BAB
1
PENDAHULUAN
1.1
Latar
Belakang
Karbohidrat
merupakan sumber. Energi utama bagi organisme hidup. Manusia menggunakan pati
sebagai nutrien utama. Pati yang dapat berasal dari beras, jagung, gandum,
singkong, ubi sagu dan lain-lain merupakan polimer dari glukosa yang disintesis
oleh tumbuh- tumbuhan bagi cadangan energi/makan bagi tumbuh-tumbuhan tersebut.
Pada hewan
dan manusia, karbohidrat disimpan dalam bentuk glikogen, terutama dihati (2-8%)
dan otot (0.5-1%). Glikogen hati terutama berguna bagi untuk mempertahankan
agar kadar glukosa darah normal (70-90 mg/ml darah), sedangkan glikogen otot
bertindak sebagai penyedia energi untuk keperluan interaksi.
Glukosa
digunakan baik oleh organisme anaerob maupun aerob. Pada tahap-tahap awal jalur
katabolisme untuk kedua tipe organisme itu mirip satu sama lain. Organisme
anaerob memecahkan glukosa menjadi senyawa yang lebih sederhana yang tidak
dapat dimetabolisme lebih lanjut, tanpa bantuan oksigen. Sedangkan organisme
anaerob selain memiliki perangkat enzim yang dimiliki oleh organisme dan aerob,
juga memiliki kemampuan lebih yang dapat memecahkannya lebih sempurna, maka
energi yang dihasilkan lebih banyak daripada yang dihasilkan oleh organisme
anaerob.
1.2
Rumusan
Masalah
Bagaimana alur
metabolisme karbohidrat ?
1.3
Tujuan
Setelah
mempelajari bab ini mahasiswa di harapkan dapat
1. Menjelaskan
tahap-tahap reaksi yang bterjadi pada proses glikolisis.
2. Menerangkan
energi yang di gunakan maupun yang terjadi dalam reaksi glikolosis.
3. Menerangkan
tahap-tahap reaksi dalam proses glikogenesis.
4. Menjelaskan
tahap-tahap reaksi dalam proses glikogenesis.
5. Meneranhkan
tahap-tahap reaksi dalam proses glukoneogenesis.
6. Menerangkan
tahap-tahap dalam proses siklus asam sitrat.
7. Mendiskusikan
energi yang terjadi dalam siklus asam sitrat.
8. Menjelaskan
proses fosforilasi oksidatif.
BAB
2
PEMBAHASAN
2.1
Pengertian
Karbohidrat adalah komonen dalam makanan
yang merupakan sumber energi yang utama bagi oranisme hidup. Dalam makanan
kita, karbohidrat terdapat sebagai polisakarida yang di buat dalam tumbuhan
dengan cara fotosintesis. Tumbuhan merupakan gudang yang menyimpan karbohidrat dalam
bentuk amilum dan selosa. Amilum di
gunakn oleh hewan dan manusia apabila ada kebutuhan utuk memprodusi energi . di
samping dalam kebutuhan,dalam tubuh hewan dan manusia juga terdapat karbohidrat
yang merupakan sumber energi.
Pada proses pencernaan makanan,
karbohidrat mengalami proses hidrolisis, baik dalam mulut, lambung maupun usus.
Hasil akhir proses pencernaan karbohidrat ini ialah glukosa, fruktosa,
galaktosadan manosa serta monosakarida lainnya. Senyawa-senyawa ini kemudian
diabsorbsi melalui dinding usus dan di bawa ke hati oleh darah.
Dalam sel-sel tubuh karbohodrat
mengalami berbagai proses kimia. Proses inilah yang mmpunyai peranan penting
dalam tubuh kita. Reaksi-reaksi kimia yang terjadi dlam selini tidak berdiri sendiri,
tetapi saling berhubungan dan saling mempengaruhi. Sebagai contoh apabia banyak
glukosa yang teroksidasi untuk memproduksi energi, maka glikogen dalam hati
akan mengalami proses hidrolisis untuk membentuk glukosa, sebaiknya apabila
suatu reaksi tertenru menghasilkan produk yang berlebihan, maka ada reaksi lain
yang dapat menghambat produksi tersebut. Dalam hubungan antar reaksi-reaksi ini
enzim-enzim mempuanyai peranan sebagai pengatur atau pengendali. Proses kimia
yng terjadi dalam sel ini di sebut metabolisme. Jadi metabolime karbohidrat
mencakup reaksi-reaksi monosakarida, terutama glukosa.
