Proses Metabolisme Karbohidrat

Kategori Proses Metabolisme

Metabolisme mengakar pada kata metabole dari bahasa Yunani yang berarti berubah. Dalam dunia ilmu pengetahuan, secara sederhana metabolism diartikan sebagai proses kimiawi yang berlangsung di dalam tubuh makhluk hidup yang bertujuan untuk menghasilkan energi. Proses metabolisme karbohidrat secara garis besar terdiri dari dua cakupan yakni reaksi pemecahan atau katabolisme dan reaksi pembentukan atau anabolisme. Pada proses pembentukan, salah satu unsur yang harus terpenuhi adalah energi. Energi ini dihasilkan dari proses katabolisme. Sementara itu, tahapan metabolisme sendiri terdiri atas beberapa bagian yakni glikolisis, oksidasi piruvat ke asetil-KoA, glikogenesis, glikogenolisis, hexose monophosphate shunt dan terakhir adalah Glukoneogenesis.

Glikolisis Hingga Glikogenesis

Proses glikolisis mencakup oksidasi glukosa atau glikogen yang diurai menjadi piruvat juga laktat dengan jalan emben-meyerhof Pathway atau biasa disingkat EMP. Proses glikolisis ini terjadi di semua jaringan. Proses selanjutnya adalah oksidasi piruvat ke asetik KoA. Langkah ini dibutuhkan sebelum proses masuknya hasil glikolisis di dalam siklus asam nitrat yang merupakan jalan akhir oksidasi semua komponen senyawa protein, karbohidrat, dan juga lemak. Sebelum asam piruvat memasuki asam nitrat, ia terlebih dahulu harus disalurkan ke mitokondria dengan jalan transport piruvat khusus yang membantu pasasi melewati membran di area mitokondria. Setelah sampai di wilayah mitokondria, piruvat mengalami proses dekarboksilasi dan diolah menjadi senyawa asetil KoA. Proses dekarboksilasi ini terjadi karena bantuan tiamin difosfat yang berperan sebagai derivate hidroksietil cincin tiazol dan terkait dengan enzim.

Proses metabolisme karbohidrat selanjutnya adalah tahapan glikogenesis. Secara umum proses ini menghasilkan sintesis glikogen dari glukosa. Merupakan lintasan metabolisme dimana glikogen dihasilkan dan disimpan di dalam organ gati. Hormon yang berperan dalam proses ini adalah insulin sebagai reaksi atas rasio gula di dalam darah yang kadarnya meningkat.

Glikogenolisis Hingga Glukoneogenesis

Selanjutnya adalah tahapan glikogenolisis. Ia merupakan lintasan metabolisme yang dipergunakan oleh tubuh dengan fungsi menjaga keseimbangan senyawa glukosa dalam plasma darah sehingga simtoma hipoglisemia bisa dihindari. Proses glikogenolisis mencakup gradasi glikogen secara berurut yakni 3 enzim, glikogen fosforilase, dan fosfoglukomutase dan dihasilkanlah glukosa sebagai hasil akhir. Di dalam proses ini, beberapa hormone juga terlibat antara lain adrenalin dan glucagon.

Tahapan berikutnya adalah hexose monophosphate shunt atau biasa disingkat HMP Shunt dan juga dikenal dengan istilah Pentose phosphate pathway. HMP-Shunt merupakan jalur pentose fosfat atau heksosa monofosfat yang menghasilkan NADPH juga ribosa di wilayah luar mitokondria. Komponen NADPH sendiri dibutuhkan dalam proses biosintesis asam lemak, steroid, kolesterol dan senyawa lainnya. Proses HMP-Shunt ini juga menghasilkan pentose untuk digunakan dalam sintesis nukleotida juga asam nukleat. Sementara itu ribose 5-fosfat bereaksi dengan komponen ATP menjadi komponen 5-fosforibosil-1-pirofosfar atau biasa disingkat PRPP.

Tahapan terakhir dalam proses metabolisme karbohidrat adalah Glukoneogenesis. Merupakan lintasan metabolisme yang oleh tubuh digunakan untuk menjaga keseimbangan glukosa dalam plasma darah agar terhindar dari simtoma hipoglisemia. Pada proses glukoneogenesis, glukosa mengalami proses sintesis dengan substrat yang tak lain adalah hasil dari lintasan aatau proses glikolisis antara lain asam piruvat, asam laktat, asam oksaloasetat dan suksinat.

Mutiara Indah Sari : Glikolisis Sebagai Metabolisme Karbohidrat Untuk Menghasilkan Energi, 2007 I. PENDAHULUAN Hampir seluruh sel-sel jaringan tubuh perlu dan dapat menggunakan karbohidrat khususnya glukosa sebagai sumber energi untuk mempertahankan kelangsungan hidup. Kebutuhan tersebut pada beberapa jaringan, misalnya otak, sangat besar, sementara pada sel eritrosit kebutuhan ini bersifat hampir total. Glukosa di dalam darah yang di kenal dengan istilah KGD di pakai sebagai parameter bagi keberhasilan metabolisme karbohidrat di dalam tubuh. Proses metabolisme karbohidrat yang dapat menghasilkan energi adalah proses Glikolisis. Pada proses ini glukosa akan dipecah menjadi Asam Piruvat ataupun Asam Laktat sehinnga menghasilkan sejumlah energi dalam bentuk ATP Selain itu beberapa proses metabolisme pada karbohidrat yang juga dapat bertujuan akhir untuk menghasilkan energy adalah proses Glikogenesis, Glikogenolisis dan Glukoneogenesis

