Karbohidrat 1B PDF

KARBOHIDRAT dr. Loury Priskila, M. Biomed LEARNING OBJECTIVE Mahasiswa mampu menjelaskan karbohidrat yang 01 penting pada metabolisme manusia. Mahasiswa mampu menjelaskan tentang: siklus asam 02 sitrat, glikolisis & oksidasi piruvat, metabolisme glikogen, pe...

KARBOHIDRAT dr. Loury Priskila, M. Biomed LEARNING OBJECTIVE Mahasiswa mampu menjelaskan karbohidrat yang 01 penting pada metabolisme manusia. Mahasiswa mampu menjelaskan tentang: siklus asam 02 sitrat, glikolisis & oksidasi piruvat, metabolisme glikogen, pentose phosphate pathway.  INTRODUCTION Karbohidrat adalah sumber energi utama dalam tubuh. Karbohidrat dapat berupa karbohidrat sederhana dan karbohidrat kompleks Karbohidrat sederhana terdiri dari molekul karbon (C), hydrogen (H) dan oksigen. Karbohidrat kompleks adalah urutan / ikatan karbohidrat sederhana yang membentuk rantai panjang  INTRODUCTION Karbohidrat merupakan bagian dari sakarida, diklasifikasikan menurut jumlah molekul nya 02 04 01 03 Disakarida → 2 Polisakarida → molekul gula lebih dari 10 Monosakarida → Oligosakarida → 3-9 molekul Glukosa, Fruktosa, molekul gula Galaktosa MONOSAKARIDA ENERGY - ATP Sel membutuhkan Adenosin Metabolisme Karbohidrat : Trifosfat maupun Guanesin Glikolisis Trifosfat agar dapat melakukan Oksidasi Piruvat metabolisme (Pembentukan Siklus Asam Sitrat (Siklus Energi). Krebs) - Pentose Phospate Pathway Pembentukan energi (ATP) Fosforilasi Oksidatif terjadi di Mitokondria.  HIGH GLUCOSE VS LOW GLUCOSE n2 Fase Kenyang Fase Lapar Kadar gula tinggi, insulin akan kadar gula rendah, glucagon meningkat memecah gula dalam tubuh menjadi (merubah glikogen menjadi glukosa) Acetyl-CoA sumber energi lain seperti protein maupun lipid akan dirubah menjadi glukosa → Pentose Phosphate Pathway  METABOLISME GLUKOSA Glukosa (C-6) dirubah menjadi Pyruvate (C-3) sebanyak 2 molekul, 2 ATP dan 2 NADH melalui Glikolisis → 6 ATP Terjadi di Sitoplasma Metabolisme Anaerob → tidak butuh O2  METABOLISME GLUKOSA 01 03 02 Glikolisis di awali dengan Fructose 6-Phospate diubah Glukosa diubah menjadi menjadi Fructose 1,6- Glukosa 6-Phospate dengan Biphospate dengan bantuan Glukosa 6- bantuan Hexokinase → semua Phospofruktokinase-1 (PFK1) ) Phospate diubah sel / Glukokinase → di (proses ini menggunakan menjadi Fructose promotori insulin (liver dan ATP) → rate limiting step 6-Phospate pancreas) (proses ini (semakin tinggi kadar gula dengan bantuan menggunakan ATP) maka glikolisis akan semakin Phospoglucoiso cepat) merase  METABOLISME GLUKOSA 05 06 04 06 G3P akan dirubah 1,3-BiPhospoglycerate menjadi 1,3- akan melepaskan Fructose 1,6 BiPhospoglycera Phosphate dengan DHAP akan Biphospate (F1,6 te dengan G-3P bantuan dirubah menjadi Biphospate) akan di Dehydrogenase Phospoglycerate G3P sehingga ubah menjadi (NAD+ → NADH) Kinase dan memberikan akan di dapatkan Glyceraldehyde 3- ke ADP sehingga akan 2xNADH Phospate (G-3-P) dan menghasilkan ATP + 3 Dihidroacetone Phospoglycerate → 2 Phospate (DHAP) ATP dengan enzim Aldolase  METABOLISME