GLIKOLISIS

1. GLIKOLISIS DR.YUSTINI ALIOES.MSI,APT BagianBiokimiaFakultasKedokteran UniversitasAndalas Padang

2. Overview Carbohydrates Metabolisme Glucose Hexokinase Pentose Phosphate Shunt Glc-1- phosphate Glucose-6-P glycolysis glycogen Pyruvate

3. cytosol Pyruvate mitochondria (aerobic) Acetyl CoA FATTY ACIDS Krebs cycle Reducing equivalents AMINO ACIDS Oxidative Phosphorylation (ATP)

4. 1.Glikolisis • Disebut juga jalur metabolisme Embden-Meyerhof. • Adalah jalur oksidasi glukosa menjadi piruvat + energi (ATP) + NADH. • Glikolisis berlangsung dalam sitosol. • Glikolisis merupakan jalur sumber energi terutama bagi sel darah merah matang yang tidak lagi punya mitokondria.

6. Jaras Glikolisis

7. Jaras Glikolisis

8. Nasib Piruvat • Piruvat dapat mengalami proses: 1. Aerobik (ada oksigen), piruvat dioksidasi untuk menghasilkan CO2 dan H2O melalui daur Kreb’s 2. Anaerobik (tanpa oksigen), manusia = piruvat --> laktat ragi = piruvat --> etanol

10. Kepentingan Laktat pada Manusia • Otot rangka memfermentasi gukosa menjadi laktat pada saat latihan berat. Laktat selanjutnya memasuki daur Cori. • Pada kasus infark miokard, sel-sel otot jantung yang rusak melepaskan LDH ke dalam darah, sehingga enzim ini bisa digunakan untuk petanda diagnostik. • Sel-sel astrosit pada saraf otak juga menghasilkan laktat.

12. Glikolisis Anaerob pada Ragi

13. Metabolisme Alkohol pada Manusia etanol  asetaldehid  asetat - Manusia memiliki enzim untuk oksidasi etanol di hepar, yaitu; alkohol dehidrogenase - asetaldehid sangat reaktif dan toksik

14. Pengaturan Glikolisis  hexokinase or glucokinase  phosphofructokinase  pyruvate kinase

15. Pengaturan Pertama Glikolisis:Heksokinase • Mengkatalisis semua heksosa. • Terdapat hampir dalam semua sel, kecuali hepar dan sel-β pankreas. • Tidak dipengaruhi oleh; puasa, diet, insulin, diabetes melitus • Dihambat oleh Glukosa-6-fosfat.

16. Pengaturan Pertama Glikolisis:Glukokinase • Mengkatalisis hanya glukosa saja. • Terdapat dalam sel hepar saja. • Dipengaruhi oleh; puasa, diet, insulin, diabetes melitus • Tidak dihambat oleh Glukosa-6-fosfat.

17. Pengaturan Glikolisis Utama:Fosfofruktokinase • Enzim ini membatasi / mengatur kecepatan jalur glikolitik. • Diaktifkan oleh peningkatan AMP dalam sitosol. • AMP meningkat karena ATP dihidrolisis oleh reaksi yang memerlukan energi.

18. Pengaturan oleh Piruvat Kinase Piruvat Kinase diatur didalam hepar. Enzim ini mengubah kelebihan glukosa menjadipiruvat, selanjutnya dimetabolisme menjadi acetyl-CoA agar bisa disimpan sebagai fatty acids untuk cadangan energi jangka panjang.

19. Hasil Bersih Glikolisis Aerob Glukosa + 2NAD+ + 2Pi + 2 ADP 2Piruvat + 2NADH + 4H+ + 2ATP + 2H2O

20. Hasil Bersih Glikolisis Anaerob Glukosa + 2 ADP + 2 Pi 2 lactate + 2 ATP

21. Transpor Ekuivalen Pereduksike dalam Mitokondria • Mitokondria tidak permeabel terhadap NADH & FADH2, hanya elektron/H+ yang bisa memasuki mitokondria. • Oleh sebab itu, terdapat sistem transpor ulak-alik yang terdiri dari: 1. Torak gliserol fosfat yg mengubah NADH sitoplasma menjadi FADH2 mitokondria. 2. Torak malat aspartat yg mengubah NADH sitoplasma menjadi NADH mitokondria.

22. Hasil Oksidasi 1 mol Glukosa

23. Metabolisme Galaktosa

24. Metabolisme Fruktosa

25. 2. Glikogenesis • Adalah sintesis glikogen dari glukosa. • Glikogen adalah bentuk utama cadangan glukosa pada sel-sel manusia. • Penyimpanan glikogen terutama terjadi dlm hepar dan otot rangka. • Glikogen hepar berfungsi sebagai sumber glukosa darah. • Glikogen otot rangka menghasilkan glukosa-6-fosfat untuk sintesis ATP dalam jalur glikolitik.

26. Metode “Carbohydrate Loading”untuk Olahragawan • Otot mengandung glikogen lebih sedikit daripada hepar, tetapi kadarnya akan menurun hanya sesudah kerja otot yang lama. • Bila memakan banyak karbohidrat, maka glikogen otot akan meningkat melampaui tingkat biasa (>1%). • Olahragawan memanfaatkan kemampuan otot ini untuk ketahanan saat bertanding.

