BIOKIMIA KARBOHIDRAT (1) PDF

I. Metabolisme karbohidrat Biokimia mempelajari mengenai hubungan berbagai molekul didalam sel METABOLISME A. Pengertian Metabolisme Metabolisme adalah segala proses yang terjadi pada makhluk hidup yang melibatkan berbagai proses kimia dan biologis berupa perubahan suatu molekul yang...

I. Metabolisme karbohidrat Biokimia mempelajari mengenai hubungan berbagai molekul didalam sel METABOLISME A. Pengertian Metabolisme Metabolisme adalah segala proses yang terjadi pada makhluk hidup yang melibatkan berbagai proses kimia dan biologis berupa perubahan suatu molekul yang melibatkan perubahan energi, perubahan ini dikatalisis oleh enzim sebagai biokatalisator. Metabolisme intermediate adalah senyawa yang terbentuk selama proses metabolism B. Fungsi Metabolisme Mengumpukan energi sekitar untuk disimpan dalam senyawa energi yang lebih tinggi untuk melakukan proses kimiawi dan biologis. C. Jenis-Jenis Metabolisme: 1. Anabolisme (pembentukkan) Proses metabolisme yang melibatkan pembentukkan senyawa sederhana menjadi senyawa kompleks. Dimana terjadi proses reaksi endergonik (Reaksi yang membutuhkan energi dalam melakukan prosesnya) Ex: Fotosintesis (merubah CO2+H2O => C6H12O6+O2) Sintesis Protein (Asam amino disatukan membentuk protein) Sintesis Lipid (Asam lemak+ gliserol => trigliserida (bentuk utama penyimpanan lemak ditubuh)) 2. Katabolisme (Pemecahan) Proses metabolisme yang melibatkan pemecahan senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana dimana terjadi proses reaksi eksergonik (Reaksi yang menghasilkan energi dalam melakukakan prosesnya) Ex: Glikolisis, fermentasi dan respirasi seluler 3. Amfibolisme (persimpangan) Proses metabolisme yang menghubungkan antara 2 proses yaitu anabolisme dan katabolisme secara bersamaan bergantung pada kondisi fisiologis dan kebutuhan energi sel. Ex: Siklus asam sitrat, fosforilasi oksidatif dan reaksi lemak dan karbohidrat. Notes! Dehidrasi: Proses kimia dimana molekul air H2O dihilangkan Hidrasi: Proses kimia dimana molekul air H2O ditambahkan Hidrolisis: Proses kimia dimana molekul air H2O digunakan untuk memecah ikatan kimia dalam suatu senyawa untuk menghasilkan dua atau lebih produk. KARBOHIDRAT Karbohidrat mengandung karbon, hydrogen dan oxygen yang masuk dalam gugus monosakarida, disakarida dan polisakarida Arti karbohidrat adalah hidrasi karbon Cn (H2O)m 1  Karbohidrat dapat dipecah menjadi: A. Monosakarida (C6H12O6) memiliki 6 karbon ( C ) dan 5 gugus hidroksil (OH) - Gugus karbonilnya dari Ø Aldehida disebut aldose (aldo heksosa)(monosakarida yang memiliki gugus aldehid) Ex: glukosa, galaktosa Ø Keton disebut ketoses (Ketoheksosa)(monosakarida yang memiliki gugus keton) Ex: fruktosa - Memiliki 3-9 atom karbon - Akhiran -ose adalah nama dari molekul karbohidrat Sifat fisik monosakarida: - padatan kristal tidak berwarna - polar dalam air - bersifat optic aktif - sedikit larut dalam etanol - tidak larut dalam perlarut non polar - gula pereduksi dengan pereaksi fehling, tollens dan benedict Berdasarkan jumlah atom C: - Triosa 3C (gliseraldehid) - Tetrosa 4C (eritrosa) - Pentosa 5C (ribose) - Heksosa 6C Cara menentukkan monosakarida D dan L: 1. Perhatikan gugus fungsi keton/ aldehid 2. Hitung atom C asimetrik (C yang mengikat ke 4 atom yang berbeda) 3. Atom C paling jauh dari gugus fungsi 4. Posisi OH kanan (D) dekstro, kiri (L) levo 2 Heksosa paling banyak D-glukosa, D-galaktosa, D-fruktosa Gula amino Monosakarida yang gugus -OH nya digantikan oleh gugus -NH2 D-glukosamin, D-mannosamin, D-Galaktosamin Struktur hawort/ siklik Proyeksi hawort itu terbagi menjadi 2 B kalua OH nya ada diatas 1. Pyran (6 Atom) A kalua OH nya dibawah 2. Furan (5 Atom) REACTION OF MONOSAKARIDA 1. Glikosida adalah karbohidrat asetal Ikatan asetal adalah C yang terikat dengan 2 OR 2. Oksidasi menjadi asam aldonate (gula reduksi ) Gugus aldehida dari suatu aldose dapat dioksidasi