View
34
Download
8
Category
Preview:
DESCRIPTION
0584Makalah Tahap Metabolisme Karbohidrat Secara Aerob
Citation preview
MAKALAHTAHAP METABOLISME KARBOHIDRAT
SECARA AEROB
Mata Kuliah: Ilmu Keperawatan Dasar IIDosen Pengampuh: Rizki Nipsi Rhamdini
Oleh :
SRI YANINIM : 142012015060P
SEKOLAH TINGGI ILMU KESEHATAN MUHAMMADIYAHPROGRAM STUDI S.1 KEPERAWATAN KONVERSI B
PRINSEWU LAMPUNG2016
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas rahmat dan karunia-Nya penulis telah diberikan kekuatan dan kemampuan untuk menyelesaikan makalah ini sesuai waktu yang telah ditentukan.
Penulis menyadari bahwa dalam pembuatan dan penulisan makalah ini masih banyak kekurangan baik dari segi isi maupun bahasa. Untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun demi perbaikan selanjutnya. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca pada umumnya.
Wassalamu’alikum Wr. Wb.
Pringsewu, 16 Maret 2016
Penulis
iii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL.................................................................. iKATA PENGANTAR................................................................ iiiDAFTAR ISI.......................................................................... ivBAB I PENDAHULUAN..................................................... 1
A. Latar Belakang.................................................. 1B. Rumusan Masalah............................................. 1C. Tujuan .............................................................. 1
BAB II PEMBAHASAN........................................................ 2A. Pengertian Metabolisme....................................B. Tahap Oksidasi Piruvat......................................C. Tempat Terjadinya Oksidasi Piruvat..................D. Tahapan Reaksi Oksidasi Piruvat dan Enzim yang
Terlibat di Dalamnya.........................................BAB III PENUTUP.................................................................
A. Kesimpulan.........................................................DAFTAR PUSTAKA
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Di dalam kehidupan, karbohidrat merupakan molekul yang sangat penting
bagi tubuh makhluk hidup. Kata karbohidrat berasal dari kata karbon dan air.
Secara sederhana karbohidrat didefinisikan sebagai polimer gula. Karbohidrat
adalah senyawa karbon yang mengandung sejumlah besar gugus hidroksil.
Karbohidrat paling sederhana bisa berupa aldehid (disebut polihidroksialdehid
atau aldosa) atau berupa keton (disebut polihidroksiketon atau ketosa).
Metabolisme adalah serangkaian reaksi kimia yang terjadi dalam organisme
hidup untuk mempertahankan hidup. Proses ini memungkinkan organisme
untuk tumbuh dan berkembang biak, menjaga struktur mereka, dan merespon
lingkungan mereka. Metabolisme biasanya dibagi menjadi dua kategori.
Katabolisme memecah bahan organik, misalnya untuk energi panen dalam
respirasi selular. Anabolisme, menggunakan energi untuk membangun
komponen sel seperti protein dan asam nukleat.
Reaksi kimia metabolisme tersebut akan disusun dalam jalur metabolik, di
mana satu kimia diubah melalui serangkaian langkah-langkah ke kimia lain,
dengan urutan enzim. Enzim sangat penting untuk metabolisme karena mereka
memungkinkan organisme untuk menggerakkan reaksi diinginkan yang
memerlukan energi dan tidak akan terjadi dengan sendirinya, dengan kopling
mereka untuk reaksi-reaksi spontan yang melepaskan energi. Sebagai enzim
bertindak sebagai katalis reaksi-reaksi mereka memungkinkan untuk
melanjutkan dengan cepat dan efisien. Enzim juga memungkinkan regulasi
jalur metabolik dalam menanggapi perubahan di lingkungan sel atau sinyal
dari sel lain.
