Biokimia Gula

  • Published on
    30-Nov-2015

  • View
    58

  • Download
    0

Embed Size (px)

Transcript

<p>Meskipun lintasan ke arah suksinat merupakan jalur utama metabolisme, propionat dapat pula digunakan sebagai molekul yang memp</p> <p>GLUKONEOGENESIS </p> <p>DAN </p> <p>PENGONTROLAN KADAR GULA DARAH</p> <p>OLEH</p> <p>DINA MULYANI</p> <p>NIM 07250013</p> <p>PROGRAM STUDI BIOLOGI</p> <p>FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM</p> <p>UNIVERSITAS PGRI ADIBUANA SURABAYA</p> <p>DAFTAR ISI</p> <p>Kata Pengantar</p> <p>1</p> <p>Daftar Isi</p> <p>2</p> <p>BAB I PENDAHULUAN</p> <p>1.1 Latar belakang</p> <p>31.2 Rumusan Masalah</p> <p>41.3 Tujuan</p> <p>4</p> <p>BAB II PEMBAHASAN</p> <p>2.1 Glukoneogenesis melibatkan Glikolisis </p> <p>Siklus Asam Sitrat dan Beberapa Reaksi Khusus</p> <p>5</p> <p>2.2 Glikolisis dan Glukoneogenesis mempunyai</p> <p> Lintasan yang sama tetapi arahnya berbeda, maka kedua proses ini arus diatur secara timbal balik</p> <p> 7</p> <p>2.3 Fruktosa 2,6-Bisfosfat Mempunyai Peranan yang </p> <p>Unik di dalam Regulasi Glikolisis dan Glukoneogenesis</p> <p>102.4 Konsentrasi Glukosa Darah Diatur dalam Batas-batas </p> <p>yang sempit</p> <p>11</p> <p>2.5 Glukosa darah berasal dari Makanan Glukoneogenesis dan Glikogenesis</p> <p>11</p> <p>BAB III PENUTUP</p> <p>3.1 Kesimpulan 18</p> <p>3.2 Saran 20</p> <p>3.3 Evaluasi 20Kepustakaan</p> <p>23Lampiran Gambar</p> <p>24</p> <p>BAB I</p> <p>PENDAHULUAN</p> <p>1.1 latar Belakang</p> <p>Glukoneogenesis merupakan istilah yang digunakan untuk mencakup semua mekanisme dan lintasan yang bertanggung jawab untuk mengubah senyawa nonkarbohidrat menjadi glukosa atau glikogen. Subtrat utama bagi glukoneogenesis adalah asam amino glukogenik, laktat, gliserol dan propionat. Hati dan ginjal merupakan jaringan utama yang terlibat, Karena kedua organ tersebut mengandung komplemen enzim-enzim yang diperlukan.</p> <p>Glukoneogenesis memenuhi kebutuhan tubuh akan glukosa pada saat karbohidrat tidak tersedia dalam jumlah yang cukup di dalam makanan. Pasokan glukosa yang terus menerus diperlukan sebagai sumber energi, khususnya bagi sistem syaraf dan eritrosit. Kegagalan pada Glukoneogenesis biasanya berakibat fatal. Kadar glukosa darah di bawah nilai yang kritis akan menimbulkan disfungsi otak yang dapat mengakibatkan koma dan kematian. Glukosa juga dibutuhkan di dalam jaringan adiposa sebagai sumber gliserida-gliserol, dan mungkin mempunyai peran di dalam mempertahankan kadar intermediat pada siklus asam sitrat dibanyak jaringan tubuh. Bahkan dalam keadaan lemak memasok sebagian besar kebutuhan kalori bagi organisme tersebut, selalu terdapat kebutuhan basal tertentu aaakan glukosa. Glukosa merupakan satu-satunya bahan bakar yang yang memasok energi bagi otot rangka pada keadaan anaerob. Unsur ini merupakan prekursor gula susu (laktosa) di kelenjar payudara dan secara aktif diambil oleh janin. Selain itu, mekanisme glukoneogenik dipakai untuk membersihkan berbagai produk metabolisme jaringan lainnya dari darah, missal laktat yang dihasilkan oleh otot dan eritrosit, dan gliserol yang secara terus-menerus diproduksi oleh jaringan adipose. Propionat, yaitu asam lemak glukogenik utama yang dihasilkan dalam proses digesti karbohidrat oleh hewan pemamah biak, merupakan substrat penting untuk Glukoneogenesis di dalam tubuh spesies ini.