41
HELMIN ELYANI ENERGI DAN METABOLISME ENERGI DAN METABOLISME

Metabolisme Energi

  • Upload
    qzawa

  • View
    51

  • Download
    9

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Metabolisme Energi

Citation preview

  • HELMIN ELYANIENERGI DAN METABOLISMEENERGI DAN METABOLISME

  • ENERGI KIMIA

    BIOSINTESIS : anabolic pathway endergonic reaction

    DEGRADASI : katabolic pathway exergonic reaction

    INTERKONVERSI : katabolic and anabolic konversion

    ENERGI : asetil-KoA, pyruvat, glycerol in TCA Cycle and oxphos

  • ATP (Adenosin Tri Phosphat)SIMPANAN ENERGI KIMIA TERBESAR

    ATP memiliki energi yang dapat dilepaskan dengan mudah melalui pemutusan ikatan pada fosfat ketiga.

    Energi yang dilepaskan digunakan untuk menjalankan proses-proses kehidupan.

    Pembebasan fosfat ketiga mengubah ATP menjadi molekul yang memiliki 2 gugus fosfat ( ADP).

    ADP dapat membentuk ATP kembali bila terdapat gugus fosfat dan energi.

  • pppATPenergikeluarenergimasukppppppTanjakan energiP + ADPP + ADP

  • 1. Glikolisis (glukosa) 2. Glukoneogenesis3. Glikogenolisis4. Oksidasi beta dan benda-benda keton (asam lemak)5. Siklus asam sitrat ( siklus krebs )6. Oksidasi fosforilasi

  • ENERGI

  • RESPIRASI SELsebagai sarana penghasil ATPTiga tahap penuaian energi Glikolisis Daur Krebs Rangkaian transpor elektronReaksi secara keseluruhan: C6H12O6 + 6 O2 + ADP 6 CO2 + 6 H2O + ATP.

  • - di sitoplasma.- Memotong 1 molekul gula berkarbon 6 menjadi 2 molekul gula berkarbon 3 (asam piruvat adalah hasil akhir).- Tidak menghasilkan banyak energi (hanya dihasilkan 2 ATP), tetapi dapat berlangsung sangat cepat dan jika tidak ada oksigen (anaerobik) masih bisa berlangsung.- Ada 2 fase, yaitu 1. Glukosa diubah menjadi triosa fosfat2. Triosa fosfat menjadi asam laktat

    GLIKOLISIS

  • ENERGI HASIL GLIKOLISIS

    Hasil 2 mol ATP = eq dg energi 14.000 kalori

    Total energi yang dibebaskan (dari glukosa-as laktat) = 56.000 kalori

  • PROTEINLEMAKKARBOHIDRATfoodamino acidssugarsglycerol fatty acidsGLIKOLISISglukosaAsam piruvatacetyl CoADAURKREBNH3(ammonia)RANGKAIANTRANSPOR ELEKTRONMolekul lain yang digunakan pada respirasi

  • selmembran dalamMembran luarmitokondrion

  • glikolisisDaur Krebsmembrane luarmembrandalamRangkaian transpor elektronkompartemendalamH2OO2H+e-kompartemenluar H+H+H+H+H+H+H+H+

  • glikolisisAsam piruvatcytosolNAD+koenzimANADHMenuju ke rangkaian transpor elektronkoACO2Kompartemen dalamDaur Krebsmitokondrionasetll koenzim A

  • SIKLUS ASAM SITRAT

  • Ringkasan Daur KrebsAsetil koA didegradasi sempurna menjadi CO2.Hanya 1 ATP yang dihasilkan dari setiap asetil koA yang memasuki Daur Krebs (total 2 ATP tiap glukosa).Semua elektron dapat diikat dalam bentuk 6 NADH (per glukosa) untuk diproses lebih lanjut melalui rangkaian transpor elektron.

  • selmembran dalamMembran luarmitokondrion

  • glikolisisDaur Krebsmembrane luarmembrandalamRangkaian transpor elektronkompartemendalamH2OO2H+e-kompartemenluar H+H+H+H+H+H+H+H+

  • glikolisisAsam piruvatcytosolNAD+koenzimANADHMenuju ke rangkaian transpor elektronkoACO2Kompartemen dalamDaur Krebsmitokondrionasetll koenzim A

  • OKSIDASI-REDUKSI DALAM SELDalam sel hidup, beragam molekul terlibat dalam proses transfer energi. Masing-masing molekul memiliki kecenderungan untuk mendapatkan atau kehilangan elektron.Di dalam sel, proses oksidasi dan reduksi tidak terjadi secara terpisah.Proses oksidasi-reduksi yang terjadi berpasangan disebut REAKSI REDOKS.

  • PEMBAWA ELEKTRONMolekul yang memindahkan elektron selama proses oksidasi reduksi di dalam sel.NADH, FADH2 adalah molekul pembawa elektron

  • NAD (Nikotinamida Dinukleotida) Di dalam sel, NAD terdapat dalam 2 bentuk:Bentuk membawa elektron atau atom hidrogen ( NADH) dan tanpa atom hidrogen (NAD+).NAD+ berperan sebagai senyawa pengoksidasi, bila menerima atom hidrogen dan elektron, menjadi NADH.