1
Piruvat adalah suatu senyawa kimia yang penting dalam biokimia. Senyawa
ini merupakan hasil metabolisme glukosa yang disebut glikolisis. Sebuah
molekul glukosa terpecah menjadi dua molekul asam piruvat, yang kemudian
digunakan untuk menghasilkan energi. Jika tersedia cukup oksigen, maka
asam piruvat diubah menjadi asetil asetil-KoA, yang kemudian diproses
dalam siklus Krebs. Piruvat juga dapat menjadi asetil-KoA, yang kemudian
diproses dalam siklus Krebs. Piruvat juga dapat diubah menjadi oksaloasetat
melalui reaksi anaploretik yang kemudian dipecah menjadi molekul-molekul
karbondioksida. Nama siklus ini diambil dari ahli biokimia Hans Adolf Krebs,
pemenang Hadiah Nobel 1953 bidang fisiologi, karena ia berhasil
mengidentifikasi siklus tersebut.
B. Rumusan Masalah
1. Bagaimana tahapan oksidasi piruvat?
2. Dimana tempat terjadinya tahapan oksidasi piruvat?
3. Bagaimana tahapan reaksi oksidasi piruvat dan enzim yang terlibat di
dalamnya?
C. Tujuan
Diharapkan mahasiswa mampu :
1. Mengetahui tahapan oksidasi piruvat
2. Mengetahui terjadinya tahapan oksidasi piruvat
3. Mengetahui tahapan reaksi oksidasi piruvat dan enzim yang terlibat di
dalamnya.
1
BAB II
PEMBAHASAN
A. Pengertian Metabolisme Karbohidrat
Metabolisme mengakar pada kata metabole dari bahasa Yunani yang berarti
berubah. Dalam dunia ilmu pengetahuan, secara sederhana metabolisme
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.
Secara ringkas, jalur-jalur metabolisme karbohidrat dijelaskan sebagai berikut:
1. Glukosa sebagai bahan bakar utama akan mengalami glikolisis (dipecah)
menjadi 2 piruvat jika tersedia oksigen. Dalam tahap ini dihasilkan energi
berupa ATP.
2. Selanjutnya masing-masing piruvat dioksidasi menjadi asetil KoA. Dalam
tahap ini dihasilkan energi berupa ATP.
3. Asetil KoA akan masuk ke jalur persimpangan yaitu siklus asam sitrat.
Dalam tahap ini dihasilkan energi berupa ATP.
4. Jika sumber glukosa berlebihan, melebihi kebutuhan energi kita maka
glukosa tidak dipecah, melainkan akan dirangkai menjadi polimer glukosa
(disebut glikogen). Glikogen ini disimpan di hati dan otot sebagai
cadangan energi jangka pendek. Jika kapasitas penyimpanan glikogen
sudah penuh, maka karbohidrat harus dikonversi menjadi jaringan lipid
sebagai cadangan energi jangka panjang.
2
5. Jika terjadi kekurangan glukosa dari diet sebagai sumber energi, maka
glikogen dipecah menjadi glukosa. Selanjutnya glukosa mengalami
glikolisis, diikuti dengan oksidasi piruvat sampai dengan siklus asam
sitrat.
6. Jika glukosa dari diet tak tersedia dan cadangan glikogenpun juga habis,
maka sumber energi non karbohidrat yaitu lipid dan protein harus
digunakan. Jalur ini dinamakan glukoneogenesis (pembentukan glukosa
baru) karena dianggap lipid dan protein harus diubah menjadi glukosa baru
yang selanjutnya mengalami katabolisme untuk memperoleh energi.
B. Tahapan Oksidasi Piruvat
1. Pengertian Piruvat
Piruvat adalah suatu senyawa kimia yang penting dalam biokomia.
Senyawa ini merupakan hasil metabolisme glukosa yang disebut glikolisis.