</p> <p>1.2 Tujuan</p> <p>Makalah ini bertujuan sebagai berikut :</p> <p>1. Mengetahui ganguan ketiadaan enzim-enzim neoglikolisis (Glukoneogenesis)</p> <p>2. Mengetahui ketiadaan enzim fruktosa bisfofatase dalam hati</p> <p>3. Mengetahui penggunaan obat Penofarmin oleh penderita Diabestes militus</p> <p>BAB II</p> <p>PEMBAHASAN</p> <p>2.1 GLUKONEOGENESIS MELIBATKAN GLIKOLISIS SIKLUS ASAM SITRAT DAN BEBERAPA REAKSI KHUSUS</p> <p>Penghalang Termodinamik Mencegah Pembalikan Sederhana Glikolisis</p> <p>Krebs menegaskan bahwa penghalang energi merintangi pembalikan sederhana reaksi glikolisis antara piruvat dan fosfoenolpiruvat, antara fruktosa 1,6-bisfosfat dan fruktosa6-fosfat antara glukosa 6-fosfat dan glukosa, serta antara glukosa 1-fosfat dan glikogen. Semua reaksi ini bersifat non-ekuilibrum dengan melepas banyak energi bebas dalam bentuk panas dan karenanya secara fisiologis tidak reversibel. Reakri-reaksi tersebut dielakkan oleh sejumlah reaksi khusus.</p> <p>A. Piruvat dan Fosfoenolpiruvat: Di dalam mitokondria terdapat enzim Piruvat karboksilase, yang dengan adanya ATP, Vitamin B biotin dan CO2 akan mengubah piruvat menjadi oksaloasetat. Biotin berfungsi untuk mengikat CO2 dari bikarbonat pada enzim sebelum penambahan CO2 pada piruvat (Gambar 52-13). Enzim kedua, fosfoenolpiruvat karboksinase, mengatalisis konversi oksaloasetat menjadi fosfoenolpiruvat. Fosfat energi tinggi dalam bentuk GTP atau ITP diperlukan dalam reaksi ini, dan CO2 dibebaskan. Jadi, dengan bantuan dua enzim yang mengatalisis transformasi endergonik ini dan laktat dehidrogenase, maka laktat dapat diubah menjadi fosfoenolpiruvat sehingga mengatasi penghalang energi antara piruvat dan fosfoenolpiruvat.</p> <p>B. fruktosa 1,6-bisfosfat dan fruktosa 6-fosfat: Konversi fruktosa 1,6-bisfosfat menjadi fruktosa 6-fosfat, yang diperlukan untuk mencapai pembalikan glikolisis, dikatalisis oleh suatu enzim spesifik, yaitu fruktosa 1,6-bisfosfatase. Enzim ini sangat penting bila dilihat dari sudut pandang lain, karena keberadaanya menentukan dapat-tidaknya suatu jaringan menyintesis glikogen bukan saja dari piruvat tetapi juga dari triosafosfat. Enzim fruktosa 1,6-bisfosfatase terdapat di hati dan ginjal dan juga telah diperlihatkan di dalam otot lurik. Enzim tersebut diperkirakan tidak terdapat dalam otot jantung dan otot polos.</p> <p>C. Glukosa 6-fosfat dan glukosa: Konversi glukosa 6-fosfat menjadi glukosa dikatalisis oleh enzim fosfatase yang spesifik lainnya, yaitu glukosa 6-fosfatase. Enzim ini terdapat di hati dan ginjal tetapi tidak ditemukan di jaringa adipose serta otot. Keberadaanya memungkinkan jaringan untuk menambah glukosa ke dalam darah.