JALUR PENTOSA FOSFAT OLEH : AMALIA PURNAMASARI NPM

Transkripsi

1 JALUR PENTOSA FOSFAT OLEH : AMALIA PURNAMASARI NPM

2 HMP SHUNT (HEKSOSA MONO PHOSPHAT SHUNT) Pentosa merupakan gula monosakarida dengan lima atom karbon dalam satu molekul Disebut juga : Pentose Phosphate Pathway Merupakan jalan lain untuk oksidasi glukosa Tidak bertujuan menghasilkan energi ( ATP ) Aktif dalam : 1. Hati 2. Jar. Lemak 3. Klj. Korteks adrenal 4. Klj. Tiroid 5. Eritrosit 6. Klj. Mammae ( laktasi )

3 Tujuan Utama dari Lintasan ini adalah: Produksi NADPH untuk sintesis reduktif seperti biosintesis asam lemak serta steroid. Kegunaan NADPH untuk sel adalah untuk : - Mencegah stress oksidatif dengan mengubah H 2 O 2 menjadi H 2 O dan jika tidak terdapat NADPH, H 2 O 2 akan di ubah menjadi radikal bebas hidroksin yang akan menyerang sel. - Pada sel darah merah, kegunaan pertama dari NADPH adalah untuk mereduksi bentuk disulfide dari glutathione menjadi bentuk sulfhydryl, reduksi glutathione ini adalah untuk mempertahankan struktur normal dari sel darah merah dan untuk menjaga bentuk hemoglobin dalam bentuk Fe NADPH pada hati dan payudara digunakan untuk biosintesis asam lemak.

4 Produksi residu ribosa untuk biosintesis nukleotida serta asam nukleat. Glukosa, fruktosa dan galaktosa secara kuantitatif merupakan heksosa terpenting yang diserap dari traktus gastroinestinal. Ketiga unsur ini berasal dari pati, sukrosa dan laktosa yang terdapat dalam makanan. Untuk konversi fruktosa dan galaktosa mnjadi glukosa telah dibentuk lintasan yang khusus, terutama di hati.

5 Jalur pentosa fosfat adalah jalur respirasi yang menghasilkan NADPH dan pentosa.terdapat dua fase yang berbeda, namun keduanya berada dalam jalur yang sama. Fase yang pertama adalah fase oksidatif yang menghasilkan NADPH, dan fase kedua adalah fase nonoksidatif yang menghasilkan pentosa. Pada hewan, proses ini terjadi di sitosol, sedangkan pada tumbuhan proses ini terjadi di plastida. Jalur pentosa fosfat mengoksidasi glukosa 6 fosfat menjadi zat antara jalur glikolitik dan dalam proses tersebut menghasilkan NADPH dan ribosa 5 fosfat untuk sintesis nukleotida. NADPH digunakan untuk jalur reduktif, misalnya biosintesis asam lemak, dan sistem pertahanan gluatation terhadap cedera yang disebabkan oleh spesies oksigen reaktif

6 Reaksi Pada Jalur Pentosa Fosfat Jalur pentosa fosfat dapat dibagi menjadi dua fase : 1. Fase Oksidatif Lintasan ini dimulai dengan oksidasi dari glukosa 6-fosfa menjadi 6-fosfoglukono-δ-lakton; reaksi dini dikatalisis oleh glukosa 6- fosfat dehidrogenase, yang memerlukan NADP+ dan Mg+ sebagai kofaktor. Pada reaksi kedua, laktonase membelah cincin lakton menghasilkan turunan teroksidasi dari glukosa 6-fosfoglukonat. Pada fase oksidatif, dua molekul NADP+ direduksi menjadi NADPH dengan memanfaatkan energi dari konversi glukosa-6-fosfat menjadi ribulosa 5-fosfat