Sebuah molekul glukosa terpecah menjadi dua molekul asam piruvat, yang
kemudian digunakan untuk menghasilkan energi. Jika tersedia cukup
oksigen, maka asam piruvat diubah menjadi asetil-KoA, yang kemudian
diproses dalam siklus Krebs. Piruvat juga dapat diubah menjadi
oksaloasetat melalui reaksi anaploretik yang kemudian dipecah menjadi
molekul-molekul karbondioksida. Nama siklus ini diambil dari ahli
biokimia Hans Adolf Krebs, pemenang Hadiah Nobel 1953 bidang
fisiologi, karena ia berhasil mengidentifikasi siklus tersebut.
Jika tidak tersedia cukup oksigen, asam piruvat dipecah secara anaerobik,
menghasilkan asam laktat pada hewan dan manusia, atau etanol pada
tumbuhan. Piruvat diubah menjadi laktat menggunakan enzim laktat
dehidrogenase dan koenzim NADH melalui fermentasi laktat, atau
menjadi asetaldehida dan lalu etanol melalui fermentasi alkohol. Asam
piruvat juga dapat diubah menjadi karbohidrat melalui glukoneogenesis,
menjadi asam lemak atau energi melalui asetil-KoA, menjadi asam amino
alanin dan juga menjadi etanol. Turunan asam piruvat, 3-bromopiruvat
telah dipelajari untuk pengobatan kanker.
2. Sifat dan Fungsi Piruvat
Asam piruvat adalah cairan tak berwarna, engan bau yang mirip asam
asetat. Asam piruvat bercampur dengan air, dan larut dalam etanol dan
dietil eter. Di laboratorium, asam piruvat dibuat dengan cara memanaskan
campuran asam tartarat dengan kalium bisulfat, atau melalui hidrolisis
asetil sianida, yang dibuat melalui reaksi asetil klorida dan kalium sianida.
CH3COCl + KCN → CH3COCN
CH3COCN → CH3COCOOH
Asam piruvat juga dapat diubah menjadi karbohidrat melalui
glukoneogenesis, menjadi asam lemak atau energi melalui asetil-KoA,
menjadi asam amino alanin dan juga menjadi etanol. Turunan asam
piruvat, 3-bromopiruvat telah dipelajari untuk pengobatan kanker. Selain
itu piruvat digunakan untuk membentuk alkohol, piruvat juga digunakan
dalam pembentukan asam laktat. Asam piruvat pada gilirannya
memainkan peran penting dalam penggunaan energi dan produksi. Piruvat
adalah dasar dari Siklus Krebs, juga diakui sebagai Siklus asam sitrat.
3. Struktur Kimiat Piruvat
Piruvat memiliki rumus kimia C3H4O3. Piruvat yang terbentuk dari alfa-
keto asam yang dalam memainkanfungsi yang signifikan dalam
pengembangan biokimia. Piruvat merupakan anion karboksilat dari asam
piruvat. Senyawa ini merupakan hasil metabolisme glukosa yang disebut
glikolisis. Sebuah olekul glukosa terpecah menjadi dua molekul asam
piruvat, yang kemudian digunakan untuk menghasilkan energi. Jika
tersedia cukup oksigen, maka asam piruvat diubah menjadi asetil-KoA,
yang kemudian diproses dalam Siklus Krebs. Piruvat juga dapat diubah
menjadi oksaloasetat melalui reaksi anaploretik yang kemudian dipecah
menjadi molekul-molekul karbondioksida.
4. Tahapan Oksidasi Piruvat
Dalam jalur ini, piruvat dioksidasi (dekarboksilasi oksidatif) menjadi
Asetil-KoA, yang terjadi di dalam mitokondria sel.Reaksi ini dikatalisir
oleh berbagai enzim yang berbeda yang bekerja secara berurutan di dalam
suatu kompleks multi enzim yang berkaitan dengan membran dalam
mitokondria. Secara kolektif, enzim tersebut diberi nama kompleks piruvat
dehidrogenase dan analog dengan kompleks -ketoglutarat dehidrogenase
pada siklus asam sitrat.
Jalur ini merupakan penghubung antara glikolisis dan siklus Kreb’s.