2.2
Proses Glikolisis
Pada dasarnya metabolisme glukosa dapat
di bagi menjadi dua bagian yaitu yangtidak menggunakan oksigen atau anaerob dan
yang menggunakan oksigen atau aerob. Reaksi anaerob terdiri atas serangkaian
reaksi yang mengubah glukosa menjadiasam laktat. Proses ini di sebut
glikolisis. Tiap reaksi dalam proses glikolisis ini menggunakan enzim tertentu,
dan akan di bahas satu demi satu.
Heksokinase
Tahap pertama glikolisis adalah pengubahan glukosa
-6-fosfat dengan reaksi fosforilisasi. Gugusfosfat di terima dari ATP dalm
reaksi sebagai berikut.
Enzim heksokinase merupakan katalisis
dalam reaksi tersebut di bantu oleh ion Mg++ sebagai kofaktor. Enzim
ini di temukan oleh Meyerhof pada tahun 1927 dan telah dapat di kristalkan dari
ragi, mempunyai berat molekul 111.000. heksokinase yang berasal dari ragi dapat
merupakan katalis pada reaksi pemindahan gugus fosfat dari ATP tidak hanya
kepada glukosa tetapi juga kepada fruktosa, manosa dan glukosamina. Dalam otak
, otot dan hati terdapat enzim heksokinase yang multi substart ini. Di samping
itu ada pula enzim-enzim yang khas tetapi juga kepada fruktosa, manosa dan
glukosamina. Dalam kinase. Hati juga memproduksi fruktokinase yang menghasilkan
fruktosa-1-fosfat.
Enzim heksokinase dari hati dapat di
hambat oleh hasil reaksi sendiri. Jadi apabila glukosa-6-fosfat terbentuk dalam
jumlah banyak, maka senyawa ini akan menjadi inhibiitor bagi enzim heksokinase
tadi. Selanjutnya enzim akan menjadi unhibitor bagi enzim heksokinase tadi.
Selanjutnya enzim akan aktif kembali apabila konsentrasi glukosa-6-fosfat mnuru
pada tingkat tertentu.
Fosfofruktokinase
Fruktosa-6-fosfat di ubah menjadi
fruktosa-1, 6-difosfat oleh enzim fosffofruktokinase dibantu oleh ion Mg++
sebagi kofaktor. Dalam reaksi ini gugus fosfat di pindahkan dari ATP kepada
fruktosa-6-fosfat dan ATP sendiri akan berubah menjadi ADP. Fosfofruktokinase
dapat di hambat atu di rangsang oleh beberapa metabolit, yaitu senyawa
yangterlibat dalam proses metabolisme ini. Sebagai contoh, ATP yang berlebih
dan asam sitrat dapat menghambat, di lain pihak adanya AMP, ADP dan
fruktosa-6-fosfat dapat menjadi efektor positif yang merangsang enzim
fosfofruktokinase. Enzim ini adalah suatu enzim alosterik dan mempunyai berat
molekul kira-kira 360.000.
Aldolase
Reaksi tahap keempat dalam rangkaian
glikolisis adalah penguraian molekul fruktosa-1, 6—difosfat membentuk dua
molekul triosa fosfat, yaitu di hidroksi aseton fosfat dan
D-gliseraldehida-3-fosfat. Dalam tahap ini enzim aldolase yang menjadi katalis,
telah di temukan dan di murnikan oleh Warburg. Enzim ini terdapat dalam
jaringan tertentu dan dapat bekerja sebagai katalis dalam reaksi penguraian
beberapa ketosa dan monofosfat, misalnya fruktosa-1, 6-difosfat,
sedoheptulosa-1, 7-difosfat, fruktosa-1-fosfat, yang sama adalah di hidroksi
aseton fosfat.
Triosafosfat
Isomerase
Dalam reaksi penguraian oleh enzim
aldolase terbentuk dua macam senyawa, yaitu D-gliseraldehida-3-fosfat dan
dihidroksiasetonfosfat. Yang mengalami reaksi oleh lanjut dalm proses
glikolisis ialah D-gliseraldehida-3-fosfat. Andai kata sel tidak mampu mengubah
dihidroksiasetonfosfat menjadi D-gliseraldehida-3-fosfat, tentulah
dihidroksiasetonfosfat akan di timbun dalam sel. Hal ini tidak berlangsung
karena dalam sel terdapat enzim triofosfat isomerase yang dapat mengubah
dihidroksiasetonfosfat menjadi D-gliseraldehida-3-fosfat. Adanya keseimbangan
antara dua senyawa tersebut di kemukakan oleh Meyerhof dan dalam keadaan
keseimbangan dihidrosiaseton fosfat terdapat dalm jumlah dari 90%.