II. KATABOLISME KARBOHIDRAT DALAM SALURAN PENCERNAAN. Proses pemecahan karbohidrat untuk menghasilkan energi berlangsung di dalam sitoplasma sel-sel tubuh. Untuk dapat mencapai sel-sel tubuh, karbohidrat dari makanan harus terlebih dahulu mengalami proses pencernaan dan absorbs sehingga dapat ditransportasi ke dalam sel tubuh yang memerlukan. Mutiara Indah Sari : Glikolisis Sebagai Metabolisme Karbohidrat Untuk Menghasilkan Energi, 2007 Karbohidrat dalam diet umumnya terdapat dalam bentuk zat pati, laktosa, sukrosa dan selulosa. Di rongga mulut, enzim ? amilase saliva bekerja pada zat pati secara acak menghasilkan maltosa, beberapa glukosa, unit-unit moekul pati yang kecil / dekstrin. Memasuki lambung, karena tingkat keasaman yang tinggi ( HCl) kerja ? amilase terhenti. Di usus halus, pH makanan menjadi alkali oleh sekresi dari saluran pankreasPencernaan dekstrin pati dilanjutkan oleh kerja enzim ? amilase pankreas yang sama dengan enzim dari saliva. Bila kerja ? amilase menghidrolisis zat pati sempurna, lumen usus halus akan mengandung glukosa, maltosa, isomaltosa, serta laktosa dan sukrosa dari diet. Selulosa yang dimakan adalah polisakarida yang pada manusia tidak ada enzim yang menghidrolisisnya dengan demikian tidak dicerna. Selanjutnya disakarida tadi ( maltosa, isomaltosa, laktosa ) dihidrolisis pada brush border yang terdapat pada mukosa usus halusHidrolisis ini oleh kerja enzim disakaridase spesifik menghasilkan monosakarida.Monosakarida yang dihasilkan (glukosa, fruktosa, galaktosa) bersama glukosa dari lumen akan masuk ke sistem portal lalu ditransport ke hepar. Di hepar senyawa-senyawa ini diinterkonversi menjadi glukosa. Glukosa ini diangkut oleh peredaran darah dan didistribusikan ke sel-sel jaringan tubuh yang memerlukan. Glukosa yang berada di darah lazim disebut sebagai kadar glukosa darah (KGD) dipergunakan sebagai parameter keberhasilan metabolisme di dalam tubuh. III. GLIKOLISIS SEBAGAI JALUR PEMBENTUKAN ENERGI Mutiara Indah Sari : Glikolisis Sebagai Metabolisme Karbohidrat Untuk Menghasilkan Energi, 2007 Glukosa dari hasil proses pencernaan dan absorbsi sepanjang saluran cerna dari sirkulasi darah akan masuk ke dalam sel dan dipecah di dalam sel untuk menghasilkan energi dalam proses glikolisis. Proses ini berlangsung di sitoplasma dari sel karena semu enzim-enzim lintasan ini ditemukan di sitoplasma. Pada proses glikolisis, glukosa akan mengalami oksidasi yang di couple dengan fosforilasi menjadi energi dalam bentuk ATP baik dalam lingkungan aerob maupun anaerob.Dalam keadaan aerob, glukosa dioksidasi menjadi piruvat di mana piruvat ini dapat berpindah dari sitoplasma ke mitokhondria dan disini dioksidasi menjadi Asetil Ko A yang kemudian dapat dioksidasi dan difosforilasi melalui siklus kreb yang berdampingan dengan rantai pernapasan. Dalam keadaan aerob ini, O2 dipergunakan untuk mereoksidasi NADH yang terbentuk selama oksidasi Gliseraldehide 3 Fosfat

Proses gikolisis dalam keadaan anaerob terjadi pada sel yang tidak mengandung mitokhondria misalnya sel eritrosit atau jaringan yang dalam keadaan anoksia. Asam laktat sebagai produk akhir dalam glikolisis anaerob ini. Penumpukan asam laktat pada sel otot dapat menyebabkan kekebasan otot.Asam laktat tersebut biasanya (walau lambat) dapat dikeluarkan dari sel, mengikuti peredaran darah membentuk glukosa melalui glukoneogenesis di hepar atau di ginjal JALUR GLIKOLISIS Mutiara Indah Sari : Glikolisis Sebagai Metabolisme Karbohidrat Untuk Menghasilkan Energi, 2007 Glukosa memasuki lintasan glikolisis melalui fosforilasi menjadi glukosa 6 fosfat (senyawa yang merupakan titik temu antar lintasan metabolik seperti glikolisis, glukoneogenesis, lintasan pentosa fosfat, glikogenesis dan glikogenesis). Pengambilan glukosa darah untuk fosforilasi ini untuk semua sel kecuali sel parenkim hati dan ? Langerhans Pankreas dikatalisis oleh enzim Heksokinase. Di sel sel parenkim hati dan ? Langerhans Pankreas ini fosforilasi glukosa dikatalisis oleh enzim Glukokinase yang aktifitasnya dalam hati dapat dipicu dan dipengaruhi oleh perubahan status gizi. Perbedaan antara kedua enxim tersebut adalah: 1. HEKSOKINASE - Terdapat pada semua sel ekstrahepatik - Memiliki afinitas yang tinggi terhadap glukosa (Km rendah) - Berfungsi menjamin pasokan glukosa bagi jaringan dengan konsentrasi glukosa yang rendah (0,1 mmol/L=2mg%), melalui fosforilasi semua glukosa yang masuk ke dalam sel.- Dihambat secara allosterik oleh produk reaksinya yaitu Glukosa 6 P 2. GLUKOKINASE - Terdapat pada sel parenkim hati dan ? pankreas . - Bekerja optimal pada konsentrasi glukosa darah diatas 10 mmol /L - Berperan dalam pengaturan glukosa darah setelah makan - Memiliki Km yang tinggi terhadap glukosa. - Tidak dihambat oleh produk reaksinya. - Merupakan enzim yang spesifik untuk glukosa Mutiara Indah Sari : Glikolisis Sebagai Metabolisme Karbohidrat Untuk Menghasilkan Energi, 2007 Langkah berikutnya pada glikolisis adalah isomerisasi glukosa 6 fosfat menjadi fruktosa 6 fosfat.Isomerisasi glukosa 6 fosfat menjadi fruktosa 6 fosfat adalah konversi aldosa menjadi ketosa. Reaksi ini dikatalisi enzim fosfoheksosa isomerase. Kemudian fruktosa 6 fosfat difosforilasi oleh ATP menjadi fruktosa 1,6 bisfosfat oleh enzim fosfofruktokinase, suatu enzim allosterik dikontrol oleh ATP dan beberapa metabolit lain. Fruktosa 1,6 bisfosfat selanjutnya di pecah oleh enzim aldolase menjadi gliseraldehid 3 fosfat dan dihidroksiaseton fosfat yang segera dapat dikonversi menjadi gliseraldehid 3 fosfat oleh enzim fosfotriosa isomerase.

Kemudian gliseraldehid 3 fosfat dikonversi menjadi 1,3 bisfosfogliserat(1,3 BPG ) oleh enzim gliseraldehid 3 fosfat dehidrogenase yang tergantung NAD. 1,3 bisfosfogliserat akan dioksidasi oleh enzim fosfogliserat kinase menjadi senyawa 3 fosfogliserat yang selanjutnya dikonversi menjadi 2 fosfogliserat oleh enzim fosfogliserat mutase. Suatu enol dibentuk dari dehidrasi 2 fosfogliserat. Enzim enolase, yang dapat dihambat oleh fluorida, mengkatalisis pembentukan fosfoenolpiruvat yang akhirnya membentuk piruvat oleh kerja piruvat kinase. Mutiara Indah Sari : Glikolisis Sebagai Metabolisme Karbohidrat Untuk Menghasilkan Energi, 2007 GLIKOLISIS DIATUR TIGA TAHAP REAKSI NONEIKUILIBRIUM Pada jalur glikolisis ada 3 buah enzim yang mengkatalisis reaksi non ekuilibrium yaitu reaksi yang pada keadaan fisioligis dianggap tidak reversibel yaitu : Heksokinase (Glukokinase), Fosfofruktokinase, dan Piruvat kinase. Reaksi-reaksi yang dikatalisis oleh enzim-enzim ini merupakan reaksi pada tempat-tempat utama pengaturann glikolisis. Fosfofruktokinase, pengontrol terpenting pada glikolisis, dihambat oleh kadar tinggi ATP dan sitrat dan diaktifkan oleh AMP dan fruktosa 2,6 bisfosfat.Heksokinase dihambat oleh glukosa 6 fosfat yang berakumulasi bila fosfofruktokinase tidak aktif. Piruvat kinase secara allosterik dihambat oleh ATP dan alanin dan diaktifkan oleh fruktosa 1,6 bisfosfat Dalam sel eritrosit, tahapan yang dikatalisis oleh enzim fosfogliserat kinase dapat dipintas sehingga terjadi pembentukan senyawa 2,3- bisfosfogliserat. Enzim bisfosfogliserat mutase, mengkatalisis proses konversi 1,3- bisfosfogliserat menjadi 2,3- bisfosfogliserat. Senyawa 2,3- bisfosfogliserat kemudian dikonversi menjadi 3- fosfogliserat oleh kerja enzim 2,3- bisfosfogliseat fosfatase suatu aktivitas enzim yang juga diperlihatkan oleh kerja enzim fosfogliserat mutase. Tidak ada produksi ATP kalau glikolisis mengambil jalur ini. 2,3- bisfosfogliserat yang terdapat dengan konsentrasi yang tinggi dalam sel eritrosit akan membantu oksihemoglobin melepas oksigen. Mutiara Indah Sari : Glikolisis Sebagai Metabolisme Karbohidrat Untuk Menghasilkan Energi, 2007 REDUKSI PIRUVAT MENJADI LAKTAT Dalam keadaan anaerob, piruvat direduksi oleh NADH menjadi laktat. Reaksi dikatalisis oleh enzim Laktat Dehidrogenase Piruvat + NADH + H+ Laktat + NAD+ Proses ini dapat dilihat pada otot rangka khususnya serabut putih, dimana kecepatan organ tersebut dalam melaksankan pekerjaannya tidak dibatasi oleh kapasitas oksigenasinya. Glikolisis di eritrosit walaupun dalam keadaan aerob selalu berakhiran dengan senyawa laktat karena sel-sel eritrosit tidak mengandung mitokhondria. Jaringan lain mencakup jaringan otak, traktus gastrointestinal, medula ginjal, retina dan kulit, memperoleh sebahagian besar energinya dari glikolisis dan menghasilkan laktat .