Rangkaian reaksi kimia yang terjadi dalam lintasan oksidasi piruvat
adalah sebagai berikut:
1. Piruvat mengalami dekarboksilasi oleh komponen piruvat
dehidrogenase pada kompleks enzim tersebut menjadi turunan
hidroksi etil cincin tiazol tiamin difosfat (yang terikat enzim).
2. Tiamin difosfat bereaksi dengan lipoamida teroksidasi, yakni gugus
prostetik pada dihidrolipoil trans asetilase membentuk asetil
lipoamida.
3. Asetil lipoamida bereaksi dengan koenzim A membentuk asetil-koA
dan lipoamida tereduksi. Reaksi ini tuntas apabila lipoamida yang
tereduksi tersebut direoksidasi oleh suatu flavoprotein, yaitu
dihidrolipoil dehydrogenase, yang mengandung FAD.
4. Flavo protein terduksi mengalami oksidasi oleh NAD +, memindahkan
ekivalen pereduksi ke rantai respiratorik.
Jadi, oksidasi piruvat akan menghasilkan Asetil-koA, NADH, dan CO2-
Piruvat dehidrogense dihambat oleh produknya sendiri yaitu asetil-koA
dan NADH. Enzim ini juga diatur melalui fosforilasi oleh suatu kinase
tiga residu serin pada komponen piruvat dehidrogenase kompleks multi
enzim sehingga akivitas enzim menurun dan menybabkan peningkatan
aktivitas melalui defosforilasi oleh satu fostatase. Kinase diaktifkan oleh
peningkatan rasio [ATP]/[ADP], [asetil-koA]/[ko-A], dan [NADH]/
[NAD+]. Karenaitu, piruvat dehidrogense, demikian juga dengan
glikolisis dihambat jika tersedia ATP dalam jumlah memadai dan jika
asam lemak teroksidasi. Dalam keadaan puasa, ketika konsentrasi asam
lemak bebas meningkat, terjadi penurunan proporsi enzim tersebut dalam
bentuk aktif sehingga karbohidrat dihemat
C. Tempat Terjadinya Oksidasi Piruvat
Respirasi aerob terjadi melalui glikolisis, siklus krebs dan transfer elekton.
Siklus krebs terjadi di dalam mitokondria sedangkan glikolisis terjadi pada
sitoplasma, oleh karena itu asam piruvat harus masuk mitokondria terlebih
dahulu agar dapat menjalani siklus krebs.
Siklus krebs akan menghasilkan ATP, NADH, FADH2 dan CO2.
Karbondioksida akan dilepaskan dari sel dan dikeluarkan dari tubuh sebagai
sisa respirasi. Sedangkan ATP, NADH, FADH2 merupakan sumber energi
penting bagi tubuh.
Terdapat dua bagian penting dalam siklus krebs.
1. Pertama adalah tahap persiapan dimana piruvat akan diubah menjadi asetik
ko-A melalui proses yang disebut dekarboksilasi oksidatif.
2. Kedua adalah berlangsungnya siklus krebs yang terjadi di matriks
mitokondria.
Dekarboksilasi oksidatif akan mengubah asam piruvat menjadi asetil ko-A.
Tahap ini terjadi dalam beberapa reaksi yang dikatalisis oleh kompleks enzim
yang disebut piruvat dehidrogenase. Enzim ini terdapat pada mitokondria pada
sel eukariotik, sedangkan pada prokariotik terdapat pada sitoplasma.
Tahap-tahap dalam dekarboksilasi oksidatif adalah sebagai berikut.
1. Gugus karboksilat (-COO) akan lepas dari asam piruvat menjadi CO2.
2. Sisa dua atom karbon dari piruvat dalam bentuk CH3COO- akan
mentranfer kelebihan elektronnya pada molekul NAD+ sehingga terbentuk
NADH, dan molekul dua atom karbon tersebut berubah menjadi asetat.
3. Pada akhirnya koenzim-A (ko-A) akan diikatkan pada asetat sehingga
membentuk asetil koenzim-A (asetil ko-A).