dalam kondisi basa menjadi gugus karboksilat 3  3. Oksidasi menjadi asam uronat Oksidasi alcohol primer yang dikatalisis enzim pada karbon 6 heksosa menghasilkan asam uronat B. Disakarida mengandung 2 unit monosakarida yang dihubungkan melalui ikatan glikosidik Ex: 1. Sukrosa paling banyak berasal dari sari tebu dan bit gula non pereduksi 2. Laktosa gula yang berasal dari susu 4  3. Maltose berasal dari bijian sereal C. Oligosakarida (deksrtrin) mengandung 6 hingga 10 unit monosakarida D. Polisakarida (pati/amilum) Karbohidrat yang mengandung sejumlah besar unit monosakarida yang masing-masing bergabung satu sama lain melalui satu atau lebih ikatan glikosidik Ex: 1. Amilosa - Larut dalam air - Tersusun atas ikatan alfa 1,4(bond)- glikosidik - Strukturnya lurus - Memberikan tekstur keras pada pati - 4000unit glukosa 2. Amilopektin - Tidak larut dalam air - Tersusun atas ikatan alfa 1,4 (glikosidik Glukosa 6-fosfat +ADP (enzim glucokinase) 2. Reaksi isomerisasi, proses di mana sebuah molekul , ion poliatomik atau fragmen molekul diubah menjadi sebuah isomer dengan struktur kimia yang berbeda, pembentukan isomer. Glukosa-6-Fosfat => Fruktosa -6-fosfat (enzim isomerase) 3. Fosforilasi, Fruktosa-6-fosfat+ATP => Fruktosa-1,6-difosfat+ADP (enzim fructo fosfat kinase) 4. Pemecahan, Fruktosa 1,6-difosfat => Gliseraldehid-3-fosfat + dihidroksi aseton fosfat (enzim aldolase) 5. isomerisasi, Dehidrox aceton-fosfat =>gliseraldehid 3-fosfat (enzim isomerase) 6. Reaksi oksidasi, gliseraldehid -3 fosfat + NAD++PO43- => 1,3 dofosfogliserat +NADH+ (enzim dihidrogenase) 7. Reaksi defosforilasi, 1,3-difosfogliserat +ADP=> 3-fosfogliserat+ATP (Enzim fosfogliseratkinase) 8. Reaksi isomerisasi, 3-fosfogliserat => 2 fosfogliserat, (Enzim fosfogliserat mutase (isomerase) 9. Reaksi dehidrasi, 2-fosfogliserat => fosfoenol piruvat (PEP) (enzim erolase) 10. Reaksi defosforilasi, Fosfoenol piruvat + ADP => asam piruvat + ATP (Enzim piruvat kinase) Jumlah energi yang dibutuhkan 2 ATP dari reaksi 1 dan 3 Jumlah energi yang dihasilkan 4 ATP dari reaksi 7 dan 10 Jumlah energi yang dihasilkan 2 NADH dari reaksi 6 1 NADH = 3 ATP 6ATP + 4ATP – 2ATP = 8ATP gliseraldehid 3 fosfat = aldehid dihidroksi aseton fosfat = keton Senyawa berenergi adalah senyawa yang memiliki kandungan fosfat DEKABOKSILASI OKSIDATIF 2 Asam piruvat akan diubah menjadi senyawa yang lebih sederhana lagi seperti asetil KoA, untuk memasuki siklus kreb 3 atom karbon harus diubah menjadi 2 atom karbon. Terjadi di mitokondria (tempat penghasil energi) 8  TRANSFER ELEKTRON Terdapat didalam mitokondria, terjadi transfer elketron dari 1 protein ke protein lain dan oksigen bertindak sebagai penerima elektrom terakhir membentu H2O B. Metabolisme anaerobic dari piruvat 1. Konversi laktat Oksidasi -H +O Reduksi +H -O Siklus cori/ siklus laktat Proses metabolik yang melibatkan konversi laktat menjadi glukosa pada otot dan hati Proses Siklus Cori: 1. Produksi Laktat: Sel-sel otot menghasilkan laktat dari glukosa melalui glikolisis ketika oksigen terbatas, seperti saat berolahraga berat. 2. Transportasi Laktat: Laktat yang dihasilkan di otot kemudian diangkut ke hati melalui aliran darah. 3. Konversi Laktat menjadi Glukosa: Di hati, laktat diubah kembali menjadi glukosa melalui glukoneogenesis. 4. Penyimpanan atau Penggunaan Glukosa: Glukosa yang dihasilkan dapat dikirim kembali ke otot untuk digunakan sebagai sumber energi. 9  2. Konversi alanin (Asam amino) Langkah-langkah Konversi Piruvat menjadi Alanin: 1. Transaminasi: Dalam reaksi ini, piruvat menerima kelompok amino dari asam amino lain, biasanya glutamat. Enzim yang berperan dalam reaksi ini adalah transaminase (atau aminotransferase). 2. Produksi Alanin: Ketika piruvat menerima kelompok amino, ia diubah menjadi alanin. Secara bersamaan, glutamat diubah menjadi α-ketoglutarat. 3. Piruvat masuk siklus TCA (asam sira/krebs) Berlangsung di mitokondria 10