metabolisme karbohidrat, lemak, dan protein

A.  Karbohidrat

      Klasifikasi karbohidrat:

1. Monosakarida

    Monosakarida merupakan karbohidrat paling sederhana karena molekulnya hanya terdiri atas beberapa atom C dan tidak dapat diuraikan dengan cara hidrolisis menjadi karbohidrat lain. Monosakarida dibedakan menjadi aldosa dan ketosa. Contoh dari aldosa yaitu glukosa dan galaktosa. Contoh ketosa yaitu fruktosa.

 

2. Disakarida

    Disakarida merupakan karbohidrat yang terbentuk dari dua molekul monosakarida yang berikatan melalui gugus -OH dengan melepaskan molekul air. Contoh dari disakarida adalah sukrosa, laktosa, dan maltosa. 

3. Polisakarida

    Polisakarida merupakan karbohidrat yang terbentuk dari banyak sakarida sebagai

monomernya. Rumus umum polisakarida yaitu C₆(H₁₀O₅)n. Contoh polisakarida adalah

selulosa, glikogen, dan amilum. 

    Metabolisme Karbohidrat

1. Glikolisis

    Baik dalam keadaan anaerob maupun aerob, glukosa diubah menjadi privat melalaui serangkaian reaki glikolisis. Dalam keadaan anaerob piuvat dikonversi menjadi asam lakta atau alkohol sedangkan dalam keadaan aerob piravat dikonversi menjadi asetil KoA yang kemudian masuk dalam jalur asam trikarboksilat. Sedangkan serangkaian reaksi yang terjadi berurutan dalam jalur EMP untuk mengkonversi glukosa menjadi asam privat yang secara garis besar dapat dikelompokkan dalam dua tahap, yaitu tahap perubahan glukosa menjadi triosa fosfat (yang memerlukan energi kemia) dan tahap perubahan triofo fosfat menjadi asam privat sambil melepaskan energi kimia ke lingkungannya.

a.Isomerasi Glukosa 6-Fosfat

   Reaksi berikutnya adalah reaksi isomerasasi glukosa menjadi frutkosa 6-faosfat. Reaksi ini dan sebaliknya dikatalisis enzim fosfo glukoisomerase.

b.Fosforealasi Frutkosa -6-Fosfat Menjadi Frutkosa 1,6 Difosfat

      Pada reaksi tahap ketiga ini dikatalisis oleh fosfo-fruktosakinase. Tahap ini merupakan tahap reaksi penting untuk pengendalian metabolisme karena enzim ini adalah enzim allosterik yang dapat dipengaruhi oleh beberapa metabolit umum. Kelebihan ATP ataupun asam sitrat dapat menghambat enzim fosfofruktokinase ini. Sebaliknya AMP, ADP, dan Fruktosa 6-P dapat menstimulasi enzim. Enzim ini memerlukan ion Mg2+ sebagai kofaktor dan memiliki berat molekul yang sangat tinggi   (± 360.000) dan terdiri dari 4 sub unit).

 

c.Pembentukan Trio Fosfat

   Reaksi berikutnya menyangkut pemotongan glukosa 1,6 – difosfat dengan membentuk dua triosa fosfat: dihidroksi aseton fasfat dan D-gliseraldehida -3- fosfat. Enzim yang mengkatalisis reaksi ini adalah aldolase. Hasil dari oksidasi aldehida menjadi asam karboksilat disimpan dalam bentuk gugus asil fosfat: 1-3 difosfogliserat. Enzim yang berperan adalah gliseraldehida-3-fosfatdehidrogenase. 

d.Interkonversi Asam 3-Fosfogliserat Menjadi 2-Fosfogliserat

   Fosfogliseril mutase mengkatkalisis interkonvensi dua macam asam Fosfogliserat.

e.Pembentukan Asam Fosfoenol Piruvat

   Tetapan setimbang (Kstb) reaksi ini sama dengan 3. hal ini berarti bahwa reaksi diatas berjalan secara reversible. Asam fosfoenol piravat (PED) merupakan molekul berenergi tinggi.

 

f. Hidrolisis Asam Fosfoenol Piravat Menjadi Piravat.

  Gugus fosfat dari PEP dipindahkan kepada ADP sehingga terbentuk ATP. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim piravat. Taoutomerisasi dari bentuk enol menjadi keto dapat memberikan cukup energy untuk membentuk ATP.

Anabolisme karbohidrat

   Karbohidrat dibedakan menjadi monosakarida, disakarida, oligosakarida dan polisakarida. Monosakarida bekaitan dengan monosakarida membentuk disakarida. Disakarida dengan disakarida membentuk polisakarida.