Hasil dari dekarboksilasi oksidatif adalah molekul asetil ko-A, NADH, dan
CO2. Satu molekul glukosa akan diubah menjadi dua molekul asam piruvat
dalam glikolisis, artinya proses dekarboksilasi oksidatif untuk untuk satu
molekul glukosa akan menghasilkan 2 molekul asetil ko-A, 2 NADH, dan 2
CO2.
D. Tahapan Reaksia Oksidasi Piruvat dan Enzim yang Terlibat di
Dalamnya
Glikolisis adalah proses pemecahan glukosa menjadi asam piruvat. Melalui
beberapa tahap. Tahap awal glikolisis yaitu mengikat ATP (membutuhkan
energi, biasanya mengikat ATP dari lemak) sehingga membentuk Glukosa
Fosfat. Glukosa Fosfat atom C nya 6 ATP, kemudian diubah menjadi 2 Triose
Fosfat (karena masing-masing Triosa Fosfat atom C nya 3). Kemudian setelah
menjadi Triosa Fosfat, maka akan menjadi asam piruvat. Nah, ini yang disebut
glikolisis.
Kemudian, dari asam piruvat akan menjadi asetil ko-A yang disebut
dekarboksilasi Piruvat (Disebut Dekarboksilasi karena melepaskan CO2).
Asetil ko-A kemudian menjadi substrat dari Siklus Krebs, yang selanjutnya
oleh siklus krebs ini diteruskan menjadi rantai respirasi dan fosforilasi
oksidatif. Jadi, Yang dikatakan oksidasi sempurna glukosa itu tidak berhenti
sampai glikolisis saja, tapi metabolisme lengkap sampai fosforilasi poksidatif.
Kemudian, dari piruvat menjadi laktat, ini jika pada glikolisis anaerob.
Glikolisis anaerob membutuhkan NADH yang berasal dari NAD (NAD=
suatu enzyme derivat vitamin B3). Jadi, NAD mengalami reduksi menjadi
NADH, kemudian NADH merubah piruvat menjadi laktat. Tujuan utama dari
hal ini supaya NADH bisa terus diubah menjadio NAD, dan NAD bisa erus
melangsungkan reaksi.
Metabolisme Glikolisis :
Tahap 1 : Glukosa butuh ATP
Tahap 2 : Denagn bantuan enzim hexokinase dan glucokinase, ATP
diubah menjadi ADP.
Tahap 3 : Glukosa dari lemak menjadi Glukosa-6-Phosphate (artinye:
fosfat menempel pada atom C no.6 dari Glukosa.
Tahap 4 : Dari Glukosa-6-Fosfat menjadi Fruktosa-6-Fosfat (Enzimnya
berisomerase).
Tahap 5 : Fruktosa-6-Fosfat diubah menjadi Fruktosa-6-fosfatase.
Tahap 6: Kemudian diubah menjadi Glyceral dehyde-3-phosphate dan
Dihydroxyacetone fosfat.
Gliseraldehid 3-fosfat dan dihidroksiaseton fosfat mengalami interkonversi
dengan bantuan enzim fosfotriosa isomerase. Glikolisis berlangsung melalui
oksidasi gliseraldehid 3-fosfat menjadi 1,3 bisfosfogliserat, dan karena
aktivitas enzim fosfotriosa isomerase, senyawa dihidroksiaseton fosfat
dioksidasi menjadi 1,3 bisfosfogliserat juga. Enzim yang bertanggung jawab
adalah gliseraldehid 3-fosfat dehidrogenase, yang merupakan enzim yang
bergantung pada NAD. Enzim ini mempunyai rumus bangun yang terdiri atas
4 polipeptida identik. Dimana setiap polipeptida terdapat gugus –SH. Mula-
mula substrat akan bergabung dengan gugus –SH ini sehingga terbentuk
senyawa tiohemiasetal yang dikeluarkan dalam reaksi ini ke NAD+. Melalui
fosforilasi terbentuk 1,3 bisfosfogliserat yang akan dikatalisis oleh enzim
fosfogliserat kinase menjadi senyawa 3-fosfogliserat. Karena setiap molekul
glukosa yang mengalami glikolisis menghasilkan 2 molekul triosa fosfat,
maka akan dihasilkan 2 molekul ATP per molekul glukosa, Senyawa 3-
fosfogliserat diubah menjadi 2-fosfogliserat oleh enzim fosfogliserat mutase.
