Metabolisme Karbohidrat
Metabolisme Karbohidrat
Merupakan sumber energi utama untuk makhluk hidup dan terdapat
di beras/nasi, umbi, tepung, dll. Klasifikasi karbohidrat:
monosakarida, disakarida, dan polisakarida. Pencernaan karbohidrat
selanjutnya adalah dioksidasi sebagai sumber energi. Oksidasi
sebagai sumber energi melalui glikolisis Embden Meyer, HMP Shunt.
Metabolisme yang akan dijelaskan berikut ini adalah metabolisme
glukosa.5,6
Glikolisis Embden Meyerhof
Pada glikolisis Embden Meyerhof yang terjadi di sitosol, produk
utama yang digunakan adalah glukosa. Glukosa difosforilasi menjadi
glukosa 6-fosfat yang dikatalisis oleh heksokinase atau glukokinase
dengan mengunakan ATP sebagai donor fosfat. Glukosa 6-fosfat akan
diubah menjadi fruktosa 6-fosfat oleh fosfoheksosa isomerase.
Nantinya, proses glikolisis ini akan menghasilkan piruvat dan 8
ATP.7 (Lihat Gambar 1)
Gambar 1. Glikolisis Embden Meyerhof
Sumber : Biokimia harperOksidasi Piruvat menjadi Asetil-KoA
Sebelum piruvat masuk ke dalam siklus asam sitrat, piruvat harus
diangkut ke dalam mitokondria. Di dalam mitokondria, piruvat
mengalami dekarboksilasi oksidatif menjadi asetil-KoA (asetat
aktif). Dalam perjalanan piruvat menjadi asetil-KoA dibantu oleh
piruvat dehidrogenase. Proses ini akan menghasilkan asetil-KoA dan
6 ATP. 7Siklus Asam Sitrat (SAS)
Akibat oksidasi yang dikatalisis oleh berbagai dehidrogenase
pada siklus asam sitrat dihalikan tiga molekul NADH dan satu FADH2
untuk setiap molekul asetil KoA yang dikatabolisme per satu kali
putaran siklus. Ekuivalen pereduksi ini dipindahkan ke rantai
respiratorik, tempat reaksi masing-masing NADH menghasilkan
pembentukan 3 ATP dan FADH2 2 ATP. Selain itu terbentuk 1 ATP
melalui fosforilasi tingkat substrat yang dikatalisis oleh suksinat
tiokinase. Sehingga satu putaran siklus asam sitrat menghasilkan
dua belas ATP. 7 (Lihat Gambar 2)
Gambar 2. Siklus asam sitrat
Sumber : Biokimia harperHeksosa Monofosfat Shunt (HMP Shunt)
Merupakan jalan lain untuk oksidasi glukosa. Pada jalan ini NADP
digunakan sebagai akseptor hidrogen. Fungsi utama HMP shunt adalah
membentuk NADP tereduksi yang diperlukan oleh proses anabolik di
luar mitokondria. Selain itu, HMP shunt berfungsi untuk menyediakan
pentose untuk sintesis nukleotida dan asam nukleat.
7Glikogenesis
Merupakan proses pembentukan glikogen dari glukosa. Pada
prosesnya memerlukan enzim UDP-glukosa pirofosforilase, enzim
glikogen sintase, dan enzim percabangan (branching enzyme). Enzim
UDP-glukosa pirofosforilase mengubah glukosa 1-P menjadi uridin
difosfat glukosa (UDPG) dengan bantuan uridin trifosfat (UTP) yang
kehilangan 2 fosfat berenerginya. Enzim glikogen sintase mengubah
UDPG menjadi unit glukosil 1,4 yang merupakan rantai lurus.
Branching enzyme membentuk glikogen yang terdiri dari unit glukosil
1,4 dan 1,6 dimana ikatan glikosidik 1,4 merupakan rantai lurus
sedangkan ikatan glikosidik 1,6 merupakan percabangan. 7 (Lihat
gambar 3)
Gambar 3. Glikogenesis
Sumber : Biokimia harperGlikogenolisis
Pada proses pemecahan glikogen, dibutuhkan kerja enzim
fosforilase, transferase, lalu debranching enzyme. Fosforilase
berfungsi melepaskan tiap 1 molekul glukosa pada rantai lurus
menjadi glukosa 1-fosfat sampai tinggal lebih kurang 4 molekul
glukosa pada cabang. Selanjutnya, transferase bekerja memindahkan
lebih kurang 3 segmen glukosa dari 4 sisa glukosa ke rantai lurus
berdekatan dan meninggalkan 1 glukosa pada cabang tersebut.
Terakhir, debranching enzyme bekerja dengan cara menghidrolisis
tempat percabangan sehingga 1 molekul glukosa pada cabang tersebut
putus dan menghasilkan glukosa bebas. 7 (Lihat Gambar 4)
Gambar 3. Glikogeneolisis
Sumber : Biokimia harperGlukoneogenesis
Memenuhi kebutuhan tubuh akan glukosa bila karbohidrat makanan
tidak terdapat dalam jumlah yang cukup. Sehingga, glukosa yang
dibentuk bukan berasal dari karbohidrat, namun dari lemak dan
protein. Proses pada glukogenesis merupakan modifikasi dan adaptasi
dati jalan glikolisis Embden-Meyerhof dan siklus asam sitrat. Salah
satu jalurnya adalah dari gliserol, melalui glukogenesis akan
diubah menjadi dihidroksiaseton fosfat lalu menjadi gliseraldehida
3 fosfat terlebih dahulu sebelum diubah menjadi glukosa. Beberapa
enzim yang berperan adalah gliserokinase dan fruktosa 1,6
bifosfatase. 7
Gambar 3. Glukogenesis
Sumber : Biokimia harperMetabolisme Lemak
Lipid (lemak) terutama meliputi trigliserida, fosfolipid, dan
kolesterol. Sebagian lemak dasar dari trigliserida dan fosfolipid
adalah asam lemak. Trigliserida akan dipecah menjadi monogliserida
dan asam lemak kemudian akan diedarkan ke seluruh tubuh dalam
bentuk kilomikron. Selain trigliserida, kilomikron mengandung
kolesterol, fosfolipid, apoprotein b. 7
Oksidasi asam lemak jenuh terutama terjadi di dalam mitokondria.
Proses ini menggunakan asil-KoA sebagai senyawa asal. Membutuhkan
oksigen, NAD, dan FAD dalam proses oksidasi asam lemak jenuh. Hasil
akhirnya adalah asetil-KoA dan propionil-KoA. Untuk asam lemak
dengan atom C lebih besar dari 12 perlu karnitin supaya dapat ke
mitokondria. Sedangkan oksidasi asam lemak tidak jenuh kebutuhan
kofaktornya mencakup NADPH, ATP, Biotin dan HCO3- (sebagai sumber
CO2). Asetil koA adalah substrat langsungnya, dan palmitat bebas
adalah produk akhirnya. 7
