.Dehidrogenase+Ko-DH-ase+

1,3-bisfosfogliserat+ NADH+

3) Glikolisis EM menghasilkan produk akhir Asam Laktat yang dibentuk dari Asam Piruvat dan dikatalisis oleh enzim LDH yang memerlukan NADH dari perbuhan gliserald-3P menjadi 1,3-bisfosfogliserat, dapat diproduksi untuk keperluan ini. NADH tidak memasuki rantai pernapasa

4) Gugus fosfat karbon-1 molekul 1,3-bisfosfogliserat ditransfer ke ADP sehingga terbentuk 1 molekul ATP yang dikatalisis oleh enzim Gliseratkinase yang bersifat reversible.

5) Mutasi intramolekul gugus fosfat karbon-3 ke karbon-2 molekul gliserat

Enzim Mutase2-fosfogliserat

Enzim Enolase6) Terjadi enolisasi 2-fosfogliserat fosfoenolpirubat (PEP)

Enzim Piruvatkinase7) PEP memberikan gugus fosfat ke ADP Ketopiruvat+ATP

E.Dehidrogenase+Ko-DH-ase+NADH8) Asam Piruvat Asam Laktat

1.2. Jalur Dekarboksilasi Oksidatif Piruvat

1) Diawali reaksi dekarboksilasi piruvat yang menghasilkan dan radikal

hidroksietil dalam bentuk molekul TPP-hidroksietil2) Gugus hidroksietil dari molekul TPP-hidroksietil dioksidasi menjadi asetil

3) Gugus asetil dari TPP-asetil ditransfer ke koenzim membentuk asetil-

lipoamida4) Gugus asetil dari molekul asetil-lipoamida ditransfer ke KoenzimA membentuk

asetat aktif (asetil-SKoA) &

5) mentransfer ke FAD → dan terbentuk yang

digunakan untuk proses dekarboksilasi piruvat berikutnya

6) mentransfer ke → NADH+ dan dibebaskan untuk

dipakai kembali seperti

7) NADH memasuki rantai pernapasan dan menghasilkan 3 molekul ATP 1 molekul As.Piruvat menghasilkan 1 molekul Asetil-SKoA+3 ATP Reaksi dikatalisis oleh enzim komplek Piruvat DH-ase yang melibatkan

koenzim TPP; ; KoASH; FAD;dan NAD.

1.3. Siklus Asam Sitrat/Siklus Trikarboksilat/Siklus Krebs

E.Sitrat sintase1) Reaksi kondensasi asetil-SKoA+Oksaloasetat Asam Sitrat

Akonitase

2) Asam Sitrat Isositrat

Isositrat dehidrogenase+KoDH-ase

3) Isositrat α-Ketoglutarat Produk NADH nya memasuki rantai pernapasan dan menghasilkan 3 molekul

ATP

α-Ketoglutaratdehidrogenase+KoDH-ase

4) α-Ketoglutarat Suksinil-SKoA

KoASH

5) Suksinil-SKoA adalah substrat berenergi tinggi yang jika membebaskan KoASH nya yang dikatalisis oleh enzim suksinat tiokinase akan menghasilkan 1 molekul GTP(1 ATP) melalui reaksi bersifat reversible.

Fumarase6) Fumarat Malat

Malat dehidrogenase+ Ko-DH-ase

7) Malat Oksaloasetat

1.4. Glikogenesis

1) Awal reaksi adalah pembentukan glukosa-6P seperti Jalur Embden-Meyerhof2) Gugus fosfat C6 dimutasi intramolekuler ke C1 molekul glukosa menghasilkan

glukosa-1P yang dikatalisis oleh enzim fosfoglukomutase melalui reaksi yang bersifat ireversibel

UDPG Pirofosforilase

3) Glukosa-1P UDPG(Uridin Di Phosphat Glucose)4) Atom C-1 molekul glukosa dari UDPG membentuk ikatan glukosidat dengan atom

karbon-4 residu glukosa terminal dari molekul glikogen primer (yang sudah tersedia sebelumnya).

Reaksi tersebut merupakan reaksi awal pembentukan molekul glikogen

5) Jika panjang rantai glukosida telah mencapai minimal 11 residu glukosa, terbentuklah titik percabangan yang dikatalisis oleh branching enzyme (amilo-1,4-1,6 transglukosidase).

6) Cabang yang baru memperpanjang rantai glukosida seperti cara yang pertama dan cabang baru mengalami percabangan baru lagi jika panjang rantai mencapai min.11 residu glukosa.

7) Proses pada point (6) terus berlanjut hingga pohon molekul glikogen terbentuk secara tuntas.