Kemudian 2-fosfogliserat dikatalisis oleh enzim enolase dan melibatkan
dehidrasi serta pendistribusian energi di dalam molekul, terbentuklah
fosfoenolpiruvat. Fosfat berenergi tinggi pada fosfoenolpiruvat dipindah ke
ADP oleh enzim piruvat kinase.
Status redoks jaringan menentukan lintasan mana yang akan diikuti. Jika
keadaan bersifat anaerob, reoksidasi NADH melalui pemindahan sejumlah
unsur ekuivalen pereduksi melalui rantai respirasi oksigen akan dicegah.
Piruvat direduksi oleh NADH menjadi laktat oleh enzim laktat dehidrogenase.
Dalam keadaan aerob, piruvat diambil oleh mitokondria, dikonversi menjadi
Asetil ko-A, akan dioksidasi menjadi karbondioksida lewat siklus krebs.
Keterangan : meskipun kebanyakan reaksi glikolisis bersifat reversibel tapi
tiga diantaranya merupakan reaksi irreversibel. Reaksi ini dikatalisis oleh
enzim heksokinase, fosfofruktokinase, dan piruvat kinase.
Tahapan persiapan
- Memerlukan 2 molekul ATP
- Memecah gula heksosa menjadi molekul 2 triose fosfat
1. Dekarboksilasi piruvat menjadi asetil KoA
Pada suasana aerob, piruvat dapat masuk ke dalam mitokondria dengan
adanya suatu transporter. Piruvat mengalami dekarboksilasi oksidatif
menjadi asetil-KoA oleh suatu enzim yang tersusun rapi dalam matrik
mitokondria, yang disebut piruvat dehidrogenase komplek.
Mula-mula piruvat mengalami dekarboksilasi oleh enzim piruvat
dehidrogenase dengan tiamin pirofosfat sebagai koenzim yang
mengahsilkan CO2 dan α-hidroksietil-tiaminpirofosfat atau disebut juga
active acetadehyde. Senyawa yang disebut belakangan ini dipindah pada
protetik lipoamide dari enzim lipoil transasetilase. Dalam perpindahan ini
disulfida dari liamida terdeuksi. Asetidehida teroksidasi menjadi asetil
aktif yang terikat sebagai tioester. Gugusan asetil ini kemudian
dipindahkan pada koenzim A, membentuk astil –S-CoA dan menghasilkan
lipoamida dalam bentuk disulfhidril. Koenzim yang tereduksi dioksidasi
kembali oleh suatu flavoprotein, dihidrolipoil dehidrogenase.
Flavoprotein yang tereduksi kemudian dioksidasi oleh NAD+. Piruvat
dehidrogenase diaktivasi oleh fruktosa bisfosfat dan dihambat oleh hasil
reaksinya yaitu NADH dan asetil-CoA. Arsenit atau ion merkuri
membentuk komplek dengan gugusan –SH dari asam lipoat dan
menghambat piruvat dehidrogenase. Kekurangan tiamin akan
menyebabkan piruvat tertimbun.
Pada oksidasi piruvat ini akan dihasilkan asetil-KoA dan NADH. Untuk
satu molekul glukosa akan dihasilkan dua NADH dan dua molekul asetil-
KoA. NADH dapat memasuki rantai respirasi dan fosforilasi oksidatif,
yang dapat menghasilkan 3 ATP persatu molekul NADH, sedangkan
asetil-KoA dapat dioksidasi lebih lanjut melalui siklus asam sitrat.