Gliseraldehida-3-Fosfat
Dehidrogenase
Enzim ini bekerja sebagai katalis pada
reaksi oksidasi gliseraldehida-3-fosfat menjadi asam 1,3 difosfoggliserat.
Dalam reaksi ini di gunakan koenzim NAD+, sedangkan gugus fosfat do peroleh
dari asam fosfat. Reaksi oksidasi ini mengubah aldehida menjadi asam
karboksilat. Gliseraldehida-3-fosfat dehidroginase telah dapat diperoleh dalm
bentuk kristal dari ragi yang mempunyai berat molekul 145.000.
Enzim ini adalah suatu tetramer yang
terdiri atas empat subumit yang masing-masing mengikat satu molekul NAD+, jadi
pada tiap molekul enzim terikat empat molekul NAD+.
Fosfogliseril
kinase
Reaksi yang mnenggunakan enzim ini ialah
reaksi pengubahan asam 1,3-difosfogliserat menjadi asam 3-fosfogliserat.
Dalam reaksi ini terbentuk suatu molekul
ATP dan ADP dan ion Mg++ di perlukan sebagi kofaktor, oleh karena ATP adalah
senyawa fosfat berenergi tinggi, maka reaksi ini mempunyai fungsi untuk
menyimpan energi yang di hasilkan oleh proses glikolisis dalam bentuk ATP.
Fosfogliseril
mutase
Fosfogliseril mutase bekerja sebagai
katalis pada reaksi pengubahan asam 3-fosfogliserat menjadi asam
2-fosfogliserat.
Enzim ini berfungsi memindahkan gugus
fosfat dari satu atom C kepada atom C lain dalam satu molekul. Berat molekul
enzim fosfogliseril mutase yang di peroleh dari ragi ialah 112.000.
Enolase
Reaksi berikutnya ialah reaksi
pembentukan asam fosfoenolpiruvat dari asam 2-fosfogliserat denga katalis enzim
enolase dan ion Mg++ sebagai kofaktor. Rekasi pembentukan asam fosfenol piruvat
ini ialah reaksi dehidrasi. Adanya ion F- dapat menghambat kerjanya enzim
enolase, sebab ion F- dengan ion Mg++ dan fosfat dapat membentuk kompleks
magnesium fluora fosfat. Dengan terbentuknya kompleks ini akan mengurangi jumlah
ion Mg++ dalam campuran reaksi dan akibat berkurangnya ion Mg++ maka
efektivitas reaksi berkurang.
Piruvat
Kinase
Enzim ini merupakan katalis pada reaksi
pemindahan gugus fosfat dari asam fosfoenolpiruvat kepada ADP sehingga
terbentuk molekul ATP dan molekul asam piruvat. Piruvat kinase telah dapat di
peroleh dari ragi dalam bentuk kristal. Enzim ini adalah suatu tetramer dengan
berat molekul 165.000. dalam reaksi tersebut di atas, di perlukan ion Mg++ dan
K+ sebagai aktivator.
Laktat
Dehidroginase
reaksi yang menggunakan enzim laktat
dehidrogenase ini ialah reaksi tahap akhir glikolisis, yaitu pembentukan asam
laktat dengan cara reduksi asam piruvat. Dalam reaksi ini di gunakan NADH
sebagai koenzim.
2.3
Tinjauan Energi Proses
Glikolisis
Proses glikolisis di mulai dengan
molekul glukosa dan di akhiri dengan terbentuknya asam laktat. Serangkaian
reaksi-reaksi dalm proses glikolisis tersebut di namakan juga jalur
Embden-Meyerhof.
Untuk memperoleh gambaran keseluruhan
proses glikolisis, perlu di pelajari bagian reaksi glikolisis berikut ini. Reaksi-reaksi yang
berlangsung pada proses glikolisis dapat di bagi dalam dua fase. Pada fase
pertama, glukosa di ubah menjadi triosafosat dengan proses fosforilasi. Fase
kedua di mulai dari reksi oksidasi triosafosat hingga terbentuk asam laktat.