OKSIDASI PIRUVAT MENJADI ASETIL Ko A Merupakan jalur irreversibel dari glikolisis ke Siklus Asam Sitrat. Sebelum piruvat memasuki siklus asam sitrat , senyawa ini diangkut ke mitokhondria melalui pengangkut piruvat khusus yang membantu pelintasan membran internal mitokhondria.Di mitokhondria piruvat mengalami dekarboksilasi oksidatif menjadi Asetil Ko A. Mutiara Indah Sari : Glikolisis Sebagai Metabolisme Karbohidrat Untuk Menghasilkan Energi, 2007 Reaksi ini dikatalisis beberapa enzim yang berbeda dan bekerja berurutan yaitu : - Piruvat Dekarboksilase - Dihidrolipoil Transasetilase - Dihidrolipoil Dehidrogenase Secara kolektif enzim tersebu diberi nama Kompleks Piruvat Dehidrogenase , yang tergantung pada kofaktor vitamin Thiamin Difosfat. Tiamin adalah anggota vitamin B kompleks yang penting. Piruvat dehidrogenase dihambat oleh produknya, yaitu asetil KoA dan NADH. KARBOKSILASI PIRUVAT MENJADI OKSALOASETAT Dikatalisis oleh Piruvat Dekarboksilase. Reaksi tergantung pada biotin. Reaksi penting demi berlangsungnya terus Siklus Asam Sitrat dan tersedianya substrat untuk proses Glukoneogenesis. ENERGI YANG TERBENTUK PADA GLIKOLISIS Oksidasi glukosa dalam keadaan aerob dan anaerob akan menghasilkan sejumlah energi dalam bentuk ATP. Pada keadaan aerob sepanjang lintasan glikolisis akan terbentuk molekul ATP pertama melalui reaksi fosforilasi yang dikatalisi oleh enzim fosfogliserat kinase. Fosfogliserat kinase mengkatalisis transfer gugus fosfat dari asil fosfat 1,3 BPG ke ADP. Pembentukan ATP berikut melalui reaksi fosforilasi yang dikatalisis oleh enzim piruvat kinase. Mutiara Indah Sari : Glikolisis Sebagai Metabolisme Karbohidrat Untuk Menghasilkan Energi, 2007 Ini merupakan contoh fosforilasi pada tingkat substrat. Dari fosforilasi tingkat substrat ini terbentuk masing?masing 2 molekul ATP. NAD yang merupakan aseptor elektron pada oksidasi gliseraldehid 3 fosfat harus dihasilkan kembali agar glikolisis dapat berlangsung terus NADH yang terbentuk sepanjang lintasan glikolisis akan mentransfer elektronnya ke rantai pernapasan, direoksidasi menghasilkan kembali NAD. Setiap 1 molekul NADH yang direoksidasi dalam rantai pernapasan akan menghasilkan 3 molekul ATP , sehingga untuk 2 molekul NADH yang direoksidasi akan menghasilkan 6 molekul ATP. Pada reaksi awal dari jalur glikolisis, 2 molekulATP telah terpakai sebagai donor fosfat untuk reaksi yang dikatalisis oleh enzim heksokinase/glukokinase suntuk menghasilkan senyawa glukosa 6 fosfat serta reaksi yang dikatalisis oleh enzim

fosfofruktokinase untuk menghasilkan senyawa fruktosa 1,6 fosfat.Piruvat sebagai hasil oksidasi glukosa dalam keadaan aerob akan berpindah dari sitoplasma ke mitokhondria.Disini dioksidasi menjadi Asetil Ko A. Untuk 1 molekul piruvat yang dioksidasi menjadi asetil ko A akan menghasilkan 3 molekul ATP, jadi untuk 2 molekul piruvat yang dioksidasi akan menghasilkan 6 molekul ATP. Asetil ko A sendiri akan dioksidasi fosforilasi melalui Kreb Cycle yang berdampingan dengan rantai pernapasan membentuk 12 ATP. Akhirnya dari uraian diatas untuk, glikolisis 1 molekul glukosa pada keadaan aerob maka akan dihasilkan 38 molekul ATP . Dalam keadaan anaerob, oksidasi glukosa hanya menghasilkan 2 molekul ATP. Disini NADH yang terbentuk digunakan untuk mereduksi piruvat menjadi laktat oleh kerja enzim Laktat Dehidrogenase.Sebagai konsekuensi, untuk memperoleh energi Mutiara Indah Sari : Glikolisis Sebagai Metabolisme Karbohidrat Untuk Menghasilkan Energi, 2007 dalam jumlah banyak, maka lebih banyak glukosa yang menjalani glikolisis pada keadaan anaerob daripada keadaan aerob IV. SIKLUS ASAM SITRAT SEBAGAI SIKLUS AKHIR DALAM PROSES PEMBENTUKAN ENERGI PADA GLIKOLISIS Ditemukan pertama kali oleh Hans Krebs dan Kurt Henseleit. Disebut juga Siklus Kreb, Trikarboxilic acid/TCA cycle. Berlangsung di matriks mitokhondria dari sel. Fungsi utama siklus ini adalah untuk oksidasi asetil KoA menjadi CO2 dan H2O. Senyawa asetil KoA yang dihasilkan pada glikolisis aerob akan memasuki siklus ini untuk dioksidasi dan di fosforilasi berdampingan dengan rantai pernapa Reaksi yang terjadi pada hakekatnya merupakan reaksi kombinasi Asetil Ko A (C2) dengan Oksaloasetat Asam Dikarboksilat (C4) membentuk Sitrat (C6). Reaksi meliputi pelepasan 2 molekul CO2 dan senyawa Oksaloasetat dibentuk kembali di samping molekul lain dapat keluar atau masuk pada siklus tersebut. Rangkaian reaksi membebaskan sejumlah eikuivalen pereduksi dalam bentuk hidrogen atau elektron dari enzim dehidrogenase spesifik. Unsur eikuivalen pereduksi ini akan memasuki rantai pernapasan . Di sini sejumlah ATP dihasilkan dalam proses fosforilasi oksidasi. Proses