GLUKOSA 08 10 07 09 Phospoenolase Di akhir seluruh Pyruvate akan metabolisme glukosa, 3-Phospoglycerate di dirubah menjadi ATP yang di hasilkan rubah menjadi 2- Pyruvate dengan Reaksi akhir adalah sebanyak 30-32 Phospoglcerate dengan Pyruvate Kinase Glikolisis : 2 ATP enzim Mutase, dan 2- dan penambahan molekul Phospoglycerate dirubah gugus fosfat Pyruvate, 2 ATP menjadi enzim Enolase pada ADP dan 2 NADH (6 menjadi Phospoenolase sehingga ATP) pyruvate dan H20 menghasilkan ATP → 2 ATP  METABOLISME GLUKOSA 11 Terjadi pada saat kondisi kurang oksigen : Latihan otot dan pada sel darah merah → Pyruvate akan diubah dengaan bantuan Lactate Dehydrogenase → transport elektrone → Lactate (di ekskresi di ginjal, bila menumpuk secara cepat → muscle soreness) dan NAD+ (glikolisis tetap berlangsung, bekerja dengan G3P)  METABOLISME GLUKOSA 12 13 Glikolisis dilanjutkan Pyruvate masuk ke dengan Oksidasi Mitokondria dengan Pyruvate bantuan enzim Pryuvate Dehydrogenase diubah menjadi Acetyl-CoA, NADH+ dan CO2  SIKLUS KREBS 02 04 01 03 Citrate (C-6) 𝛂-ketoglutarate (C-5) diubah menjadi diubah menjadi Acetyl CoA (C-2) akan isomernya Succinyl-CoA (C-4) bergabung dengan (isomerisasi) Isocitrate (C-6) dengan bantuan 𝛂- Oxaloacetate (C-4) dengan bantuan diubah menjadi 𝛂- ketoglutarate dengan enzim Citrate enzim Aconitase ketoglutarate Dehydrogenase Synthase membentuk menjadi Isocitrate dengan bantuan (NADH,CO2) → Citrate (C-6) dan (C-6) enzim Isocitrate coenzyme vitamin B melepas Coenzym A Dehydrogenase (B1,B2,B3,B5, Asam (NADH,CO2) → Lipoic) rate limiting step  SIKLUS KREBS 06 08 05 07 Succinate (C-4) Oxaloactate + Acetyl- diubah menjadi CoA (siklus baru) Succinyl-CoA (C- Fumarate (C-4) Fumarate (C-4) dengan More Energy → 4) diubah menjadi dengan bantuan enzim Fumarase Speeds Up Succinate (C-4) enzim Succinate ditambahkan H2O dengan bantuan Dehydrogenase menjadi Malate Enough Energy → Succinate (2 e di transport, Slow Down Thiokinase FAD+ → FADH2) Malate diubah menjadi (Pi+GDP → GTP) Oxaloacteate dengan bantuan Malate Dehydrogenase (NAD+ → NADH)  RESUME Hasil dari TCA Cycle → Fosforilasi Oksidatif 3 NADH = 3 x 3 ATP = 9 ATP 1 FADH = 1 x 2 ATP = 2 ATP 1 GTP = 1 ATP Total 12 ATP/ 1 molekul glukosa Siklus Krebs = 24 ATP  GLYCOGEN METABOLISM Glukosa → untuk menghasilkan energi dan disimpan pada sel otot rangka atau sel hati dalam bentuk Glikogen (Glucose – Glicosidc Bond). ATP tercukupi → Glikolisis terhambat → Glukosa 6 – Phospate diubah menjadi Glikogen GLYCOGEN METABOLISM Penempelan Uridine Penempelan Glukosa ke 01 DiPhospate (UDP) pada 02 Glycogenin yang berfungsi molekul Glukosa sebagai Primer Penambahan cabang- 03 Penambahan Glukosa 04 cabang  GLYCOGEN METABOLISM G6P diubah menjadi G1P dengan enzim Phospoglucomutase, adanya G1P akan menarik UTP (Uridine Triphospate). Enzim UDP-Glucose Pyrophosporilase akan memotong 2P dari UTP → 1 phospate UDP Glucose : 1 phosphate (uridine), 1 phospate glucose, dan glucose UDP Glucose → dengan bantuan Glycogen Synthase, UDP dan Glucose akan