Perbedaan antara kedua fase ini terletak pada aspek energi yang berkaitan dengan
reaksi=reaksi dalm kedua fase tersebut.
Dalam proses glikolisis satu mol lukosa
di uhah menjadi dua mol asam laktat. Fase pertama dalam proses glikolisis
melibatkan dua mol ATP yang di ubah menjadi ADP. Jadi fase fase pertama ini
mengguanakan energi yang tersimpan dalam molekul ATP. Fase kedua mengubah dua
mol triosa yang terbentuk pada fase pertama yang menjadi dua mol asam laktat,
dan dapt menhasilkan 4 mol ATP. Jadi fase ke dua ini menghasilkan energi.
Apabila di tinjau secara keseluruhan proses glikolisis ini menggunakan 2 mol
ATP dan menghasilkan 4 mol ATP sehingga masih ada sisa dua mol ATP yang
ekuivalen dengan energi sebesar 14.000 kalori. Energi tersebut tersimpan dan
dapt di gunakan oleh otot dalam energi mekanik. Oleh karena energi yang di bebaskan
untuk reaksi glukosa menjadi asam laktat adalah 56.000 kalori, maka dapat di
hitung bahwa efisiensi proses glikolisis ialah 14.000/56.000 x 100% = 25%.
Suatu tingkat efisiensi yang cukup tinggi.
Prose glikolisis tidak hanya melibatkan
glukosa saja, tetapi juga monosakarida lain, misalnya fruktosa, galaktosa dan
maptosa. Monosakarida tersebut di serap mellui dinding usus di bawa ke hati.
Di sini beberapa monosakarida dan juga
glikogen mengalami beberapa reaksi pengubahan menjadi glukosa-6-fosfat dan selanjutnya
masuk ke dalam proses glikolisis, seperti halnya dengan glukosa. Enzim
glaktikinase merupakan katalis pada reaksi pembentukan galaktosa-1-fosfat dari
galaktosa. Kemudian galaktosa-1-fosfat di ubah menjadi uridin difosfat
galaktosa (UDP-galaktosa) oleh enzim UDP galaktosapirofosfotilase yang terdpat
dalam hati orang dewasa. Selanjutnya UDP galaktosa di ubah menjadi UDP glukosa
oleh enzim UDP glukosa epimerase.
Akhirnya UDP glukosa bereaksi dengan
pirofosfat dan membentuk UTP dan glukosa-1-fosfat. Reaksi ini berlngsung dengan
adany enzim UDP glukosapirofosforilase sebagai katalis. Pada hati bayi atau
anak-anak, terdapat enzim fosfogalktosa uridiltransferase. Enzim ini dapat
mengubah galaktosa-1-fosfat menjadi glukosa-1-fosfat.
Di samping monosakarida, gliserol juga
ikut serta dalam proses glikolisis. Gliserol sebagai hasil hidrolisis lemak
dapat di ubah menjadi gliserol-3-fosfat oleh enzim gliserolkinase. Gliserol-3-fosfat
yang terbentuk kemudian di ubah menjadi hidroksiasetonfosfat oleh enzim
gliserilfosfatdehidrogenase.
Dihidroksiaseton fosfat terdapat dalam
keadaan keseimbangan dengan gliseraldehida-3-fosfat yang merupakan salah satu
hasil anatar dalam proses glikolisis. Demikian beberapa aspek bahan masukan
bagi berlangsungnya proses glikolisis serta energi yang di gunakan dan yang di
hasilkan.
2.4
Glikogenesis dan
Glikogenolisis
Telah di jelaskan bahwa glukosa
merupakan sumber bahan bagi proses glikolisis, karena glukosa terdapat dalam
jumlah banyak bila di bandingkan dengan monosakarida lain. Oleh karena itu bila
jumlah glukosa yang do peroleh dari makanan terlalu berlebih , maka glukosa
akan di simpan dengan jalan di ubah menjadi glikogen dalam hati dan jaringan
otot. Proses sintesis glikogen dari glukosa ini di sebut glikogenesis. Glikogen
dalam hati dapat pula di bentuk dari asam laktatyang di hasilkan pada proses
glikolisis.