  • NAD (Nikotinamida Dinukleotida) NADH dapat memindahkan elektron ke molekul lain, dan kembali menjadi NAD.Proses pemindahan ini dikendalikan/dilakukan oleh enzim.

  • NAD+--NADHNAD+--kosongkosongterisiNAD+HH++--NADNAD----+H+H++Hprotonteroksidasitereduksi

  • Rangkaian Transpor ElektronNADH memindahkan elektron ke suatu rangkaian molekul yang terdapat di membran dalam mitokondria.Perpindahan elektron mengakibatkan perpindahan ion H+ melawan gradien konsenrasi.

  • Rangkaian Transpor ElektronEnergi yang terbentuk pada saat masuknya kembali ion H+ ke dalam mitokondria melalui ATP sintase, digunakan untuk menggabungkan fosfat dengan ADP untuk membentuk ATP.Dihasilkan ATP yang lebih banyak pada tahap ini (32 ATP per glukosa).

  • GLYCOLYSISELECTRONTRANSPORTCHAINO2H2O32ATPKREBSCYCLESINTESIS ATPmitokondriainner compartmentouter compartmentinner membraneKompartemen bagian luarinnermembraneNADHRANGKAIAN TRANSPOR ELEKTRONATP synthesisADP + PATPNAD+2 H+ + 1/2 O2H2OKompartemen bagian dalamH+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+

  • OKSIDASI FOSFORILASI

  • ATP YANG TERBENTUKATP dibentuk fosforilasi oksidatif dari reoksidasi koenzim tereduksi oleh rantai pernafasan3PG 1,3 BPG = NAD = 4 ATPPir asetil KoA = NAD = 6 ATPIsositrat alfa ketoglutarat = NADP = 6 ATPAlfa ketoglutarat suksinil koA = NAD = 6 ATPSuksinat fumarat = FAD = 4 ATPMalat oksaloasetat = NAD = 6 ATPTOTAL = 32 ATP

    fosforilasi pada tingkat substrat :1,3 BPG 3 PG 2 ATPPEP Piruvat 2 ATPSuksinil koA suksinat 2 ATPTOTAL 6 ATP

  • Energetika Oksidasi KH1 mol glukosa CO2 + H2O (kolorimeter)timbul panas 2870 KJ

    dalam jaringan sebagian panas (1398 KJ) diikat fosfat berenergi tinggi.

    1 mol glukosa CO2 + H2O + 38 ATP(1ATP 36,8 KJ)

  • RINGKASAN METABOLISME LIPID

  • OKSIDASI LIPIDAsam lemak yang ada di dalam sel ( sitosol ) berasal dari 2 sumber :- Asam lemak bebas dari darah- Hasil pemecahan triasilgliserol sel oleh enzim lipase

    Selanjutnya untuk menghasilkan energi, asam - asam lemak tersebut harus dioksidasi.

    Proses oksidasi asam lemak berlangsung di dalam mitokondria

    Jadi asam lemak yang ada di sitosol harus dikirim ke dalam mitokondria untuk bisa mengalami proses oksidasi

  • OKSIDASI BETAperubahan asam lemak bebas menjadi asetil KoA ( untuk bisa masuk ke siklus sel)ASAM LEMAK DAPAT MASUK KE DALAM MITOKONDRIA MELALUI TAHAP TAHAP SEBAGAI BERIKUT :

  • OKSIDASI BETA

  • HASIL ATP DI DALAM TAHAP TAHAP OKSIDATIF SELAMA OKSIDASI SATU MOLEKUL PALMITOIL KoA MENJADI CO2 + H2O

    Tahap yang berkaitan dengan NADTahap yang berkaitan dengan FADATPAsil-KoA dehidrogenase7143-Hidroksiasil-KoA dehidrogenase721Isositrat dehidrogenase824a-ketoglutarat dehidrogenase824Suksinil-KoA * sintetase8Suksinat dehidrogenase 816Malat dehidrogenase824Total ATP yang terbentuk :131

  • Asetil KoA akan langsung dioksidasi lebih lanjut menjadi CO2 melalui siklus asam sitrat / siklus Krebs.2. Asetil KoA akan diubah menjadi badan keton untuk dikirim ke jaringan perifer. (Selanjutnya di jaringan perifer badan keton akan dioksidasi)Asetil KoA yang telah terbentuk dari hasil oksidasi asam LEMAK di dalam mitokondria, dihadapkan pada 2 alternatif / kemungkinan proses selanjutnya yaitu :Yang terutama menentukan jalur mana yang akan dilalui asetil KoA adalah : TERSEDIANYA OKSALOASETAT untuk memulai masuknya asetil KoA ke dalam siklus asam sitrat.