Pada organisme aerobik, glikolisis menyusun hanya tahap pertama dari
keseluruhan degradasi aerobik glukosa menjadi CO2 dan H2O. Piruvat
yang terbentuk lalu dioksidasi dengan melepaskan gugus karboksilnya
sebagai CO2, untuk membentuk gugus asetil pada asetil-koenzim A. Lalu
gugus asetil dioksidasi sempurna menjadi CO2 dan H2O oleh siklus sitrat,
dengan melibatkan molekul oksigen. Lintasan inilah yang dilalui piruvat
pada hewan aerobic sel dan tumbuhan.
Piruvat diperoleh dari oksidasi karbohidrat tetapi merupakan pentuplai
utama dari asetil-KoA untuk oksidasi di dalam siklus asam sitrat.
Perubahan piruvat menjadi asetil KoA dikatalisis oleh piruvat
dehidrogenase. Pada reaksinya gugus karboksil pada piruvat hilang
sebagai CO2, ketika piruvat membentuk asetil-KoA. Oksidasi pirvat asetil-
KoA terjadi di dalam mitokondria sel.
Reaksi ini dikatalisir oleh berbagai enzim yang berbeda yang bekerja
secara berurutan di dalam suatu kompleks muienzim yang berkaitan
dengan membran interna mitokondria. Secara kolektif, enzim tersebut
diberi nama kompleks piruvat dehidrogenase dan analog dengan kompleks
µ-keto glutarat dehidrogenase pada siklus asam sitrat. Sebelum
karbohidrat masuk ke dalam siklus asam sitrat, kerangka karbonnya harus
dipecahkan sehingga molekul ini diturunkan dari glukosa oleh glikolisis,
mengalami dehidrogenase menghasilkan asetil-KoA dan CO2 oleh enzim
yang berkelompok secara teratur, yang disebut kompleks piruvat
dehidrogenase yang terletak di dalam mitokondria sel-sel eukariotik dan di
dalam sitoplasma prokariotik. Reaksi keseluruhan yang dikatalis adalah :
Piruvat + NAD+ + KoA-SH asetil-KoA + NADH + CO2
∆Go = -8,0 kkal/mol
Piruvat mengalami ekarboksilasi piruvat menjadi asetil-KoA melibatkan 3
enzim yang berbeda secara berurutan, yaitu piruvat dehidrogenase (E1),
dihidrolipos transasetilase (E2), dan dihidrolipoil dehidrogenase (E3) dan
juga 5 koenzim yang berbeda yaitu, tiamin pirofosfat (TPP), flavin adenine
dinukleotida (FAD), koenzim-A (KoA), nikotinamida adenine
dinukleotida (NAD+), dan asam lipoat.
2. Reaksi Pembentukan Asam Laktat
Terbentuknya asam laktat dari piruvat dikatalis oleh enzim laktat
dehidrogenase hati (H4) dan otot (M4) menunjukkan sifat kinetik berbeda.
H4 aktif pada piruvat rendah dan M4 menunjukkan sifat kinetik berbeda.
H4 aktif pada piruvat rendah dan terinhibisi oleh konsentrasi piruvat diatas
konsentrasi 3.10-3 M. Hal ini sesuai dengan fungsi hati yang harus
menyediakan energi dari glukosa seefisien mungkin, sedangkan pada otot
kontraksi otot memerlukan energi secara tepat yang dapat dipenuhi dengan
mengkatabolisme glukosa dalam keadaan anaerob.
3. Perubahan Piruvat Menjadi Alkohol
Beberapa organisme bisa hidup alam kondisi aerob atau anaerob.