7

8

9 2. Fase Nonoksidatif Pada fase non oksidatif jalur pentosa fosfat, ribulosa 6-fosfat diubah menjadi ribosa 5-fosfat dan zat antara jalur glikolitik. Ribosa 5 fosfat menghasilkan gula untuk sintesis nukleotida. Bagian dari jalur ini bersifat reversibel, oleh karena itu ribosa 5 fosfat juga dapat dibentuk dari zat antara glikolisis. Salah satu enzim yang berperan dalam interkonversi gula-gula ini transketolase dan menggunakan tiamin pirofosfat sebagai koenzim. Glukosa 6 fosfat adalah substrat untuk jalur pentosa fosfat dan glikolisis. Bagian nonoksidatif jalur pentosa terdiri dari serangkaian penyusunan ulang dan reaksi pemindahan yang mengubah ribulosa 5 fosfat menjadi ribosa 5 fosfat dan xilulosa 5 fosfat lalu menjadi zat antara pada jalur glikolitik. Enzim yang terlibat adalah epimerase, isomerase, transketolase dan transaldolase.

10 Epimerase dan isomerase mengubah ribulosa 5 fosfat menjadi dua gula 5 karbon lainnya. Isomerase mengubah ribulosa 5 fosfat menjadi ribosa 5 fosfat. Epimerase mengubah posisi stereokimia satu gugus OH, mengubah ribulosa 5 fosfat menjadi xilulosa 5 fosfat. Transketolase memindahkan fragmen gula 2 karbon dan transaldolase memindahkan fragmen 3 karbon ke gula lain. Transketolase mengambil 2 fragmen karbon dari xilulosa 5-fosfat dengan memutuskan ikatan karbon-karbon antara gugus keto dan karbon didekatnya sehingga terjadi pembebasan gliseraldehida 3- fosfat. Dua reaksi dalam jalur pentosa fosfat menggunakan transketolase. Pada reaksi pertama fragmen keto 2 karbon dari xilulosa 5-fosfat dipindahkan ke ribosa 5-fosfat untuk membentuk sedoheptulosa 7-fosfat, dan pada reaksi yang lain fragmen tersebut dipindahkan ke eritrosa 4-fosfat untuk membentuk fruktosa 6- fosfat

11 Aktivitas transketolase dalam sel darah merah digunakan untuk mengukur status nutrisitiamin dan mendiagnosis adanya defisiensi tiamin. Transaldolase memindahkan fragmen keto 3 karbon dari sedoheptulosa 7 fosfat kegliseraldehida 3 fosfat untuk membentuk eritrosa 4-fosfat dan fruktosa 6- fosfat. Pemutusan aldol terjadi antara 2 karbon yang berdekatan dengan gugus keto. Fragmen 3 karbon yang mengandung gugus keto dipindahkan ke aldehida gugus lain dan bukan dibebaskan.

12

13 Enzim 6-fosfoglukonat dehidrogenase mengontrol HMP Shunt. Enzim ini dapatdihambat oleh NADPH. Reaksi yang dikatalisis enzim ini tidak akan berjalan apabila NADPH tidak dipakai atau dengan kata lain konsentrasinya tidak menurun. Perlu diingatbahwa produksi ribosa 5-fosfat tidak tergantung pada oksidasi glukosa, tapi dapat melewatikebalikan jalur glikolisis. NADPH yang terbentuk berguna dalam sintesis asam lemak, steroid dan sintesis asamamino. Sintesis asam amino melalui glutamat dehidrogenase. Adanya lipogenesis yang aktif,memerlukan NADPH, hal ini akan merangsang oksidasi glukosa lewat HMP Shunt. "Fedstate", suatu keadaan dimana seseorang baru saja makan, mungkin dapat menginduksi sinte-sis enzim-enzim glukosa 6-fosfat dehidrogenase dan 6-fosfoglukonat dehidrogenase. Pada fase non oksidatif, jalurnya cukup rumit dan melibatkan banyak proses dan molekul pentosa