B. LEMAK 

Metabolisme lemak

     Lemak diserap dalam bentuk gliserol dan asam lemak. Asam lemak hasil pencernaan mula-mula bereaksi dengan garam-garam karbonat membentuk senyawa sabun yang dapat diserap oleh jonjot usus. Senyawa sabun terurai kembali menjadi asam lemak dan garam karbonat. Asam lemak bersenyawa kembali dengan gliserol membentuk lemak selanjutnya diangkut oleh pembuluh getah bening usus (pembuluh kil) menuju ke pembuluh getah bening kiri dada ke pembuluh balik bawah selangka (vena subclavia) kiri, kemudian lemak disimpan di jaringan adiposa (jaringan lemak). Jika dibutuhkan, lemak diangkut ke hati dalam bentuk senyawa lesitin. Di hati lemak di hidrolisis oleh lipase menjadi asam lemak dan gliserol.

Anabolisme lemak

Anabolisme lemak/lipogenesis terjadi dalam sitoplasma yang memiliki enzim kompleks (asam lemak sintetase). Asam lemak palmitat merupakan senyawa untuk anabolisme asam lemak jenuh dan asam lemak tak jenuh. Gliserol ditambah 3 molekul asam lemak dengan bantuan enzim lipase akan membentuk lemak. Gliserol terbentuk dari dihidroksiaseton fosfat yang merupakan senyawa dengan 3 atom C. Zat tersebut akan mengalami reduksi α-glisero fosfat yang dibantu oleh enzim dehidrogenase α-glisero fosfat dan NADH_2. Kemudian α-glisero fosfat mengalami hidrolisis dan terbentuklah gliserol dengan bantuan enzim fosfatase (gliserol 3-fosfat). Pembentukan triasilgliserol dapat dilakukan melalui jalur lain, yaitu antara dihidroksiaseton fosfat dengan koA asil asam lemak kemudian hidrolisis asam fosfatidat dengan katalis fosfatida fosfatase menghasilkan diasilgliserol. Tahap akhir sintesis trigliserida adalah reaksi diasilgliserol dengan molekul ketiga dari koenzim A asil asam lemak yang menghasilkan triasil gliserol /trigliserida oleh diasil gliserol asil transferase.

C. PROTEIN

Metabolisme protein

Protein diserap dalam bentuk asam amino yang merupakan hasil pembongkaran protein. Penyarapan asam amino terjadi di usus halus secara osmosis dan ada pula protein yang masuk dalam usus melalui pinositosis/fagositosis. Kelebihan protein akan dirombak dalam sel hati menjadi senyawa yang mengandung unsur N, seperti NH₃, NH₄OH dan yang tidak mengandung unsur N. Senyawa yang mengandung unsur N akan disintesis menjadi urea, sedangkan yang tidak mengandung unsur N akan mengalami sintesis ulang menjadi karbohidrat dan lemak.

Proses pembentukan urea berlangsung di dalam hati karena hanya sel-sel hati yang menghasilkan enzin arginase. Urea yang dibentuk diangkut menuju ginjal, selanjutnya dikeluarkan tubuh dalam bentuk urin.

Anabolisme protein

 Protein tersusun dari senyawa asam amino yang dihubungkan oleh ikatan peptida. Suatu molekul asam amino terdiri atas gugus karboksil(-COOH) dan gugus amino(-NH₂). Penggabungan gugus asam amino pada substrat disebut aminase. Dalam penyusunan asam amino, asam glutamat yang berperan penting. Asam glutamat terbentuk oleh reaksi asam α-ketoglutarat dan NH₃ dengan bantuan enzim dehidrogenase glutamat. Aminase dari asam oksaloasetat menghasilkan asam aspartat, aminasi dari asam piruvat menghasilkan alanin. Proses ini berlangsung dalam reaksi aminasi reduksi :

Asam α-ketoglutarat + NH3  -------->    Asam α iminoglutarat + H₂O

                                               Glutamat dehidrogenase

Asam iminoglutarat + NADH₂  -------------------->  Asam glutamat + NAD

                                                          Aspartatdehidrogenase

Asam oksaloasetat + NH₃ +NADH_{2  --------------------------------->} Asam aspartat +H₂O + NAD

                                                 Alanin dehidrogenase

Asam piruvat + NH₃ + NADH_{2  ---------------------------->}   Alanin +H₂O +NAD

Reaksi transminasi merupakan reaksi yang melibatkan transfer /pemindahan satu gugus amino dari asam amino ke suatu asam α-ketoglutarat baru dan asam amino baru yang dibantu oleh enzim transominase.