bersifat aerobik karena memerlukan O2 sebagai pengoksidasi akhir dari unsur eikuivalen pereduksi. Enzim-enzim untuk siklus ini terdapat dalam matriks mitokhondria, baik dalam bentuk bebas maupun terikat pada bagian internal membran mitokhondria . Ini Mutiara Indah Sari : Glikolisis Sebagai Metabolisme Karbohidrat Untuk Menghasilkan Energi, 2007 memudahkan perpindahan unsur ekuivalen pereduksi ke enzim terdekat pada rantai pernapasan yang terdapat pada membran mitokhondria sebelah . Enzim-enzimyang terlibat dalam siklus ini yaitu : - Sitrat sitase - Akonitase - Isositrat dehidrogenase - ? ketoglutarat dehidrogenase kompleks - Suksinat tiokinase - Suksinat dehidrogenase - Fumarase - Malat dehidrogenase Empat vitamin B kompleks yang larut air memeliki peranan untuk menjalani fungsi siklus asam sitrat.Ke empat vitamin yang berperan dalam siklus ini adalah : 1. Riboflavin dalam bentuk flavin adenin dinukleotida (FAD) 2. Niasin dalam bentuk nikotinamida adenin dinukleotida (NAD) 3. Tiamin(B1) sebagai Tiamindifosfat 4. Asam Pantotenat sebagai bagian dari koenzim A. ATP YANG TERBENTUK PADA SIKLUS ASAM SITRAT Mutiara Indah Sari : Glikolisis Sebagai Metabolisme Karbohidrat Untuk Menghasilkan Energi, 2007 Tiga molekul NADH dan satu molekul FADH2 dihasilkan untuk setiap molekul Asetil Ko A yang dikatabolisasi dalam satu putaran siklus asam sitrat. Molekul ini akan dipindahkan ke rantai pernapasan dalam membran internal mitokhondria.Unsur eikuivalen pereduksi NADH direoksidasi menghasilkan 3 ikatan fosfat berenergi tinggi (ATP) melalui esterifikasi ADP menjadi ATP dalamproses fosforilasi oksidatif.FADH2 menghasilkan 2 ikatan fosfat energi tinggi. Pada tingkat siklus itu sendiri , saat Suksinil Ko A di ubah menjadi Suksinat dihasilkan 1 ikatan fosfat energi tinggi. Jadi 12 molekul ATP akan dihasilkan untuk setiap 1 putaran siklus asam sitrat V. RANGKUMAN

Glukosa merupakan senyawa hasil pencernaan dan absorbsi makanan jenis karbohidrat yang memasuki el-sel tubuh dapat di metabolisme sebagai sumber energi utama bagi sel-sel tubuh, terutama sel-sel otak dan sel-sel eritrosit. Proses pemecahan atau oksidasi glukosa sebagai sumber energi ini disebut sebgai proses glikolisis. Dalam keadaan aerob, glukosa dioksidasi menjadi piruvat di mana piruvat ini dapat berpindah dari sitoplasma ke mitokhondria dan disini dioksidasi menjadi Asetil Ko A yang kemudian dapat dioksidasi dan difosforilasi melalui siklus kreb yang berdampingan dengan rantai pernapasan. Pada keadaan aerob untuk 1 molekul glukosa yang dioksidasi pada lintasan glikolisis akan dihasilkan 38 molekul ATP . Asam laktat sebagai produk akhir dalam jika proses glikolisis berlangsung dalam keadaan anaerob. Glikolisis di eritrosit walaupun dalam keadaan aerob selalu Mutiara Indah Sari : Glikolisis Sebagai Metabolisme Karbohidrat Untuk Menghasilkan Energi, 2007 berakhiran dengan senyawa laktat karena sel-sel eritrosit tidak mengandung mitokhondria. Jaringan lain mencakup jaringan otak, traktus gastrointestinal, medula ginjal, retina dan kulit, memperoleh sebahagian besar energinya dari glikolisis dan menghasilkan laktat .Dalam keadaan anaerob, oksidasi glukosa hanya menghasilkan 2 molekul ATP. Disini NADH yang terbentuk digunakan untuk mereduksi piruvat menjadi laktat oleh kerja enzim Laktat Dehidrogenase.Sebagai konsekuensi, untuk memperoleh energi dalam jumlah banyak, lebih banyak glukosa yang menjalani glikolisis pada keadaan anaerob daripada keadaan aerob DAFTAR KEPUSTAKAAN Devlin T M, PhD. Text Book of Biochemistry with Clinical Correlations 5thed. Wiley-Liss, New York. 2002 Greenspan F S MD, Baxter J D MD. Basic and Clinical Endocrinology 4th ed. Appletton & Lange, California. 1994 Mark D B, PhD, Marks A MD, Smith C M, PhD. Biokimia Kedokteran Dasar, Sebuah Pendekatan Klinis. EGC, Jakarta.2000 Murray R K, et al. Harper?s Biochemistry 25thed. Appleton & Lange. America 2003 Mutiara Indah Sari : Glikolisis Sebagai Metabolisme Karbohidrat Untuk Menghasilkan Energi, 2007 Mutiara Indah Sari : Glikolisis Sebagai Metabolisme Karbohidrat Untuk Menghasilkan Energi, 2007

Stryer L. Biokimia. Edisi 4. EGC, Jakarta. 2000. Metabolisme Karbohidrat

      GLIKOLISIS

Glikogen adalah molekul polisakarida yang tersimpan dalam sel-sel hewan bersama

dengan air dan digunakan sebagai sumber energi. Ketika pecah di dalam tubuh, glikogen diubah

menjadi glukosa, sumber energi yang penting bagi hewan. Banyak penelitian telah dilakukan

pada glikogen dan perannya dalam tubuh ,sejak itu glikogen diakui sebagai bagian penting dari

sistem penyimpanan energi tubuh. \

Glikolisis adalah serangkaian reaksi biokimia di mana glukosa dioksidasi menjadi molekul

asam piruvat. Glikolisis adalah salah satu proses metabolisme yang paling universal yang kita

kenal, dan terjadi (dengan berbagai variasi) di banyak jenis sel dalam hampir seluruh bentuk

organisme. Proses glikolisis sendiri menghasilkan lebih sedikit energi per molekul glukosa

dibandingkan dengan oksidasi aerobik yang sempurna. Energi yang dihasilkan disimpan dalam

senyawa organik berupa adenosine triphosphate atau yang lebih umum dikenal dengan istilah

ATP dan NADH

-          Terjadi dalam semua sel tubuh manusia

-          Degradasi an-aerob glukosa menjadi laktat

Glukose+2 ADP+2 Pi                    2 Laktat + 2 ATP + 2 H2O

     Glikolisis                    PDH

D-Glukosa                   2-Piruvat                     2 Asetil-KoA

                                                                            2 CO2

                           2 Laktat

                                                                                   TCA

PDH= Pyruvate Dehydrogenase

ADP= Adonesine Di Phosphate

ATP= Adonesine Tri Phosphate

      GLIKOGENESIS

Glikogenesis adalah poses pembentukan glikogen dari glukosa. Glikogenolisis adalah proses penguraian Glikogen menjadi Glukosa

Fermentasi adalah Penguraian Glukosa menjadi Senyawa antara ( asam laktat , alkohol) karena penguraian glukosa dalam suasana Anaerob

Respirasi adalah sebutan penguraian Glukosa menjadi CO2 dan H2O dalam suasana Aerob

Pada metabolisme karbohidrat pada manusia dan hewan secara umum, setelah melalui dinding usus halus sebagian besar monosakarida dibawa oleh aliran darah ke hati.