14 Jalur Asam Uronat ( THE URONIC ACID PATHWAY ) Selain dari jalur yang telah diterangkan di atas, glukosa 6-fosfat dapat diubah menjadiasam glukoronat (glucoronic acid), asam askorbat (ascorbic acid) dan pentosa melalui suatujalur yang disebut "the uronic acid pathway"akan tetapi manusia, primata dan guinea pig tidak bisa membuat asam askorbat.karena kekurangan enzim tertentu, maka L-gulonat yang terbentuk tidak bisa diubah menjadil-asam askorbat. L-gulonat akan dioksidasi menjadi 3-keto-L-gulonat, yang kemudianmengalami dekarboksilasi menjadi L-xylulose Reaksi UDP-Glukosa UDP glukosa adalah gula nukleotida aktif yang merupakan prekursor glikogen danlaktosa, UDP glukuronat dan glukuronida dan rantai karbohidrat pada proteoglikan,glikoprotein dan glikolipid. Dalam pembentukan banyak bagian karbohidrat dari senyawa ini,terjadi pemindahan suatu gula dari gula nukleotida ke suatu alkohol untuk membentuk ikatanglikosidat. Ikatan berenergi tinggi antara UDP dan gula tersebut menghasilkan energi untuk membentuk ikatan baru. Enzim yang membentuk ikatan glikosidat adalah gula transferase.transferase juga berperan dalam pembentukan ikatan glikosidat dalam bilirubin glukuronida,proteoglikan dan laktosa

15 UDP-GlukuronatPembentukan UDP-glkuronat berfungsi sebagai prekursor gula lain dan prekursor glukuronida. Glukuronat terbentuk melalui oksidasi alkohol pada C6 glukosa menjadi suatuasam oleh dehidrogenase dependen-nad+. Glukuronat juga terdapat didalam makanan, danterbentuk dari penguraian inositol. Glukuronat setelah terbentuk, dapat masuk kembali ke jalur metabolisme glukosamelalui reaksi yang akhirnya mengubah glukuronat menjadi D-xilulosa 5- fosfat, suatu zatantara pada jalur pentosa fosfat. Pada sebagian besar hewan menyusui selain manusia, zatantara pada jalur ini adalah prekursor asam askorbat (vitamin C). Manusia tidak dapatmensintesis vitamin C Reaksi lengkapnya adalah sebagai berikut : Glukosa-6fosfat akan diubah menjadi glukosa 1-fosfat. Glukosa 1-fosfat akan bereaksidengan UTP (uridin trifosfat) dan membentuk nukleotida aktif UDPG (uridin difosfatglukosa). Selanjutnya UDPG akan mengalami oksidasi dua tahap pada atom karbon yangkeenam. Asam glukoronat (D-glucoronate) yang terbentuk oleh enzim yang tergantung padanadph, direduksi menjadi L-gulonat. L-gulonat merupakan bahan baku untuk membuatasam askorbat

16 Pada manusia, primata dan guinea pig L-gulonat melalui 3-keto L-gulonat akan diubahmenjadi L-xylulose. D-xylulose merupakan bagian dari HMP Shunt. Untuk bisa masuk kedalam HMP Shunt, maka L-xylulose harus diubah dulu menjadi D-xylulose melalui silitol.dalam proses ini diperlukan NADPH dan NAD+. Perubahan silitol menjadi D-silulosadikatalisis enzim silulosa reduktase. D-xylulose akan diubah menjadi D-xylulose 5-fosfat,ATP bertindak sebagai donor fosfat. Pada suatu penyakit yang menurun yang disebut "essential pentosuria" di dalamurinnya banyak didapatkan L-xylulose, diperkirakan enzim yang mengkatalisis L-xylulosemenjadi silitol tidak ada pada penderita penyakit ini

17 DAFTAR PUSTAKADawn, Marks. 2000Biokimia Kedokteran Dasar. Jakarta : Penerbit Buku Kedokteran EGC pentosa-fosfat.com, dowload tanggal 12/03/ Hexose-Monophosphate-Shunt, dowload tangga 12/03/ asamuronat.com, dowload tanggal 12/03/2011

18

19