</p> <p>D. Glukosa 1-Fosfat dan Glukogen : Pemecahan glikogen menjadi glukosa 1-fosfat dilaksanakan oleh enzim fosforilase Sintesis glikogen melibatkan lintasan yang sama sekali berbeda melalui pembentukan uridin disfosfat glukosa dan aktivotas enzim glikogen sintase </p> <p>Enzim yang penting ini memungkinkan pembalikan glikolisis memainkan peran utama di dalam glukoneogenesis. Hubungan antara glukoneogenesis dan lintasan glikolisis. setelah transminasi atau deaminasi, asam amino glukogenik membentuk piruvat atau anggota lain siklus asam sitrat. Dengan demikian, reaksi yang diuraikan di atas dapat menjelaskan proses konversi baik asam amino glukogenik maupun laktat menjadi glukosa atau glikogen. Jadi, senyawa laktat membentuk piruvat dan harus memasuki mitokondria sebelum konversi menjadi oksaloasetat serta konversi akhir menjadi glukosa langsung.</p> <p>Propionat merupakan sumber utama glukosa pada hewan pemamah-biak, dan memasuki lintasa glukogenesis utama lewat siklus asam sitrat setelah proses konversi menjadi suksinil KoA. Propionat pertama-tama diaktifkan dengan ATP dan KoA oleh enzim asil-KoA sintetase yang tepat. Propionil KoA, yaitu produk reaksi ini, menjalani reaksi fiksasi CO2 untuk membentuk D-metilmaloni-KoA, dan reaksi ini dikatalis oleh enzim propionil-KoA karboksilase. Reaksi fiksasi ini analog dengan fiksasi CO2 dalam asetil-KoA oleh enzim asetil KoA karboksilase , yaitu sama-sama membentuk derivat malonil dan memerlukan vitamin biotin sebagai koenzim.D-Metilmalonil KoA harus diubah menjadi bentuk stereoisomernya, yakni L-metilmalonil-KoA, oleh enzim metilmalonil-KoA rasemase, sebelum langsung isomerisasi akhir senyawa tersebut menjadi suksinil KoA oleh enzim metilmalonil-KoA isomerase yang memerlukan vitamin B12 sebagai koenzim. Definisi vitami B12 pada manusia dan hewan akan mengakibatkan ekskresi sejumlah besar metil malonat (Basiduria metilmalonat)</p> <p>Meskipun lintasan ke arah suksinat merupakan jalur utama metabolisme, propionat dapat pula digunakan sebagai molekul yang mempersiapkan proses sintesis asam lemak di jaringan adipose dan kelnjar payudara dengan jumlah atom karbon ganjil pada molekul tersebut. Asam lemak C15 dan C17 terutama ditemukan di dalam lemak hewan pemamah-biak. Dalam bentuk seperti itu, lemak tersebut merupakan sumber asam lemak yang penting di dalam makanan manusia dan akhirnya akan dipecah menjadi propionat di jaringan tubuh.</p> <p>Gliserol merupakan produk metabolisme jaringan adipose dan hanya jaringan yang mempunyai enzim pengaktifnya, gliserolkinase, yang dapat menggunakan senyawa gliserol. Enzim ini, yang memerlukan ATP, ditemukan di hati dan ginjal di antara jaringan lainya. Gliserol kinase mengatalis proses konversi gliserol menjadi gliserol 3-fosfat. Lintasan ini berhubungan dengan tahap triosafosfat pada lintasan glikolisis, karena gliserol 3-fosfat dapat dioksidasi menjadi dihidroksiaseton fosfat oleh NAD+ dengan adanya enzim gliserol 3-fosfat dehidrogenase. Hati dan ginjal mampu mengubah gliserol menjadi glukosa darah dengan menggunakan enzim di atas, beberapa enzim glikolisis dan enzim spesifik pada lintasan glukoneogenesis, yaitu fruktosa-1,6-biofosfatase serta glukosa6-fosfatase.