Fransiska Ayunintyas W, M.Sc., Apt Akfar Theresiana 2014

Transkripsi

1 Fransiska Ayunintyas W, M.Sc., Apt Akfar Theresiana 2014

2

3

4

5

6

7

8 Siklus Krebs

9

10

11 Tahap 1. Sitrat Sintase (hidrolisis) Asetil KoA + oksaloasetat + H 2 O sitrat + KoA-SH Merupakan reaksi kondensasi aldol yang disertai hidrolisis dan berjalan searah. Tahap 2. Aconitase, memerlukan 2 tahap Sitrat diubah menjadi isositrat oleh enzim akonitase yang mengandung Fe ++. Mula-mula terjadi dehidrase menjadi cis-akonitat (yang tetap terikat enzim) kemudian terjadi rehidrasi menjadi isositrat.

12 Tahap 3. Isositrat Dehidrogenase (dekarboksilasi pertama) Isositrat dioksidasi menjadi oksalosuksinat (terikat enzim) oleh isositrat dehidrogenase yg memerlukan NAD +. Reaksi ini diikuti dekarboksilasi oleh enzim yg sama menjadi α-ketoglutarat. Enzim ini memerlukan Mn ++ / Mg ++ Tahap 4. α-ketoglutarat Dehidrogenase Kompleks (dekarboksilasi) Dekarboksilasi oksidatif α-ketoglutarat (caranya seperti pada dekarboksilasi oksidatif piruvat) menjadi suksinil KoA oleh enzim α-ketoglutarat dehidrogenase kompleks. Enzim ini memerlukan kofaktor seperti : TPP, Lipoat,NAD +, FAD dan KoA-SH.

13 Tahap 5. Suksinat Thikonase (fosforilasi tingkat substrat) Suksinil KoA Suksinat Reaksi ini memerlukan ADP atau GDP yg dengan Pi akan membentuk ATP atau GTP. Juga memerlukan Mg ++. Tahap 6: Suksinat dehidrogenase (dehidrogenasi & oksidasi) Suksinat + FAD Fumarat + FADH 2 Reaksi ini tdak lewat NAD. Tahap 7 : Fumarase (dehidrasi) Fumarat + H 2 O L-Malat Tidak memerlukan koenzim. Tahap 8: Malat dehidrogenase L-Malat + NAD + Oksaloasetat + NADH + H + Reaksi ini membentuk kembali oksaloasetat.

14 Siklus krebs/asam sitrat

15 Mechanism of the citrate synthase reaction. -Sitroil co A : intermedier reaksi -Hidrolisis senyawa intermedier tioester menyebabkan reaksi berikutnya bersifat sangat eksergonik -Co A yang dihasilkan langsung di recycled untuk reaksi pembentukan Asetil CoA -Dalam keadaan normal OAA rendah dimitokondria

16 Aconitase

17 Isocitrate DH Ensim tersedia dalam mitokondria Ada dua macam ensim: 1. memerlukan NAD dan 2. memerlukan NADP NADP-dependent enzyme : terdapat di matriks mitokondria dan sitosol

18 Ketoglutarat DH compleks Suksinal-Co A, Suksinil coa sintetase

19 Suksinate DH fumarase

20 Malate DH CO 2 yang hilang pada proses tersebut diatas bukan C yang sama dengan asetil Co A

21 Berfungsi mengoksidasi hasil glikolisis mjd CO 2 dan juga menyimpan energi ke bentuk molekul berenergi tinggi spt ATP, NADH, FADH 2 Sentral dalam siklus oksidatif dlm respirasi dimana semua makromolekul dikatabolis (Karbohidrat, Lipid dan Protein) Untuk kelangsungannya membutuhkan : NAD, FAD, ADP, Pyr dan OAA Menghasilkan senyawa intermedier yg penting asetil Co A, KG & OAA Merupakan prekursor untuk biosintesis makromolekul makromolekul