27. 3. Glikogenolisis • Adalah jalur penguraian glikogen, tetapi bukan kebalikan glikogenesis. • Glikogen diuraikan oleh enzim; 1. Glikogen fosforilase 2. debranching enzyme

28. Jalur Glikogenolisis

29. Pengaturan Metabolisme Glikogen Primary hormones = -- epinephrine(adrenaline) -- glucagon --insulin

30. ======== HORMONES=========== Glucagon -- Terutama bekerja pada hepar. -- Diproduksi pada α-cells pulau-pulau Langerhan pankreas. -- Menstimulasi glikogenolisis. -- Menginhibisi glikogenesis. -- Glucagon juga menghambat glikolisis & -- Menstimulasi glukoneogenesis.

31. ======== HORMONES ========== Epinephrine -- Bekerja terutama pada otot rangka. -- Menstimulasi glikogenolisis. -- Menginhibisi glikogenesis. Glucagon dan epinephrine menstimulasi jalur intracellular dengan cara meningkatkan kadar cAMP. Kinase fosforilase(aktif) yang terbentuk akan menginaktifkan glikogen sintase.

32. ======== HORMONES ========== Insulin -- Tingginya kadar glukosa darah akan menginduksi pelepasan insulin dari β-cells pulau-pulau Langerhan pankreas. -- Meningkatkan glikogenesis di otot.

33. Fungsi Glikogen pada Janin • Pada 10 minggu terakhir gestasi, insulin menyebabkan peningkatan glikogenesis pada janin. • Setelah tali pusat dijepit, maka pasokan glukosa dari ibu terhenti. • Epinefrin & glukagon dengan cepat akan memulihkan kadar glukosa melalui glikogenolisis & glukoneogenesis.

34. 4. Glukoneogenesis • Adalah jalur untuk membentuk glukosa dari senyawa bukan karbohidrat, misalnya; laktat, gliserol, asam amino (tu alanin) • Sebagian besar jalur glukoneogenesis menggunakan enzim yang sama dengan glikolisis. • Jalur ini terjadi terutama di dalam hepar dan sebagian kecil di ginjal.

35. Daur Glukoneogenesis

36. Permulaan Glukoneogenesis • Glukoneogenesis dimulai dlm mitokondria, yaitu; enzim piruvat karboksilase yang mengkatalisis piruvat ----> oksaloasetat. • Oksaloasetat meninggalkan mitokondria melalui torak malat-aspartat (malat-aspartat shuttle).

37. Sumber Glukoneogenesis

38. Enzim Glukoneogenesis • Mitokondria = - Piruvat karboksilase 2. Sitoplasma = - Fosfoenolpiruvat karboksikinase - Fruktosa 1,6-bisfosfatase - Glukosa 6 fosfatase

39. 5. HMP-Shunt • Disebut juga jalur pentosa fosfat / heksosa monofosfat. • Jalur ini menghasilkan NADPH dan ribosa di luar mitokondria. • NADPH diperlukan untuk biosintesis; asam lemak,kolesterol, dan steroid lain. • Ribosa untuk biosintesis asam nukleat.

40. Kepentingan lain • HMP-shunt berlangsung dalam jaringan; hepar, lemak, korteks adrenal, tiroid, eritrosit, kelenjar mammae sedang laktasi. • NADPH juga penting dalam; detoksifikasi obat oleh monooksigenase, reduksi glutation.

41. HMP-shunt terdiri dari fase: • Oksidatif (irreversible); glukosa 6-fosfat ---> ribulosa 5-fosfat 2. Non-oksidatif (reversible); ribulosa 5-fosfat ---> ribosa 5-fosfat

42. Jalur HMP-Shunt

43. Hasil Bersih 3 glukosa 6-fosfat + 6 NADP+ 3 CO2 + 6 NADPH + 6H+ + 2 fruktosa 6-fosfat + gliseraldehida 3-fosfat

44. Defisiensi glukosa 6-fosfat dehidrogenase (G6PD) • Eritrosit matang sudah tidak mengandung mitokondria, • Sehingga sangat tergantung pada G6PD. • NADPH diperlukan untuk mereduksi; glutation teroksidasi --> glutation tereduksi (GSH) --> (GS-SG) • GSH penting untuk meredam H2O2.

45. Defisiensi glukosa 6-fosfat dehidrogenase (G6PD) • Hidrogen peroksida (H2O2) menyebabkan Hb ---> metHb, karena Fe2+ ---> Fe3+. • Akibatnya terbentuk badan-Heinz yang akan menimbulkan anemia hemolitik. • Penyakit ini makin memburuk bila penderita memakan obat malaria primaguin atau kacang fava.

46. Kepustakaan • Marks, DB., Marks, AD., Smith CM. 1996. Basic medical biochemistry: a clinical approach. Dalam: B.U. Pendit, penerjemah. Biokimia Kedokteran Dasar: Sebuah Pendekatan Klinis. Eds. J. Suyono., V. Sadikin., L.I. Mandera. Jakarta: EGC, 2000. • Cohen, RJ. Carbohydrate metabolism.PPT. www.med.ufl.edu/biochem/rcohen/rcohen.html. 2007. • Hardjasasmita, P. Ikhtisar: biokimia dasar B. Balai Penerbit FKUI. Jakarta. 1993. • Schumm, DE. Essentials of biochemistry. Dalam: Moch. Sadikin, penerjemah. Intisari Biokimia. Jakarta: Bina Aksara, 1993.