Metabolisme Karbohidrat Glikolisis-TCA

METABOLISM E KARBOHIDRA T Glikolisis, Metabolisme piruvat, Siklus asam sitrat  Metabolisme karbohidrat Karbohidrat siap dikatabolisir menjadi energi jika berbentuk monosakarida. Energi yang dihasilkan berupa Adenosin trifosfat (ATP). Glukosa merupakan karbohidrat te...

METABOLISM E KARBOHIDRA T Glikolisis, Metabolisme piruvat, Siklus asam sitrat  Metabolisme karbohidrat Karbohidrat siap dikatabolisir menjadi energi jika berbentuk monosakarida. Energi yang dihasilkan berupa Adenosin trifosfat (ATP). Glukosa merupakan karbohidrat terpenting. Karbohidrat makanan diserap ke dalam aliran darah dalam bentuk glukosa Glukosa merupakan bahan bakar metabolik utama bagi jaringan mamalia  Glucose Utilization Energy Adipose Stores Glycogen Glucose Pentose Glycolysis Phosphate Pathway Ribose-5-phosphate Pyruvate  Karbohidrat Protein Lipid Pencernaan dan absorpsi Gula sederhana (terutama Asam amino Asam lemak + gliserol glukosa) + gliserol Katabolisme Asetil KoA Siklus asam sitrat 2H ATP 2CO2 Terdapat beberapa jalur metabolisme karbohidrat baik yang tergolong sebagai katabolisme maupun anabolisme, yaitu  glikolisis,  oksidasi piruvat,  siklus asam sitrat,  glikogenesis,  glikogenolisis serta glukoneogenesis  Glucose No mitochondria Glucose Glucose Glucose The Full Glycogen Monty Lactate  LINTASAN UTAMA METABOLISME KARBOHIDRAT MAKANAN GLIKOGEN GLUKOS Jalur GLUKOS A Pentosa A Fosfat FOSFAT glikolisis TRIOSA RIBOSA RNA FOSFAT FOSFAT DNA PIRUVAT LAKTAT Asil ASAM Gliser AMIN ASAM ol/Lem O ASETIL KOA PROTEIN LEMA ak K Asam SIKLUS ASAM Amino SITRAT Beberapa jalur metabolisme karbohidrat 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. 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.  cytosol Pyruvate mitochondria aerobic) Aceytl CoA FATTY ACIDS Krebs Reducing cycle equivalents AMINO ACIDS Oxidative Phosphorylation (ATP)  GLIKOLISIS Glikolisis berlangsung di dalam sitosol semua sel. Lintasan katabolisme ini adalah proses pemecahan glukosa menjadi:  asam piruvat, pada suasana aerob (tersedia oksigen)  asam laktat, pada suasana anaerob (tidak Lactate (anaerobic) tersedia oksigen) Glucose → 2 Pyruvate Acetyl-CoA (TCA cycle)  Glycolysi s Glucose + 2 ADP + 2 Pi 2 Pyruvate + 2 ATP + 2 H2O Tahap awal Glycolysis Traps glucose in cells (irreversible in muscle cells)  Tahap 2 glikolisis Glucose (6C) 2 ATP 4 ADP 2 ADP 4 ATP 2 NAD 2 NADH + H 2 Pyruvate (3C)  METABOLISME PIRUVAT Three fates of pyruvate: Berubah mjd lactate (anaerobic)  Berubah mjd alanine (amino acid)  Masuk dalam siklus TCA cycle menghasilkan ATP)  Anaerobic Metabolism of Pyruvate NADH + H+ NAD+ COO– COO– C O HC OH Lactate dehydrogenase CH3 CH3 Pyruvate Lactate (oxidized) (reduced)  Anaerobic Metabolism of Pyruvate  hasil :  2 ATP diproduksi selama pemecahan 1 molekul glukosa secara anaerobik  The 2 NADHs are used to reduce 2 pyruvate to 2 lactate  Reaksi piruvat mjd laktat berlangung cepat, dan tdk butuh oksigen  Pyruvate Metabolism - Anaerobic Lactate Dehydrogenase Pyruvate Lactate NADH NAD+ Lactate dapat ditransportasikan melalui darah ke liver untuk diubah mjg glukosa (glukoneogenesis) Cori Cycle Lactate diubah mjd glukosa the liver  Pyruvate Metabolism Three fates of pyruvate:  Conversion to lactate (anaerobic)  Conversion to alanine (amino acid)  Entry into the TCA cycle via pyruvate dehydrogenase pathway  Pyruvate metabolism  Convert to alanine and export to blood Glutamate -Ketoglutarate COO– COO– C O HC NH3+ Alanine amino transferase CH3 (AAT) CH3 Pyruvate Alanine Keto acid Amino acid  Pyruvate Metabolism Three fates of pyruvate:  Conversion to lactate (anaerobic)  Conversion to alanine (amino acid)  Masuk dalam siklus TCA melalui pyruvate dehydrogenase pathway  Pyruvate Dehydrogenase Complex (PDH) Persiapan pyruvate masuk dlm siklus TCA Aerobic Conditions Electron TCA Cycle Transport Chain Piruvat - Kesimpulan Pyruvat e 2 NAD 2 NADH + H CO2 Acetyl CoA  SIKLUS ASAM SITRAT Siklus ini juga sering disebut sebagai siklus Kreb’s dan siklus asam trikarboksilat dan berlangsung di dalam mitokondria. Siklus asam sitrat merupakan jalur bersama oksidasi karbohidrat, lipid dan protein. TCA Cycle – Resume TCA Cycle – Compounds  TCA Cycle – kesimpulan Acetyl CoA 3 NAD 3 NADH + H 2 CO2 1 FAD 1 FADH2 1 1 ADP ATP Acid Citric Cycle M e t a b o l i s m e K H  SISTEM TRANSPORT ELEKTRON Yg bperan adalah coenzymes (NAD and FADH) as H+ carriers and consumes oxygen Kunci reaksi adalah perpindahan elektron atau electron transport system (ETS)  Di sitokrom ETS melepas ion H 2 untuk berikatan dengan oxygen, membentuk air  Oxidation and Electron Transport Oksidasi zat gizi melepaskan simpananan energy akan :  Makanan mendonasikan H+  H+ditransfer ke co-enzymes NAD+ + 2H+ + 2e- NADH + H+ FAD + 2H+ + 2e- FADH2  So, What Goes to the ETS??? Dari metabolisme glucose diperoleh : 1. Glycolysis menghasilkan 2 NADH 2. TCA preparation step (pyruvate to acetyl-CoA): 2 NADH 3. TCA cycle (TCA) : 6 NADH and 2 FADH2 TOTAL: 10 NADH + 2 FADH2  Electron Transport Chain (ETC) NADH + H+ and FADH2 masuk rantai transport elektron (ETC ) H+ flow through ETC and eventually attach to O2 forming water NADH + H+ 3 ATP FADH2 2 ATP Electron Transport Chain  Total ATP from Glucose Anaerobic glycolysis – 2 ATP + 2 NADH Aerobic metabolism – glycolysis + TCA 31 ATP from 1 glucose molecule