22 Berfungsi dalam katabolisme dan juga anabolisme amfibolik Katabolisme memproduksi molekul berenergi tinggi Anabolisme memproduksi intermedier untuk prekursor biosintesis makromolekul Berbagai daur mengambil senyawa antara dlm siklus kreb berkurang hrs ada mekanisme utk mengganti senyawa antara tadi daur anaplerotik

23 Overview the reaction Dalam setiap siklus: 1 gugus asetil ( molekul 2C) masuk dan keluar sebagai 2 molekul CO 2 Dalam setiap siklus : OAA digunakan untuk membentuk sitrat setelah mengalami reaksi yang panjang kembali diperoleh OAA Terdiri dari 8 reaksi : 4 mrpkn oksidasi dimana energi digunakan utk mereduksi NAD dan FAD Dihasilkan: 2 ATP, 8 NADH, 2 FADH 2 Tidak diperlukan O 2 pada TCA, tetapi digunakan pada Fosforilasi oksidatif untuk memberi pasokan NAD, shg piruvat dapat di ubah menjadi Asetil Co A

24 Vitamin dalam siklus krebs riboflavin Bentuk FAD (Flavin Adenin Dinukleotida) Kofaktor suksinat hidrogenase niasin Bentuk NAD (Nikotinamid Adenin Dinukleotida) Akseptor elektron u/ isositrat dehidrogenase, α-ketoglutarat dehidrogenase, malat dehidrogenase tiamin Tiamin difosfat Koenzim dekarboksilasi α-ketoglutarat dehidrogenase Asam pantotenat Bagian dr koenzim A, kofaktor yang melekat pada residu as karboksilat aktif

25 Amilase Pati mulut maltosa Pembuluh darah maltase Maltosa GLIKOLISIS 2 glukosa

26 GLIKOLISIS Disebut juga EMBDEN MEYER HOFF PATHWAY Terjadi di dalam sitosol Glikolisis : oksidasi glukosa energi ( ATP ) Aerob Anaerob ( asam piruvat ) ( asam laktat ) Pada keadaan aerob : Hasil akhirnya asam piruvat Masuk ke dalam mitokondria Asetil KoA Siklus Krebs ATP + CO 2 + H 2 O

27 FATE of PYRUVATE Net reaksi Sangat tergantung pada jenis glikolisis??? organismenya C 6 H 12 O ADP + 2 NAD Pi 2 pyruvate + 2 ATP + 2 NADH + 2 H H 2 O

28

29 Tahap persiapan Memerlukan 2 molekul ATP Memecah gula heksosa menjadi molekul 2 triose fosfat Tahap pengembalian / pay off 4 ATP 2 molekul piruvat 2 molekul NADH + H

30

31 Reaksi2 pd Glikolisis pada umumnya berjalan 2 arah, kecuali 3 reaksi berikut berjajan searah : 1. Glukosa Glukosa 6-p Dikatalisis oleh enzim : Heksokinase dan Glukokinase * Enzim Heksokinase : - terdapat di sel otot ( selain hati dan pankreas ) - dihambat secara allosterik oleh produk akhirnya - mempunyai afinitas tinggi terhadap glukosa * Enzim Glukokinase : - terdapat di sel hati dan pankreas - aktif pada saat konsentrasi glukosa darah * di jar. selain hati & pankreas, glukosa masuk glikolisis dikontrol oleh h. insulin

32 *Reaksi ini bersifat irreversible, ATP sbg donor gugus fosfat 2. Fruktosa 6-p Fruktosa 1,6-bi-p * Dikatalisis oleh enzim : Fosfofruktokinase * bersifat irreversible * Merupakan enzim pengendali kecepatan alur glikolisis ( rate limiting enzyme ) 3. Fosfoenol piruvat Enol piruvat * Dikatalisis oleh enzim : Piruvat kinase

33 Anaerob Rantai Respirasi tak berjalan NADH + H + yg dihasilkan dari reaksi 5 tak dapat dibentuk kembali menjadi NAD + lewat rantai respirasi Padahal NAD + harus selalu tersedia untuk kelangsung an Glikolisis Untuk mengatasinya : NADH + H + akan dibentuk men jadi NAD + lewat pertolongan enzim Laktat Dehidrogenase ( LDH ) yg akan mengubah Piruvat Laktat