</p> <p>2.2 GLIKOLISIS DAN GLUKONEOGENESIS MEMPUNYAI LINTASAN YANG SAMA TETAPI ARAHNYA BERBEDA, MAKA KEDUA PROSES INI HARUS DIATUR SECARA TIMBAL BALIK.</p> <p>Perubahan keberadaan substrat bertanggung jawab langsung atau tidak langsung atas sebagian besar perubahan di dalam metabolisme. Fluktuasi pada konsentrasi substrat di dalam darah yang disebabkan oleh perubahan keberadaanya di makanan bisa mengubah laju sekresi hormon yang selanjutnya akan mempengaruhi pola metabolisme pada lintasa metabolik-sering dengan mempengaruhi aktivitas enzim-enzim penting, yang mencoba mengompensasi perobahan-awal keberadaan substrat. Ada tiga tipoe mekanisme yang diketahui bertanggung jawab atas pengaturan aktivitas enzim-enzim yang berhubungan dengan metabolisme karbohidrat dan dapat dikenali di dalam tabel 21-1, yaitu : (1) Perubahan laju sintesis enzim, (2) modifikasi kovalen oleh fosforilasi yang reversibel, dan (3) efek alosterik.</p> <p>Tabel 1.1 Enzim enzim pengatur dan adaptif pada tikus (terutama hati)</p> <p>Aktivitas Pada</p> <p>Pemberian KarbohidratKelaparan dan diabetesPenginduksiRepresorAktivatorInhibitor</p> <p>Enzim-enzim pada glikogenesis, glikolisis &amp; Oksidasi piruvat</p> <p>Sistem glikogen sintaseInsulin Insulin Glukosa 6-fosfatGlukagon (cAMP) fosforilase, glikogen</p> <p>HeksokinaseGlukosa-6 Fosfat1</p> <p>GlukokinaseInsulin Glukagon (cAMP)</p> <p>Fosfofruktokinase-1Insulin Glukagon (cAMP)AMP, Fruktosa-6-fosfat, p fruktosa 2, 6-bisfosfatAsam sitrat (lemak badan keton)1 ATP1 glukagon (cAMP)</p> <p>Piruvat kinaseInsulin, fruktosa Glukagon (cAMP)Fruktosa 1,6-bisfosfat1 insulinATP, Alanin, glukagon (cAMP), epinefrin</p> <p>Piruvat dehidrogenaseKoA, NAD, Insulin2, ADP, piruvatAsetil-KoA, NADH, ATP (asamlemak, badan keton)</p> <p>Enzim-enzim glukoneogenesis</p> <p>Piruvat KarboksilaseGlukortiroid, glukagon, epinefrin (cAMP)Insulin Asetil KoAADP1</p> <p>Fosfoenolpiruvat karboksikinaseGlukortiroid, glukagon, epinefrin (cAMP)Insulin Glukagon?</p> <p>Fruktosa 1,6-bisfosfatGlukortiroid, glukagon, epinefrin (cAMP)Insulin Glukagon (cAMP)Fruktosa 1-6-Bisfosfat, AMP, Fruktosa 2, 6-bisfosfat1</p> <p>Glukosa-6-fosfataseGlukortiroid, glukagon, epinefrin (cAMP)Insulin </p> <p>Enzim-enzim pada lintasan pentosa fosfat dan lipogenesis</p> <p>Glukosa-6 fosfat dehidrogenaseInsulin</p> <p>6-Fosfoglukonal dehidrogenaseInsulin</p> <p>Enzim MalatInsulin</p> <p>ATP-SitratliaseInsulinADP</p> <p>Asetil-KoA KarboksilaseInsulin?Sitrat1, insulinAsil KoA rantalpanjang, CAMP, Glukagon</p> <p>Asam lemak sintaseInsulin?</p> <p>1 Alosentrik </p> <p>2 Di Jaringan adipose di hati</p> <p>2.3 Fruktosa 2,6-Bisfosfat Mempunyai Peranan yang Unik di dalam Regulasi Glikolisis dan Glukoneogenesis</p> <p>Efektor alosterik positif paling poten dari fruktokinase-1 dan inhibitor fruktosa-1,6-bisfosfatase di hati adalah fruktosa-2,6-bisfosfat. Senyawa ini mengurangi inhibisi fosfofruktokinase-1 oleh ATP dan meningkatkan afinitas terhadap fruktosa6-fosfat. Senyawa ini juga menghambat enzim fruktosa-1,6-bisfosfatase dengan meningkatkan milai Km untuk fruktosa 1,6-bisfosfat. Konsentrasinya berada di bawah kontrol substrat (alosterik) maupun hormonal (modifikasi kovalen).