1.5. Glikogenolisis

1) Pemecahan ikatan glukosida-1,4 yang dimulai dari bagian terminal setiap rantai cabang yang mengarah ke pangkal percabangan rantai sampai tersisa 4 residu glukosa dari titik percabangan rantai.

Reaksi di atas dikatalisis oleh enzim fosforilase spesifik dan menghasilkan glukosa-1P

2) Unit trisakarida dari residu 4 molekul glukosa yang tersisa tersebut dipindahkan ke rantai cabang lain. Reaksi tersebut dikatalisis oleh enzim glukan transferase yang mengakibatkan titik cabang-1,6 menjadi terbuka

3) Titik cabang 1,6-glukosida yang terbuka dihidrolisis oleh debranching enzyme yang bersifat spesifik (amilo-1,6-glukosidase)

4) Gugus fosfat atom C-1 dari molekul glukosa-1P dimutasi intramolekuler untuk membentuk glukosa-6P. reaksi ini dikatalisis oleh enzim fosfoglukomutase yang bersifat ireversibel

1.6 Jalur Glukoronat

Di dalam tubuh, glukoronat mempunyai arti penting misalnya glukuronat sebagai senyawa konjugat pada reaksi detoksikasi beberapa macam metabolit atau obat-obatan yang berlangsung di dalam hati. Glukuronat sebagai senyawa konjugat dengan bilirubin pada transportasi bilirubin (pigmen empedu) di dalam sirkulasi darah.

Pada golongan non-primata, jalur glukoronat dapat berperan dalam biosintesis asam askorbat (vitamin C). Tetapi pada hewan primata (termasuk manusia) tidak mengandung enzim yang mmengkatalisis reaksi perubahan gulonolakton menjadi 2-keto-L-gulonolakton, sehingga baik hewan golongan primata maupun manusia keduanya tidak dapat mensintesis vitamin C dalam tubuhnya.

Reaksi pembentukan glukoronat yang berasal dari glukosa sampai UDP glukosa berjalan sesuai dengan deretan reaksi yang ditemukan pada jalur glikogenesis.

UDP- Glukosa dehidrogenase1) UDP Glukosa UDP-Glukoronat

1.7 Jalur HMP-shunt

HMP-shunt berlangsung di dalam ditosol jaringan tertentu misalnya hati, kelenjar susu saat masa laktasi, dan jaringan lemak. Peran penting dalam jalur HMP-shunt adalah menghasilkan pentosa, yang digunakan untuk pembentukan DNA dan RNA. Produk lainnya yaitu NADPH, yang bermanfaat bagi biosintesis asam lemak. Jalur glokolisis anaerob dan jalur HMP-shunt dapat dihubungkan dengan senyawa gliseraldehid-3P dan fruktosa-6P.

1.8 Jalur Glukoneogenesis

Glukoneogenesis adalah reaksi pembentukan glukosa yang berasal dari senyawa-senyawa non- karboghidrat. Glukoneogenesis ini berlangsung pada keadaan tubuh yang kekurangan glukosa untuk memenuhi energi yang diperlukan oleh tubuh. Glukoneogenesis berlangsung di hati dan ginjal. Organ-organ tubuh yang peka atau tergantung glukosa adalah otak, sistem saraf dan eritrosit.

Reaksi yang pertama kali terjadi yaitu masuknya asam piruvat dari sitosol ke mitokondria yang selanjutnya akan membentuk oksaloasetat yang dikatalisis oleh enzim piruvat karboksilase.

Kemudian oksaloasetat tadi membentuk malat yang dikatalisis oleh enzim malat dehidrogenase dengan Ko-DH ase dan NADH

Selanjutnya malat keluar mitokondria menuju sitosol dan malat membentuk oksaloasetat yang dikatalisis ileh enzim malat DH-ase dengan Ko DH-ase NAD+. Akhirnya di sitosol, oksaloasetat membentuk fosfoenolpiruvat yang dikatalisis oleh enzim fosfoenolpirivat karboksikinase dengan GTP. Dengan demikian, jalur glikolisis anaerob EM dapat dikembalikan sampai terbentuknya glukosa yang diperlukan.

Hal ini tidak berlaku untuk glikoneogenesis dalam otot karena otot tidak mengandung enzim glukosa-6-fosfat yang mengkatalisis perubahan glukosa-6P menjadi glukosa. Oleh karena itu, jika asam laktat di otot ingin diubah menjadi glukosa, harus ditransfer terlebih dahulu ke hati. Perjalanan laltat otot menuju ke hati melalui sirkulasi darah dikenal sebagai siklus asam laktat.

Sumber:

Hardjasasmita, P. 2010. Ikhtisar Biokimia Dasar B. Jakarta: Balai Penerbit FKUI