Konsentrasi glukosa dalam darah manusia
normal ialah antara 80 dan 100 mg/100ml. Setelah makan makanan sumber
karbohidrat, konsentrasi glukosa, dalam darah dapt naik hingga 120-130 mg/100
ml, kemudian turun menjadi normal lagi. Dalam keadaan berpuasa konsentrasi
glukosa darah turun hingga 60-70 mg/100 ml. Kondisi glukosa darah yang lebih
tinggi dari pada normal di sebut hiperglikemia, sedangkan yang lebih rendah
dari pada normal di sebut hipoglikemia. Bila konsentrasi terlalu tinggi maka
sebagai glukosa di kelurkan dari tubuh melalui urin.
Glikogen yang terdapat dalam hati dan
otot dapat di pecah menjadi molekul glukosa-1-fosfat melalui suatu proses yang
di sebut fosforolisis yaitu reaksi dengan aam fosfat. Enzim fosforilase ialah
enzim yang menjadi katalis pada reaksi glikogenolisis itu.
2.5
Glukoneogenesis
Asam laktat yang terjadi pada proses
glikolisis dapat di bawa oleh darah ke hati. Di sini asam laktat di ubah
menjadi glukosa kembali melalui serangkaian reaksi dalam sutu proses yng di
sebut gluneogenesis (pembentukan gula baru). Pada dasarnya glukoneogenesis ini
adalah sintesis glukosa dari senyawa senyawa bukan karbohidrat, misalnya asam
laktat dan beberapa asam amino. Proses glukoneogenesis berlngsung terutama
dalam hati. Walaupun proses glukoneogenesis ini adalah sintesis glukosa, namun
bukan kebalikan dari proses glikolisis, karena ada tiga tahap reaksi dalam
glikolisis yang tidak reversibel, artinya di perlukan enzim lain untuk reaksi
kebalikannya.
1.
Glukosa + ATP
glukosa-6-fosfat + ADP
2.
Fruktosa-6-fosfat + ATP
fruktosa-6-difosfat + ADP
3.
Fosfoenol piruvat + ADP asam piruvat +
ATP
Dengan adanya tiga tahap reaksi yang
tidak reversibel tersebut, maka proses glukoneogensis berlngsung melalui tahap
reaksi lain,
Yaitu :
1.
Fosfoenolpiruvat di
bentuk dari asam pirivat melalui pembentukan asam oksalo asetat.
a.
Asam piruvat + CO2 + ATP + H2 O asam oksalo asetat + ADP +
fosfat + 2 H+
b.
Oksalo asetat + guanosin trifosfat fosfoenol piruvat +
guanosindifosfat + CO2
Reaksi
(a) menggunakan katalis piruvatkarbosilase dan reaksi (b) mengguanakan
fosfoenolpiruvat karbosilase. Jumlah reaksi (a) dan (b) ialah :
Asam piruvat + ATP + GTP + H2 O fosfoenolpiruvat + ADP + GDP +
fosfat + 2 H+
2.
Fruktosa-6-fosfat di
bentuk dari fruktosa -1,6-difosfat dengan car hidrolisis oleh enzim
fruktosa-1,6-difosfatase.
Fruktosa-1,6-difosfat + H2O fruktosa-6-fosfat + fosfat
3.
Glukosa di bentuk
dengan cara hidrolisis glukosa-6-fosfat dengan katalisis glukosa-6-fosftase.
Glukosa-6-fosfat + H2O glukosa + fosfat
Secara garis besar proses pembentukan
glukosa dapat di lihat pada gambar 10-5. Dari skema tersebut tampak adanya
hubungan antara glukoneogenesis dengan siklus asam sitrat, yaitu suatu siklus
reaksi kimia yang mengubah asam piruvat menjadi CO2 + H2O
dan menghasilkan sejumlah energi dalam bentuk ATP, dengan proses oksidasi
aerob. Apabila otot berkontaksi karena di gunkan untuk bekerja, maka asam
piruvat dan asam laktat di hasilkan oleh proses glikolisis. Asam piruvat di
gunakan dalam siklus asam sitrat.pada waktu otot di gunakan, jumlah asam
piruvat yang di hasilkan melebihi jumlah asam piruvt yang di gunakan dalam
siklus asam sitrat. Dalm keadaan demikian sejumlah asam piruvat di ubah menjadi
asam laktat dengan proses reduksi. Reaksi ini akan menghasilkan NAD+
dari NADH.