    Bila konsentrasi oksaloasetat rendah (pada keadaan : puasa, diet rendah karbohidrat, penyakit diabetes melitus yang tidak terkontrol ) maka hanya sedikit asetil KoA yang masuk ke dalam siklus asam sitrat, sehingga jalur pembentukan badan keton yang akan terjadi.

  • KETON BODIES

  • INTERKONVERSI ASAM AMINO

    *Figure: 07-01

    Title:Storing and releasing energy.

    Caption:Adenosine triphosphate (ATP) is the most important energy-releasing molecule in our bodies. The energy it contains is used to power everything from muscle contraction to thinking.

    **Figure: 07-10

    Title:Many respiratory pathways.

    Caption:Glucose is not the only starting material for cellular respiration. Other carbohydrates, proteins, and fats can also be used as fuel for cellular respiration. These reactants enter the process at different stages.

    *Figure: 07-06a

    Title:Energy transfer in the mitochondria.

    Caption:Mitochondria are organelles, or tiny organs, that exist within cells. They are the location for the second and third sets of steps in cellular respiration, the Krebs cycle and the electron transport chain. Following a transitional step (see Figure 7.7), the products of glycolysisthe downstream products of the original glucose moleculepass into the inner compartment of a mitochondrion, where the Krebs cycle takes place. Electrons derived from the Krebs cycle then migrate, via electron carriers, from the Krebs cycle site into the highly folded inner membrane of the mitochondrion, where the bulk of ATP is produced in the electron transport chain.

    *Figure: 07-06b

    Title:Energy transfer in the mitochondria.

    Caption:Mitochondria are organelles, or tiny organs, that exist within cells. They are the location for the second and third sets of steps in cellular respiration, the Krebs cycle and the electron transport chain. Following a transitional step (see Figure 7.7), the products of glycolysisthe downstream products of the original glucose moleculepass into the inner compartment of a mitochondrion, where the Krebs cycle takes place. Electrons derived from the Krebs cycle then migrate, via electron carriers, from the Krebs cycle site into the highly folded inner membrane of the mitochondrion, where the bulk of ATP is produced in the electron transport chain.

    *Figure: 07-07

    Title:Transition between glycolysis and the Krebs cycle.

    Caption:The pyruvic acid product of glycolysis does not enter directly into the Krebs cycle. Rather, it must first be transformed into acetyl coenzyme A. The consequences of this reaction are the production of CO2, which dissolves into the bloodstream, and the production of an NADH molecule, which continues onto the electron transport chain. Because one molecule of glucose produces two molecules of pyruvic acid, two molecules of NADH are produced per glucose molecule in this transitional step.

    **Figure: 07-06a

    Title:Energy transfer in the mitochondria.

    Caption:Mitochondria are organelles, or tiny organs, that exist within cells. They are the location for the second and third sets of steps in cellular respiration, the Krebs cycle and the electron transport chain. Following a transitional step (see Figure 7.7), the products of glycolysisthe downstream products of the original glucose moleculepass into the inner compartment of a mitochondrion, where the Krebs cycle takes place. Electrons derived from the Krebs cycle then migrate, via electron carriers, from the Krebs cycle site into the highly folded inner membrane of the mitochondrion, where the bulk of ATP is produced in the electron transport chain.

    *Figure: 07-06b

    Title:Energy transfer in the mitochondria.

    Caption:Mitochondria are organelles, or tiny organs, that exist within cells. They are the location for the second and third sets of steps in cellular respiration, the Krebs cycle and the electron transport chain. Following a transitional step (see Figure 7.7), the products of glycolysisthe downstream products of the original glucose moleculepass into the inner compartment of a mitochondrion, where the Krebs cycle takes place. Electrons derived from the Krebs cycle then migrate, via electron carriers, from the Krebs cycle site into the highly folded inner membrane of the mitochondrion, where the bulk of ATP is produced in the electron transport chain.

    *Figure: 07-07

    Title:Transition between glycolysis and the Krebs cycle.

    Caption:The pyruvic acid product of glycolysis does not enter directly into the Krebs cycle. Rather, it must first be transformed into acetyl coenzyme A. The consequences of this reaction are the production of CO2, which dissolves into the bloodstream, and the production of an NADH molecule, which continues onto the electron transport chain. Because one molecule of glucose produces two molecules of pyruvic acid, two molecules of NADH are produced per glucose molecule in this transitional step.

    *Figure: 07-03

    Title:The electron carrier NAD+.

    Caption:In its unloaded form (NAD+) and its loaded form (NADH), this molecule is a critical player in energy transfer, picking up energetic electrons from food and transferring them to later stages of respiration.

    **Figure: 07-09

    Title:The electron transport chain.

    Caption:The movement of electrons through the ETC powers the process that provides the bulk of the ATP yield in respiration. The electrons carried by NADH and FADH2 are released into the ETC and transported along its chain of molecules. The movement of electrons along the chain releases enough energy to power the pumping of hydrogen ions (H+) across the membrane into the outer compartment of the mitochondrion. It is the subsequent energetic fall of the H+ ions back into the inner compartment that drives the synthesis of ATP molecules by the enzyme ATP synthase.