di katalisasi dan di tambahkan pada cabang glikogen (alpha 1,4 glycosidic bond) Glycogen Synthase → perlu molekul glukosa 4 / glycogenin, memanjangkan rantai Alpha 1,6 glycosidic bond (Brancing Enzyme) → pendek rantai RESUME  GLYCOGEN METABOLISM Pada saat melakukan aktivitas → Kadar gula darah dalam tubuh menurun, pancreas menghasilkan Glukagon → sel liver untuk memecahkan glikogen + Sel Adrenal → epinefrin : meningkatkan HR dan sel otot untuk memecahkan glikogen Pemecahan Glikogen dimulai dari cabang → Glycogen Phosporylase melepaskan ikatan 1,4 glycosidic bonds dan menambahkan gugus fosfate (1 glucose 1 phosphate) Debranching Enzyme 4-alpha-glucotranferase → memotong cabang dan di tempelkan pada rantai yang linear dan Alpha 1,6 glucosidase → memotong 1,6 glycosidic bonds dan melepaskan glukosa bebas  GLYCOGEN METABOLISM Glucose 1-Phospate → Glucose 6-Phospate dengan bantuan Phospoglucomutase Liver → Glucose 6-Phospate dapat diubah menjadi Glukosa Bebas dengan masuk ke aliran darah untuk organ dan jaringan lain (Glucose-6-Phospatase) Muscle → Glucose 6-Phospate tidak ada → G6P akan masuk ke silus glikolisis dan membentuk ATP GLYCOGEN SYNTHESIS GLYCOGEN SYNTHESIS  METABOLISME GLUKOSA Glucose → tidak perlu diipecah menjadi ATP namun dalam bentuk Ribosa/Pentosa (C-5) dan Nicotinamide Adenine Dinuclotide Phosphate (NADPH) Ribosa → Nukleotida (DNA/RNA) NADPH → Kaya elektron dan dibutuhkan dalam anabolisme Sitoplasma Pentose Phosphate Pathway memilki 2 bagian yaitu Irreversibel yang besifat okidatif dan menghasilkan NADPH Rebersibel yang bersifat nonoksidaatif fan menghasilkan Ribosa  OXIDATIVE STATE Glucose 6-Phosphate dengan enzim G6PD (Glucose 6 Phosphatase Dehydrogenase) menghasilkan 6-Phospogluconate dan NADPH 6-Phospogluconate Dehdyrogenase memecah 6-Phospogluconate menjadi Ribulose 5-Phosphate, C02 dan NADPH Glucose 6-Phosphate → 2 NADPH NADPH → sintesis asam lemak, sintesis hormone steroid, sintesis koleterol, antioksidan (glutathione vs hydrogen peroxidase)  NON OXIDATIVE STATE Jalur ini fleksibel dan reversible menyesuaikan kebutuhan tubuh. Ribulose 5-Phosphate diubah menjadi Ribose 5 Phospoate dengan enzim Isomerase Ribose 5-Phospsate → bahan dasar nucleotide (DNA/RNA, Pentosa, Phospate, Purin/Pyrimidin (lebih dalam di kuliah Biokimia Nuklotida)  NON OXIDATIVE STATE Ribulose 5-Phosphate diubah menjadi Xylulose-5-Phospate dengan enzim Epimerase Xylulose 5-Phospate dengan Transketolase (mengurangi 2 atom karbon dengan cofaktornya adalah Thiamin ) menjadi Ribose 5-Phospate atau Glyceraldehyde 3- Phospate Ribose 5 Phosphate dapat diubah juga menjadi Sedoheptulose-7-Phosphate (Transketolase) Sedoheptulose-7-Phosphate dapat diubah menjadi dengan enzim Transaldolase (mengurangi 3 karbon) Erythrose 4-Phospate atau Fructose 6- Phospate Erythrose 4-Phospate dengan enzim Transketolase dapat menjadi Fructose 6- phosphate atau Xylulose 5-Phosphate “This is a quote. Words full of wisdom that someone important said and can make the reader get inspired” — Someone Famous