Di dalam hati, monosakarida mengalami sintesis menghasilkan glikogen, oksidasi menjadi CO 2 dan H 2O atau dilepaskan untuk dibawa dengan aliran darah kebagian tubuh yang memerlukannya sebagaimana digambarkan sbb

Gambaran Umum Metabolisme Karbohidrat: Hubungan antara hati, darah dan otot.

Sebagian lain monosakarida dibawa langsung ke sel jaringan organ tertentu dan mengalami proses metabolisme lebih lanjut.

Karena pengaruh berbagai faktor dan hormon insulinyang dihasilkan oleh kelenjar pankreas, maka hati dapat mengatur kadar glukosa dalam darah.

Bila kadar glkosa dalam darah meningkat sebagai akibat naiknya proses pencernaan dan penyerapan karbohidrat, sintesis glikogen dari glukosa oleh hati akan naik.

Sebaliknya bila kadar glukosa menurun, misalnya akibat latihan olahraga, glikogern diuraikan menjadi glukosa yang selanjutnya mengalami proses katabolisme menghasilkan energi (dalam bentuk energi kimia, ATP) yang dibutuhkan oleh kegiatan olahraga tersebut

Kadar glukosa dalam darah merupakan faktor yang sangat penting untuk kelancaran kerja tubuh. Kadar normal glukosa dalam darah adalah 70-90 mg/100 ml.

Keadaan dimana kadar glukosa berada di bawah 70mg/100ml disebut hipoglisemia, sedangkan diatas 90mg/100ml disebut hiperglisemia.

Hipoglisemia yang ekstrem dapat menghasilkan suatu rentetan reaksi goncangan yang ditunjukkan oleh gejala gemetarnya otot, perasaan lemah badan dan pucatnya warna kulit.

Hipoglisemia yang serius dapat menyebabkan kehilangan kesadaran sebagai akibat kekurangan glukosa dalam otak yang diperlukan untuk pembentukan energi, sehingga pada akhirnya dapat menyebabkan kematian.

Kadar glukosa yang tinggi merangsang pembentukan glikogen dari glukosa, sintesis asam lemak dan kolesterol dari glukosa. Kadar glukosa antara 140 dan 170 mg/100 ml disebut kadar ambang ginjal, karena pada kadar ini glukosa diekskresi dalam kemih melalui ginjal.

Gejala ini disebut glukosuria yaitu keadaan ketidakmampuan ginjal untuk menyerap kembali glukosa yang telah mengalami filtrasi melalui sel tubuh.

Kadar glukosa dalam darah diatur oleh beberapa hormon. Insulin dihasilkan oleh kelenjar pankreas menurunkan kadar glukosa dengan menaikkan pembentukan glikogen dari glukosa.

Adrenalin (epineprin) yang juga dihasilkan oleh pankreas, dan glukagon berperan dalam menaikkan kadar glukosa dalam darah. Semua faktor ini bekerjasama secara terkoordinasi mempertahankan kadar glukosa tetap normal untuk menunjang berlangsungnya proses metabolisme secara optimum.

Proses pembentukan glikogen ringkasnya sebagai berikut : 1. Tahap pertama adalah pembentukan glukosa-6-fosfat dari glukosa, dengan bantuan enzim

glukokinase dan mendapat tambahan energi dari ATP dan fosfat.2. Glukosa-6-fosfat dengan enzim glukomutase menjadi glukosa-1-fosfat.

3. Glukosa-1-fosfat bereaksi dengan UTP (Uridin Tri Phospat) dikatalisis oleh uridil transferase menghasilkan uridin difosfat glukosa (UDP-glukosa) dan pirofosfat (PPi).

4. Tahap terakhir terjadi kondensasi antara UDP-glukosa dengan glukosa nomor satu dalam rantai glikogen primer menghasilkan rantai glikogen baru dengan tambahan satu unit glukosa.

Glukosa 6-fosfat dan glukosa 1-fosfat merupakan senyawa antara dalam proses glikogenesis atau pembentukan glikogen dari glukosa.

Proses kebalikannya, penguraian glikogen menjadi glukosa yang disebut glikogenolisis juga melibatkan terjadinya kedua senyawa antara tersebut tetapi dengan jalur yang berbeda seperti digambarkan pada Gambar dibawah.

Senyawa antara UDP-glukosa (Glukosa Uridin Difosfat) terjadi pada jalur pembentukan tetapi tidak pada jalur penguraian glikogen. Demikian pula enzim yang berperan dalam kedua jalur tersebut juga berbeda.

Gambar Glikogenesis

Gugus fosfat dan energi yang diperlukan dalam reaksi pembentukan glukosa 6-fosfat dsari glukosa diberikan oleh ATP yang berperan sebagai senyawa kimia berenergi tinggi.

Sedang enzim yang mengkatalisnya adalah glukokinase. Selanjutnya, dengan fosfoglukomutase, glukosa 6-fosfat mengalami reaksi isomerasi menjadi glukosa 1-fosfat.

Gambar Pembentukan

Uridin Di Phosphat Glucosa

Glukosa 1-fosfat bereaksi dengan uridin tri fosfat (UTP) dikatalis oleh glukosa 1-fosfat uridil transferase menghasilkan uridin difosfat glukosa (UDP-glukosa)dan pirofosfat (PPi).

Mekanisme reaksi glikogenesis juga merupakan jalur metabolisme umum untuk biosintesis disakarida dan polisakarida.

Dalam berbagai tumbuhan seperti tanaman tebu, disakarida sukrosa dihasilkan dari glukosa dan fruktosa melalui mekanisme biosintesis tersebut.

Dalam hal ini UDP-glukosa abereaksi dengan fruktosa 6-fosfat, dikatalis oleh sukrosa fosfat sintase, membentuk sukrosa 6-fosfat yang kemudian dengan enzim sukrosa fosfatase dihidrolisis menjadi sukrosa.

Glikogenolisis

Tahap pertama penguraian glikogen adalah pembentukan glukosa 1-fosfat. Berbeda

dengan reaksi pembentukan glikogen, reaksi ini tidak melibatkan UDP-glukosa, dan enzimnya

adalah glikogen fosforilase. Selanjutnya glukosa 1-fosfat diubah menjadi glukosa 6-fosfat oleh

enzim yang sama seperti pada reaksi kebalikannya (glikogenesis) yaitu fosfoglukomutase.