</p> <p>Fruktosa 2,6-bisfosfat dibentuk melalui fosforilasi senyawa fruktosa 6-fosfat oleh enzim fosfofruktokinase-2. protein enzim yang sama juga bertanggung jawab atas proses pemecahannya karena mengandung aktivitas enzim fruktosa-2,6-bisfosfatase. Enzim dwifungsi ini berada di bawah kontrol alosterik senyaw fruktosa6-fosfat, yang kalaui konsentrasinya naik sebagai akibat berlimphnya glukosa, yaitu dalam keadaan makan kenyang, akan merangsang kinase dan menghambat fosfatase. Sebaliknya, dalam keadaan kekurangan glukosa, hormon glukagon akan merangsang produksi cAMP dengan mengaktifkan protein kinase yang bergantung cAMP dan enzim iniselanjutnya menginaktifkan fosfofruktokinase-2 serta mengaktifkan enzim fruktosa 2,6-bisfosfatase melalui fosforilasi.</p> <p>Jadi, dalam keadaan glukosa yang berlimpah, konsentrasi senyawa fruktosa 2,6-bisfosfat akan meningkat sehingga merangsang glikolisis dengan mengaktifkan fosfofruktokinase-1 dan menghambat fruktosa-1,6-bisfosfatase. Dalam keadaan kekurangan glukosa, glukoneogenesis dirangsang oleh penurunan konsentrasi fruktosa 2,6-bisfosfat yang kemudian menghilangkan aktivitas fosfofruktokinase-1 dan meniadakan penghambatan kerja fruktosa-1, 6-bisfosfatase. Mekanisme ini juga menjamin bahwa stimulasi glukagon pada glikogenolisis di hati mengakibatkan pelepasan glukosa bukannya glikolisis.</p> <p>Penelitian baru-baru ini menunjukkan bahwa glukosa 1,6 bisfosfat memainkan peranan yang serupa di beberapa jaringan ekstraheptik.</p> <p>2.4 KONSENTRASI GLUKOSA DARAH DIATUR DALAM BATAS-BATAS YANG SEMPIT</p> <p>Pada keadaan setelah penyerapan makanan, kadar glukosa darah pada manusia dan banyak mamalia berkisar antara 4,5 5,5 mmol/L. setelah ingesti makanan yang mengandung karbohidrat kadar tersebut naik hingga 6,5 7,2 mmol/L. Di saat puasa kadar glukosa darah akan turun menjadi sekitar 3,5 3,9 mmol/L. Kadar glukosa darah pada burung sangat tinggi (14,0 mmol/L) dan pada hewan pemamamh biak sangat rendah (sekitar 2,2 mmol/L pada domba dan 3,3 mmol/L pada ternak sapi). Kadar yang lebih rendah ini tampaknya dikaitkan dengan kenyataan bahwa hewan pemamah biak pada hakekatnya akan memfermentasikan semua karbohidrat dalam pakannya menjadi asam lemak yang lebih rendah (mudah menguap), dan unsur ini dengan luas menggantikan glukosa sebagai bahan bakar utama metabolik jaringan dalam keadaan kenyang. Penurunan mendadak kadar glukosa darah akan menimbulkan seranagn konvulsi, seperti terlihat pada keadaan overdosis insulin, karena ketergantungan otak langsung pada pasokan glukosa. Namun, kadar yang jauh lebih rendah dapat ditoleransi asalkan terdapat adaptasi tyang progresif; missal, tikus yang sudah teradaptasi dengan diet tinggi lemak akan tampak normal dengan konsentrasi glukosa darah 1,1 mmol/L.</p> <p>2.5 GLUKOSA DARAH BERASAL DARI MAKANAN GLUKONEOGENESIS...</p>