34

35 GLIKOGENESIS Sintesis glikogen dari glukosa Terjadi di dalam hati dan otot Reaksi 1 : Mg ++ Glukosa + ATP Glukosa 6-p + ADP Reaksi 2 : Glukokinase / Heksokinase Glukosa 6-p Glukosa 1-p Reaksi 3 : Glukosa 1-p + UTP Fosfoglukomutase UDPG + Pirofosfat UDPG Pirofosforilase

36 Enzim Glikogen sintetase membentuk ikatan α-1,4 Glikosidik dr glikogen Enzim Pencabang ( Branching Enzyme ) membentuk ikatan α-1,6 dr glikogen

37 GLIKOGENOLISIS Proses pemecahan glikogen Dalam otot : * tujuannya untuk mendapat energi bagi otot * hasil akhirnya : piruvat / laktat sebab glukosa 6-p yg dihasilkan dr glikogenolisis masuk ke jalur glikolisis di otot Dalam hati : * tujuannya : untuk mempertahankan kadar glukosa darah di antara dua waktu makan * Glukosa 6-p akan diubah menjadi glukosa Glukosa 6-p + H 2 O Glukosa + Pi Glukosa 6-fosfatase

38 Enzim Glukosa 6-fosfatase terdapat di : hati, ginjal dan epitel usus ( tetapi tidak terdapat di otot ) Enzim Glikogen fosforilase α-1,4 glikosidik dr glikogen memutus ikatan Debranching enzyme α-1,6 glikosidik memutus ikatan

39 GLUKONEOGENESIS Pembentukan glukosa dari bahan bukan karbohidrat Pada mamalia terutama terjadi di : hati dan ginjal Substrat : 1. Asam laktat dr. otot, eritrosit 2. Gliserol dr. hidrolisis Triasilgliserol dlm. jar. lemak ( adiposa ) 3. Asam amino glukogenik 4. Asam propionat pd ruminansia Glukoneogenesis penting sekali untuk penyediaan glukosa bila karbohidrat tidak cukup dlm diet

40 Jaringan perlu pasokan glukosa kontinu sebagai sumber energi terutama sistem saraf dan eritrosit Enzim bantuan : 1. Piruvat karboksilase 2. Fosfoenolpiruvat karboksikinase 3. Fruktosa 1,6 bifosfatase 4. Glukosa 6-fosfatase

41 Jalur Glukoneogenesis

42 CORI CYCLE

43 HMP SHUNT (HEKSOSA MONO PHOSPHAT SHUNT) 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 )

44 Jalur HMP Shunt

45 GLUKOSA DARAH Glukosa dapat dipakai oleh semua jaringan tubuh, disimpan : * hati dan otot Glikogen * jaringan lemak Triasilgliserol ( TG ) Sumber glukosa darah : 1. Karbohidrat Makanan 2. Glikogenolisis hepar 3. Glukoneogenesis Hormon yg mengatur glukosa darah : * Insulin * Hormon dr. klj. Hipofisa anterior : Growth Hormone * Hormon klj. Medula adrenal : epinefrin, glukagon

46 PENGARUH HORMON : * Keadaan kadar glukosa darah merangsang sekresi hormon glukagon * Keadaan kadar glukosa darah merangsang sekresi hormon insulin * Keadaan darurat merangsang sekresi hormon adrenalin

47 Glukagon (hati) Pembentukan camp Epinefrin (otot) 1. camp menghambat Glikogen sintase menghambat glikogenesis 2. camp memacu fosforilase memacu glikogenolisis INSULIN : 1. Memacu glikogen sintase 2. Memacu fosfodiesterase yg akan memecah camp menjadi 5 AMP efek : memacu glikogenesis menghambat glikogenolisis

48 Obat2 penyebab stres oksidan

49 Daftar pustaka Campbell, dkk Biologi jilid 1. Jakarta:Erlangga Lehninger (1993)(terjemahan). Dasar-dasar Biokimia Jilid 2. Jakarta : Erlangga