Tahap reaksi berikutnya adalah pembentukan glukosa dari glukosa 6-fosfat. Berbeda dengan reaksi kebalikannya dengan glukokinase, dalam reaksi ini enzim lain, glukosa 6-fosfatase, melepaskan gugus fosfat sehigga terbentuk glukosa. Reaksi ini tidak menghasilkan ATP dari ADP dan fosfat.

Glukosa yang terbentuk inilah nantinya akan digunakan oleh sel untuk respirasi sehingga menghasilkan energy , yang energy itu terekam / tersimpan dalam bentuk ATP

Istilah yang berhubungan dengan metabolisme penguraian glukosa Dibagi menjadi dua : 1. Fermentasi ( Respirasi Anaerob)2. Respirasi Aerob

Fermentasi atau peragian adalah proses penguraian senyawa kimia glukosa tanpa oksigen melalui proses Glikolisis yang menghasilkan asam Piruvat , namun tidak berlanjut dengan siklus krebs dan transport Elektron karena suasana reaksi tanpa oksigen.Asam Piruvat kemudian akan diproses tanpa oksigen menjadi Asam piruvat ( Fermentasi Asam Piruvat ) atau Asam Piruvat menjadi Asetal dehide kemudian Alkohol dalam Fermentasi Alkohol

Fermentasi menghasilkan gas CO2. Dalam Fermentasi Alkohol

Respirasi aerob adalah proses reaksi kimia yang terjadi apabila sel menyerap O2, menghasilkan CO2 dan H2O.

Respirasi dalam arti yang lebih khusus adalah prosesproses penguraian glukosa dengan menggunakan O2, menghasilkan CO2, H2O, dan energi (dalam bentuk energy kimia, ATP)

Proses Respirasi yang berjalan secara Aerob meliputi 3 langkah yaitu

1. Glikosis, 2. Daur Krebs : Dekarbosilasi Oksidatif dan Siklus Krebs

3. Sistem Transport electron (Fosforilasi Oksidatif)

Glukosa adalah unit terkecil dari Karbohidrat

Karbohidrat adalah senyawa yang tersusun atas unsur-unsur C, H, dan O.

Karbohidrat setelah dicerna di usus, akan diserap oleh dinding usus halus dalam bentuk monosakarida

Monosakarida dibawa oleh aliran darah sebagian besar menuju hati, dan sebagian lainnya dibawa ke sel jaringan tertentu, dan mengalami proses metabolisme lebih lanjut.

Di dalam hati, monosakarida mengalami proses sintesis menghasilkan glikogen, dioksidasi menjadi CO2 dan H2O, atau dilepaskan untuk dibawa oleh aliran darah ke bagian tubuh yang memerlukan.

Hati dapat mengatur kadar glukosa dalam darah atas bantuan hormon insulin yang dikeluarkan oleh kelenjar pankreas.

Kenaikan proses pencernaan dan penyerapan karbohidrat menyebabkan glukosa dalam darah meningkat, sehingga sintesis glikogen dari glukosa oleh hati akan naik.

Sebaliknya, jika banyak kegiatan maka banyak energi untuk kontraksi otot sehingga kadar glukosa dalam darah menurun

Dalam hal ini, glikogen akan diuraikan menjadi glukosa yang selanjutnya mengalami katabolisme menghasilkan energi (dalam bentuk energi kimia, ATP).

Faktor yang penting dalam kelancaran kerja tubuh adalah kadar glukosa dalam darah.

Kadar glukosa di bawah 70 mg/100 ml disebut hipoglisemia.

Adapun di atas 90 mg/100 ml disebut hiperglisemia.

Hipoglisemia yang serius dapat berakibat kekurangan glukosa dalam otak sehingga menyebabkan hilangnya kesadaran (pingsan).

Hiperglisemia merangsang terjadinya gejala glukosuria, yaitu ketidakmampuan ginjal untuk menyerap kembali glukosa yang telah mengalami filtrasi melalui sel tubuh.

Hormon yang mengatur kadar gula dalam darah, yaitu: 1. Hormon insulin, dihasilkan oleh pankreas, berfungsi menurunkan kadar glukosa dalam

darah;2. hormon adrenalin, dihasilkan oleh korteks

Untuk memahami proses penyederhanaan Glukosa dalam Glikolisis, Dekarbolsilasi Oksidatif , Siklus krebs dan STE(Fosforilasi oksidatif) secara skematis akan diuraikan disini OK

 GLIKOLISIS

Proses penguraian karbohidrat menjadi piruvat. Juga disebut jalur metabolisme Emden-Meyergoff dan sering diartikan pula sebagai penguraian glukosa menjadi piruvat. Proses ini terjadi dalam sitoplasma. Glikolisis anaerob: proses penguraian karbohidrat menjadi laktat melalui piruvat tanpa melibatkan oksigen.

Proses penguraian glukosa menjadi CO 2 dan air seperti juga semua proses oksidasi. Energi yang dihasilkan dari proses penguraian glukosa ini adalah 690 kilo-kalori (kkal).

Jumlah energi ini sebenarnya jauh lebih besar daripada jumlah energi yang dapat disimpan secara sangkil dalam bentuk energi kimia ATP yang dihasilkan dalam proses penguraian tersebut.

Dengan adanya oksigen

(dalam suasana aerob), glikolisis menghasilkan piruvat, atau tanpa oksigen (glikolisis anaerob) menghasilkan laktat. Glikolisis menghasilkan dua senyawa karbohidrat beratom tiga dari satu senyawa beratom enam; pada proses ini terjadi sintesis ATP dari ADP + Pi.

Gambar 13 me-nunjukkan proses glikolisis secara keselurhan.

Seperti halnya reaksi dengan glukokinase (reaksi tahap pertama) dan fosfofruktokinase (reaksi tahap ketiga), reaksi dengan piruvat kinase ini juga merupakan reaksi yang tidak reversibel, sehingga merupakan salah satu tahap reaksi pendorong glikolisis.

Reaksi kebalikannya yang merupakan reaksi tahap pertama glukoneogenesis merupakan suatu reaksi yang kompleksyang melibatkan beberapa enzim dan organel sel yaitu

mitokondrion, yang diperlukan untuk terlebih dahulu mengubah piruvat menjadi malat sebelum terbentuknya fosfoenol piruvat.

Pada jalan metabolisme ini, piruvat diangkut kedalam mitokondria dengan cara pengangkutan aktif melalui membran mitokondrion. Selanjutnya piruvat bereaksi dengan CO 2 menghasilkan asam oksalasetat.

Reaksi ini dikatalis oleh piruvat karboksilase (enzim yang terdapat pada mitokondria tetapi tidak terdapat pada sitoplasma), dan memerlukan koenzim biotin dan kofaktor ion maggan, serta ATP sebagai sumber energi.

Dalam mekanisme reaksinya, biotin (sebagai gugus biotinil) yang terikat pada gugus lisina dari piruvat karboksilase, menarik CO 2 atau HCO 3 dalam mitokondrion kemudian mengkondensasikan dengan asam piruvat ( dengan bantuan ATP dan Mn -2) menghasilkan asam oksalasetat.