Dalam proses glikolisis, asam laktat
adalah hasil yang terakhir, untuk metabolisme lebih lanjut, asam laktat harus
di ubah kembali menjadi asam piruvat terlebih dahulu. Demikian pula untuk
proses glukoneogenesis.
2.6
Siklus Asam Sitrat
Siklus asam strat adalah serangkaian
reaksi kimia adalah sel, yaitu pada mitokondria, yang berlangsung secara
berurutan dan berulang, bertujuan mengubah asam piruvat menjadi CO2,
H2O dan sejumlah energi. Proses ini adalah proses oksidasi dengan
menggunakan oksigen atau aerob. Siklus asam sitart ini di sebut juga siklus krebs,
menggunakan nama hans krebs seorang ahli biokimia yang banyak jasa atau
sumbangannya dalam penelitian tentang metabolisme karbihidrat. Reaksi-reaksi
kimia yang berhubungan dengan siklus asam sitrat serta reaksi dalam siklus itu
sendiri akan di bahas satu per satu.
Pembentukan
asetil koenzim A (setil koA)
Asetil koA di bentuk pada reaksi antara
asam piruvat dengan koenzim A. Di samping itu asam lemak juga dapat
menghasilkan asetil koA pada proses oksidasi. Reaksi pemebntukan asetil koA
menggunakan kompleks piruvat dehidrogenase sebagai katalis yang terdiri atas
beberapa jenis enzim. Koenzim yang ikut dalam reaksi ini adalah tiamin
pirofosfat (TTP), NAD+, asam lipoat dan ion Mg++ sebagai aktivator. Reaksi ini
bersifat tidak reversibel dan asetil koA yang terjadi merupakan penghubung
antara proses glikolisis dengan siklus asam sitrat.
Pembentukan
asam sitrat
Asetil koA adalah senyawa berenergi
tinggi dan dapat berfungsi sebagai zat pemberi gugus asetil atau dapat ikut
dalam reaksi kondensasi.
Asam sitrat di bentuk oleh asetil koA
dengan asam oksaloasetat dengan cara kondensasi. Enzim yang bekerja sebagai
katalis adalah sitart sintetase. Asam sitrat yang terbentuk merupakan salah
satu senyawa dalam siklus asam sitrat.
Pembentukan
asam Isositrat
Asam
sitrat kemudian di ubah mejadi asam isositrat melalui asam akonitat. Enzim yang
bekerja pada reaksi ini ialah akonitase. Dalam keadaan keseimbangan terdapat
90% asam sitrat, 4% asam akonitat dan 6% asam isositrat. Walaupun dalam
keseimbangan ini asam isositrat hanya sedikit, tetapi asam isositrat akan
segera di ubah menjadi asam ketoglutarat sehingga keseimbangan akan bergeser ke
kanan.
Pembentukan
asam a ketoglutarat
Dalam reaksi ini asam isositrat di ubah
menjadi asam osalosusinat, kemudian di ubah lebih lanjut menjadi asam a
ketoglutarat.
Enzim isositrat dehidrogenase bekerja
pada reaksi pembentukan asam osalosuksinat dengan koenzim NADP+, sedangkan
enzim karboksilase bekerja pada reaksi berikutnya. Pada reaksi yang kedua ini
di samping asam a ketoglutarat, di hasilkan pula CO2. Untuk 1 mol
asam isositrat yng di ubah, di hasilkan 1 mol NADPH dn 1 mol CO2.
Koenzim yang di gunakan dalam reaksi selain NADP, juga NAD.
Pembentukan
suksinil KoA
Asam a kletoglutarat du ubah menjadi
suksinil KoA dengan jalan dekarboksilat oksidaif.
Reaksi ini analog
dengan reaksi pembentukan asetil KoA dari asam piruvat. Koenzim TPP dan NAD+ di
perlukan juga dalam reaksi pembentukan susinil KoA. Reaksi berlangsung antara
asam a. Ketoglutarat dengan koenzim A menghasilkan suksinil KoA dan melepaskan
CO2. NADH juga di hasilkan pada reaksi ini. Yang menonjol ialah
bahwa reaksi ini tidak reversibel, sehingga dengan demikian siklus asam sitrat
secara keseluruhan bersifat tidak reversibel. Suksinil KoA adalah senyawa
berenergi tinggi dan akan di ubah menjadi asam suksinat.
Pembentukan
asam suksinat
Asam suksinat terbentuk
dari suksinil KoA dengan car melepaskan koenzim A serta pembentukan guanosin
trifosfat (GTP) dari guanosin difosfat (GDP).