Organisme anaerob fakultatif, yang dapat mengubah metabolismenya
untuk beradaptasi dengan ada atau tidaknya oksigen. Organisme anaerob
fakultatif yang paling penting adalah ragi. Ragi mengubah glukosa
menjadi piruvat dan kemudian bila ada oksigen maka ragi akan
mengoksidasi piruvat menjadi CO2. Jika tidak tersedia oksigen, maka jalur
untuk regenerasi NAD+ akan bekerja. Di dalam beberapa mikroorganisme,
misalnya pada ragi roti, piruvat yang terbentuk dari glukosa melalui
glikolisis diubah secara anaerob menjadi etanol dan CO2, suatu proses
yang disebut fermentasi alkohol. Fermentasi merupakan istilah umum
yang menunjukkan degradasi anaerobic glukosa atau nutrien organik lain
menjadi berbagai produk untuk tujuan memperoleh energi dalam bentuk
ATP. Enzim piruvat dekarboksilase mengatalisis konversi piruvat menjadi
asetaldehid.
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
1. Piruvat adalah suatu senyawa kimia yang penting dalam biokomia.
Senyawa ini merupakan hasil metabolisme glukosa yang disebut glikolisis.
Sebuah molekul glukosa terpecah menjadi dua molekul asam piruvat, yang
kemudian digunakan untuk menghasilkan energi. Jika tersedia cukup
oksigen, maka asam piruvat diubah menjadi asetil-KoA, yang kemudian
diproses dalam siklus Krebs. Piruvat juga dapat diubah menjadi
oksaloasetat melalui reaksi anaploretik yang kemudian dipecah menjadi
molekul-molekul karbondioksida.
2. Glikolisis adalah proses pemecahan glukosa menjadi asam piruvat.
Melalui beberapa tahap. Tahap awal glikolisis yaitu mengikat ATP
(membutuhkan energi, biasanya mengikat ATP dari lemak) sehingga
membentuk Glukosa Fosfat. Glukosa Fosfat atom C nya 6 ATP, kemudian
diubah menjadi 2 Triose Fosfat ( karena masing-masing Triosa Fosfat
atom C nya 3 ). Kemudian setelah menjadi Triosa Fosfat, maka akan
menjadi asam piruvat.
3. Pada suasana aerob, piruvat dapat masuk ke dalam mitokondria dengan
adanya suatu transporter. Piruvat mengalami dekarboksilasi oksidatif
menjadi asetil-KoA oleh suatu enzim yang tersusun rapi dalam matrik
mitokondria, yang disebut piruvat dehidrogenase komplek. Mula-mula
piruvat mengalami dekarboksilasi oleh enzim piruvat dehidrogenase
dengan tiamin pirofosfat sebagai koenzim yang mengahsilkan CO2 dan α-
hidroksietil-tiaminpirofosfat atau disebut juga active acetadehyde.
4. Terbentuknya asam laktat dari piruvat dikatalis oleh enzim laktat
dehidrogenase hati (H4) dan otot (M4) menunjukkan sifat kinetik berbeda.
H4 aktif pada piruvat rendah dan M4 menunjukkan sifat kinetik berbeda.
H4 aktif pada piruvat rendah dan terinhibisi oleh konsentrasi piruvat diatas
konsentrasi 3.10-3 M.
DAFTAR PUSTAKA
Dewi Kumalasari. 2012. Biokimia Piruvat. http ://blog.ub.ac.id/devykumalasari/2012/0426/biokimia-piruvat/. Diakses pada tanggal 10 Maret 2016.
Hairrudin. 2016. Oksidasi Piruvat. http://klinikdokterhairrudin.blogspot.com./2016/03/tujuan-glikolisis.html. Diakses pada tanggal 3 Maret 2016.
Salmah,O. 2010. Metabolisme Karbohidrat. http://share.pdfonline.com/7fe3b583E6e344e7bfae230a0078a27b/metabolisme-karbohidra1.htm. Diakses pada tanggal 3 Maret 2016.
Sari, I. 2016. Glikolisis Sebagai Metabolisme Karbohidrat untuk MenghasilkanEnergi.http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/1939/3/09E01869pdf.txt. Diakses pada tahun 2016.
Recommended