Asam oksalasetat kemudian direduksi menjadi asam malat oleh NADH dan dikatalis malat dehidrogenase. Asam malat diangkut keluar mitokondria dengan cara pengangkutan aktif melalui membran mitokondrion yang kemudian dioksidasi kembali menjadi asam oksalasetat oleh NAD + dan malat dehidrogenase yang terdapat dalam sitoplasma.

Akhirnya oksalasetat dikarboksilasi dengan CO 2 dan difosforilasi dengan gugus fosfat dari GTP (guanosin trifosfat, sebagai sumber energi yang khas disamping ATP) dan dikatalis oleh fosfoenolpiruvat karboksikinase menghasilkan fosfoenolpiruvat.

Dengan demikian untuk mengubah satu molekul piruvat menjadi fosfoenolpiruvat diperlukan energi sebanyak satu ATP plus satu GTP dan melibatkan paling sedikit empat macam enzim.

Dibandingkan dengan reaksi kebalikannya, yaitu perubahan sat molekul fosfoenol piruvat menjadi piruvat, dihasilkan satu ATP dan melibatkan satu macam enzim saja.

Dilihat dari keseluruhan, glikolisis terbagi menjadi dua bagian. Bagian pertama meliputi tahap reaksi enzim yang memerlukan ATP, yaitu tahap reaksi dari glukosa sampai

dengan pembentukan fruktosa 6-fosfat., yang menggunaka dua molekul ATP tiap satu molekul glukosa yang dioksidasi. Bagian kedua meliputi tahap reaksi yang menghasilkan energi (ATP dan NADH) yaitu dari gliseraldehide 3-fosfat sampai dengan piruvat. Dari bagian kedua ini dihasilkan dua molekul NADH dan empat molekul ATP untuk tiap molekul glukosa yang dioksidasi (atau untuk dua molekul gliseraldehid 3-fosfat yang dioksidasi). Karena satu molekul NADH yang masuk rantai pengangkutan elektron dapat menghasilkan tiga molekul ATP, maka tahap reaksi bagian kedua ini menghasilkan 10 molekul ATP. Dengan demikian, keseluruhan proses glikolisis menghasilkan 10-2 = 8 molekul ATP untuk tiap molekul glukosa yang dioksidasi.

Sebaliknya, untuk mensintesis satu molekul glukosa dari dua molekul piruvat dalam proses glukoneogenesis diperlukan energi dari 4 molekul ATP, 2 GTP (sebanding dengan 2 ATP) dan 2 NADH (= 6 ATP) atau sebanding dengan 12 molekul ATP.

      GLUKONEOGENESIS

Glukoneogenesis adalah suatu pembentukan glukosa dari senyawa yang bukan

karbohidrat Glukoneogenesis penting sekali untuk menyediakan glukosa, apabila didalam diet

tidak mengandung cukup karbohidrat. Syaraf, medulla dari ginjal, testes, jaringan embriyo dan

eritrosit memerlukan glukosa sebagai sumber utama penghasil energi. Glukosa diperlukan oleh

jaringan adiposa untuk menjaga senyawa antara siklus asam sitrat. Didalam mammae, glukosa

diperlukan untuk membuat laktosa. Didalam otot, glukosa merupakan satu-satunya bahan untuk

membentuk energi dalam keadaan anaerobik.

Untuk membersihkan darah dari asam laktat yang selalu dibuat oleh sel darah merah dan otot,

dan juga gliserol yang dilepas jaringan lemak, diperlukan suatu proses atau jalur yang bisa

memanfaatkannya. Pada hewan memamah biak, asam propionat merupakan bahan utama untuk

glukoneogenesis. Jalur yang dipakai dalam glukoneogenesis adalah modifikasi dan adaptasi dari

jalur Embden-Meyerhof dan siklus asam sitrat.

Enzim tambahan yang diperlukan dalam proses ini selain dari enzim-enzim dalam kedua jalur

diatas adalah :

a.       Piruvat karboksilase

Fosfoenolpiruvat karboksikinase

Fruktosa 1,6-bisfosfatase (tidak ada dalam otot jantung dan otot polos)

Glukosa 6-fosfatase

Dalam keadaan puasa, enzim piruvat karboksilase dan enzim fosfoenolpiruvat karboksikinase

sintesisnya meningkat. Sintesis enzim ini juga dipengaruhi oleh hormon glukokortikoid. Dalam

keadaan puasa, oksidasi asam lemak dalam hepar meningkat. Ini membawa akibat yang

menguntungkan untuk glukoneogenesis karena akan menghasilkan ATP, NADH dan

oksaloasetat.

Asam lemak dan asetil-KoA akan menghambat enzim-enzim fosfofruktokinase, piruvat kinase

dan piruvat dehidrogenase, mengaktifkan enzim-enzim piruvat karboksilase dan fruktosa 1,6-

bisfosfatase.

b.      Substrat untuk glukoneogenesis adalah :

1.      asam laktat yang berasal dari otot, sel darah merah, medulla dari glandula supra-renalis, retina

dan sumsum tulang

2.      gliserol, yang berasal dari jaringan lemak

3.      asam propionat, yang dihasilkan dalam proses pencernaan pada hewan memamah biak.

4.      asam amino glikogenik

c.        Perubahan asam laktat menjadi glukosa

Untuk mengubah asam laktat menjadi glukosa dapat dilihat pada diagram (gambar 14):  

Asam laktat di dalam sitoplasma diubah menjadi asam piruvat, kemudian asam piruvat masuk ke

dalam mitokhondria dan diubah menjadi oksaloasetat. Karena oksaloasetat tidak dapat melewati

membran mitokhondria, maka diubah dulu menjadi malat. Di sitoplasma malat diubah kembali

menjadi oksaloasetat. Oksaloasetat kemudian diubah menjadi fosfoenolpiruvat yang selanjutnya

berjalan ke arah kebalikan jalur Embden-Meyerhof dan akhirnya akan menjadi glukosa.

Pada diagram dapat juga kita lihat reaksi-reaksi yang diperlukan untuk mengubah gliserol dan

asam-asam amino glukogenik menjadi glukosa. Asam amino glukogenik masuk ke dalam jalur

glukoneogenesis ditandai dengan bundaran dan panah pada siklus asam tri karboksilat ( TCA

cycle ).

Beberapa reaksi dan enzim-enzim tambahan untuk mengubah asam laktat menjadi glukosa

(selain jalur kebalikan glikolisis dan TCA cycle) adalah :

Enzim piruvat karboksilase mengkatalisis reaksi

1.      Piruvat   ®  Oksaloasetat (gambar 15-16)

Dalam reaksi ini diperlukan ATP, CO2 (berasal dari H2CO3), biotin ( yang diperlukan untuk

mengikat bikarbonat pada enzim sebelum ditambahkan pada asam piruvat ) dan ion Mg.

2.      Enzim fosfoenolpiruvat karboksikinase  mengkatalisis reaksi :

Oksaloasetat  ®   Fosfoenolpiruvat

Dalam reaksi ini diperlukan "high energy phosphate" GTP atau ATP, dan akan terbentuk CO2.

7.3.3 Enzim fruktosa 1,6-bisfosfatase akan mengkatalisis reaksi :

Fruktosa 1,6-bisfosfat  ®   Fruktosa 6-fosfat

Enzim ini bisa didapatkan dalam hati, ginjal otot bergaris, sedangkan jaringan lemak, otot

jantung dan otot polos tidak mengandung enzim fruktosa 1,6-bisfosfatase.

 Enzim glukosa 6-fosfatase mengkatalisis reaksi :

Glukosa 6-fosfat   ®   Glukosa

Enzim ini terdapat dalam usus halus, hati, ginjal dan platelet, akan tetapi tidak bisa dijumpai

dalam otot dan jaringan lemak.

Enzim gliserokinase mengkatalisis reaksi :

             Gliserol   ®   Gliserol 3-fosfat

 Dalam reaksi ini diperlukan ATP dan menghasilkan ADP. Enzim ini terutama terdapat dalam 

hati dan ginjal.

      Enzim gliserol 3-fosfat dehidrogenase mengkatalisis reaksi :

Gliserol 3-fosfat   ®   Dihidroksi aseton fosfat ( DHAP )

Asam propionat perlu diaktivasi dahulu menjadi propionil-KoA. Ensim tiokinase mengkatalisis

reaksi ini dan memerlukan ATP , KoA dan ion Mg. Selanjutnya propionil-KoA diubah menjadi

D-metilmalonil-KoA, selanjutnya setelah mengalami rasemisasi akan diubah menjadi L-

metilmalonil-KoA. Senyawa ini kemudian akan diubah menjadi suksinil-KoA yang akan masuk

ke dalam siklus asam sitrat yang akhirnya akan diubah menjadi glukosa melalui kebalikan jalur

Embden-Meyerhof    

      Pada burung dara, ayam dan marmut fosfoenolpiruvat (PEP) kaboksikinase hepar terdapat

dalam mitokhondria. PEP yang terbentuk keluar dari mitokhondria.

      PEP karboksikinase pada tikus terdapat di sitoplasma. Malat keluar.

Pada manusia, guinea pig dan sapi PEP karboksikinase terdapat di dalam dan di luar

mitokhondria.

METABOLISME ASAM URONAT

Selain dari jalur yang telah diterangkan di atas, glukosa 6-fosfat dapat diubah menjadi asam

glukoronat (glucoronic acid), asam askorbat (ascorbic acid) dan pentosa melalui suatu jalur yang

disebut "the uronic acid pathway" ( gambar-21 ).

     Akan tetapi manusia, primata dan guinea pig tidak bisa membuat asam askorbat. Karena

kekurangan enzim tertentu, maka  L-gulonat yang terbentuk tidak bisa diubah menjadi L-asam

askorbat. L-gulonat akan dioksidasi menjadi 3-keto-L-gulonat, yang kemudian mengalami

dekarboksilasi menjadi L-xylulose.

     Reaksi lengkapnya adalah  sebagai berikut :  glukosa-6fosfat akan diubah menjadi glukosa 1-

fosfat. Glukosa 1-fosfat akan bereaksi dengan UTP (uridin trifosfat) dan membentuk nukleotida

aktif UDPG (uridin difosfat glukosa). Selanjutnya UDPG akan mengalami oksidasi dua tahap

pada atom karbon yang keenam. Asam glukoronat (D-glucoronate) yang terbentuk oleh enzim

yang tergantung pada NADPH, direduksi menjadi L-gulonat.

     L-gulonat merupakan bahan baku untuk membuat asam askorbat.

     Pada manusia, primata dan guinea pig L-gulonat melalui 3-keto L-gulonat akan diubah

menjadi L-xylulose (L silulose) (mungkin lebih baik dipakai istilah bah Ingrisnya, sebab bisa

disalah artikan dengan selulose=cellulose). D-xylulose merupakan bagian dari HMP Shunt.

Untuk bisa masuk ke dalam HMP Shunt,maka L-xylulose harus diubah dulu menjadi D-xylulose

melalui silitol. Dalam proses ini diperlukan NADPH dan NAD+. Perubahan silitol menjadi D-

silulosa dikatalisis 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 dalam urinnya

banyak  didapatkan L-xylulose, diperkirakan enzim yang mengkatalisis L-xylulose menjadi

silitol tidak ada pada penderita penyakit ini.

METABOLISME  GALAKTOSA

Galaktosa diserap usus dengan mudah diubah menjadi glukosa dalam hepar. "Galactose  

tolerance test" adalah suatu pemeriksaan untuk mengetahui fungsi hepar, namun sekarang sudah

jarang dipakai.

     Jalur yang dipakai untuk mengubah galaktosa menjadi glukosa adalah sebagai berikut          

( gambar-23 ):

Galaktokinase mengkatalisis reaksi (1) dan dalam reaksi ini diperlukan ATP sebagai donor

fosfat. Galaktosa 1-fosfat yang terbentuk akan bereaksi dengan uridin difosfat glukosa (UDPG)

dan menghasilkan uridin difosfat galaktosa dan glukosa 1-fosfat. Reaksi ini dikatalisis enzim

galaktosa 1-fosfat uridil transferase, galaktosa menggantikan tempat glukosa.

     Suatu epimerase mengubah galaktosa menjadi glukosa (reaksi 3). Reaksi ini terjadi pada suatu

nukleotida yang mengandung galaktosa, peristiwa oksidasi-reduksi berlangsung dan memerlukan

NAD+ sebagai ko-enzim. UDP-glukosa yang dihasilkan, dibebaskan dalam bentuk glukosa 1-

fosfat (reaksi 4). Mungkin sebelum dibebaskan digabung dulu dengan molekul glikogen, baru

kemudian dipecah enzim fosforilase.

     Reaksi (3) adalah reaksi dua arah. Dari diagram dapat dilihat bahwa glukosa bisa diubah

menjadi galaktosa.

     Dalam tubuh galaktosa diperlukan bukan hanya untuk sintesis laktosa, tetapi juga untuk

membuat serebrosida, proteoglikan dan glikoprotein.

     Sintesis laktosa dalam mamma terjadi dengan jalan kondensasi UDP-galaktosa dengan

glukosa dan dikatalisis enzim laktosa sintetase.

     Suatu penyakit yang dapat diturunkan menyebabkan galaktosemia, mungkin terjadi akibat

kekurangan enzim-enzim pada reaksi (1), (2) dan (3). Akan tetapi yang paling banyak diketahui

adalah akibat kekurangan enzim uridil transferase (reaksi 2). Karena kadar galaktosa meningkat,

dalam lensa mata galaktosa bisa mengalami reduksi menjadi galaktitol. Apabila kadar galaktitol

ini tertimbun dalam lesa mata maka akan mempercepat terjadinya katarak.

     Kekurangan  enzim  yang  mengkatalisis  reaksi  (2)  membawa akibat yang paling buruk bila

dibandingkan dengan kekurangan enzim-enzim yang lain, karena galaktosa 1-fosfat tertimbun

sedangkan hepar kekurangan fosfat inorganik. Ini bisa menyebabkan kegagalan fungsi hepar dan

retardasi mental. Ekspresi klinik terjadi apabila aktivitas uridil transferase berkurang lebih dari

50 %, dan ini hanya terjadi pada homozygote