Enzim suksinil KoA sintesa
bekerja pada reaksi yang bersifat reversibel ini. Gugus fosfatyang terdapat
pada molekul GTP segera di pindahkan kepada ADP. Katalis dalam reaksi ini
adalah mukleosida difosfikinase.
Pembentukan
asam fumarat
Dalam pembentukan ini
asam suksinat di ubah menjadi asam fumarat melalui proses oksidasi dengan
menggunakan enzim suksinat dehidrogenase dan FAD sebagai koenzim.
Pembentukan
asam malat
Asam malat terbentuk
dari asam fumarat dengan cara adisi molekul air. Enzim fumarase bekerja sebagai
katalis dalam reaksi ini.
Pembentukan
asam oksaloasetat
Tahap akhir dalam
siklus asam sitrat ialah dehidrogenase asam malat untuk membentuk asam
oksaloasetat.
Enzim yang bekerja pada
reaksi ini ialah malat dehidrogenase. Oksaloasetat yang terjadi kemudian
bereaksi dengan asetil koenzim A dan asam sitrat yang terbentuk bereaksi lebih
lanjut dalm siklus asam sitrat. Demikian reksi-reaksi tersebut di atas berlangsung
terus-menerus dan berulang kali.
2.7
Energi Yang Di Hasilkan
Di muka telah di bahas bahwa proses
glikolisis secara keseluruhan menghasilkan energi dalam bentuk ATP. Siklus asam
sitrat adalah proses yang merupakan kelanjutan dari proses glikolisis.
Reaksi-reaksi dalam siklus asm sitrat juga menghasilkan energi yang tersimpan
dalam bentuk molekul ATP. Untuk mengetahui berapa energi yang di hasilkan oleh
siklus asam sitrat, perlu di lihat reaksi-reaksi yang terjadi serta hubungannya
satu dengan lain.
Reaksi-reaksi yang menghasilkan energi
berupa molekul ATP dapat di lihat pada tabel berikut ini : Jadi metabolisme
glukosa menjadi CO2 dan H2O serta sejumlh energi dalam
bentuk ATP, melalui glikolisis dan siklus asam sitrat, menghasilkan 36 mol ATP
tiap mol glukosa. Adadua macam pembentukan molekul ATP, yaitu pembentukan ATP
pada tingkat subtrat dan pembentukan ATP melaui fosforilasi oksidatif atau
tarnsfer elektron.
Reaksi fosforilasi ini adalah reaksi
penggabungan gugus fosfat anorganik kedalam senyawa organik (ADP) dengan
menggunakan sejumlah energi, sehingga dapt membentuk ikatan fosfat berenergi
tinggi (ATP). Energi yang di gunakan untuk membentuk ikatan fosfat tersebut
pada keadaan standar ialah sebesar 7.000 kal/mol.
Energi untuk gerakan otot
Otot yang bergerak karen di gunakan
untuk bekerja memerlukan sejumlah energi. Dalam keadaan anaerob, asam laktat
banyak terjadi sehingga menimbulkan rasa lelah dan dalam hal ini glikogen dalam
otot berkurang. Dengan jalan beristirahat rasa lelah hilang, karena adanya
oksigen yang cukup maka proses kimia dalam siklus asam sitrat akan berjalan
dengan baik dan hal ini mengakibatkan berkurangnya asam laktat dalam otot
karena diubah kembli menjadi asam piruvat dan sejumlah glikogen di sintesis
kembali. Dalam otot dapat juga senyawa berenergi tinggi yaitu kreatinfosfat.
Konsentrasi ATP dalam otot hanya sedikit, sedangkan konsentrasi kreatinfosfat
jauh lebih besar. Oleh karen itu kekurangan ATP dalam otot dapt di imbangi oleh
adanya kreatinfosfat.
Kreatinfosfat dapat bereaksi dengan ADP
secara reversibel untuk membentuk ATP dengan jalan memberikan gugus fosfat
kepada ADP dan berubah menjadi kreatin. Apabila ATP banyak di butuhkan maka
reaksi berkisar ke kanan, sedangkan apabila ATP telah dapat terbentuk kembali
oleh proses glikolisis dan siklus asam sitrat, mak reaksi tersebut berjalan ke
kiri, artinya kreatinfosfat terbentuk kembali.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar