Anabolisme Karbohidrat

1. ANABOLISME
KARBOHIDRAT

2. Aryaraka Adi
Darmawan
4401422092
Silvi Oktaviasari
440142294
Member of group 4
Faradina Laela
Salsabilah
4401422109

3. 01
Glukoneogenesis

4. Glukoneogenesis
Glukoneogenesis merupakan pembentukan gula baru dari
senyawa bukan gula. Secara umum tahap reaksi yang terjadi
pada glukoneogenesis hampir sama dengan tahap reaksi pada
glikolisis. Yang membedakan proses glukoneogenesis dengan
glikolisis adalah dalam glikolisis terdapat tiga tahap reaksi utama
yang bersifat ireversibel (tidak dapat terbalik).
Beberapa jaringan seperti otak atau eritrosit selalu
membutuhkan glukosa yang cukup. Jika tidak, konsentrasi
glukosa dalam darah untuk waktu yang singkat akan tetap
terjaga melalui penghancuran glikogen hati. Dalam waktu satu
hari persediaan glikogen akan habis dan kadar glukosa mulai
menurun. Tetapi, tidak lama kemudian kadar tersebut kembali
semula dan persediaan glikogen hati kembali semula. Hal
tersebut karena terjadinya sintesis glukosa baru atau
glukoneogenesis.

5. Glukoneogenesis
Glukoneogenesis merupakan kebalikan dari reaksi glikolisis.
Namun, bukan berarti sepenuhnya bahwa glukoneogenesis
merupakan reaksi kebalikan dari glikolisis karena terdapat 3
reaksi yang bersifat ireversibel pada glukoneogenesis, yaitu:
1. Reaksi yang dikatalisis heksokinase
2. Reaksi yang dikatalisis fosfofruktokinase
3. Reaksi yang dikatalisis piruvat kinase
Hal ini menyebabkan perlunya reaksi bypass pada masing-
masing tahap reaksi tersebut.

6. Reaksi Bypass dan Langkah Reaksi

7. Reaksi bypass ke-2 (Pengubahan fruktosa 1,6
difosfat menjadi fruktosa 6 fosfat)
Reaksi bypass ke-2 pada reaksi glukoneogenesis
adalah dengan menggunakan enzim fruktosa 1,6
difosfatase. Sementara pada glikolisis
menggunakan enzim fosfofruktokinase untuk
mengubah fruktosa 6 fosfat menjadi fruktosa 1,6
bifosfat.
Reaksi bypass ke-3 (Pengubahan glukosa 6 fosfat
menjadi glukosa)
Reaksi bypass ke-3 pada reaksi glukoneogenesis
adalah dengan menggunakan enzim glukosa 6-
fosfatase. Sementara pada glikolisis
menggunakan enzim heksokinase untuk
mengubah glukosa menjadi glukosa-6fosfat.

8. Peran Glukoneogenesis pada Metabolisme
Tubuh
Glukoneogenesis berperan memenuhi
kebutuhan glukosa jika karbohidrat
jumlahnya tidak mencukupi dari makanan.
Peran glukoneogenesis sebagai pensuplai
glukosa adalah:
1. Suplai glukosa secara terus menerus
sebagai sumber energi, terutama
pada sistem saraf otak dan eritrosit.
2. Glukosa juga dibutuhkan jaringan
adiposa sebagai sumber gliserol dan
mempertahankan kandungan senyawa
antara dalam siklus asam sitrat pada
kebanyakan jaringan.
3. Kebutuhan basal untuk glukosa
(Meskipun lemak pensuplai sebagian
besar kebutuhan energi makhluk
hidup.
4. Glukosa satu-satunya bahan bakar yang
mensuplai energi otot tulang di bawah
kondisi anaerobik.
5. Glukosa merupakan prekursor laktosa
dalam kelenjar susu dan diambil secara
aktif oleh fetus. Oleh karena itu harus
ada jalur enzimatik yang dapat
mengubah senyawa non karbohidrat
menjadi glukosa.
6. Glukoneogenesis digunakan juga untuk
mengambil produk metabolisme jaringan
lain dari darah seperti laktat yang
dihasilkan oleh otot dan eritrosit, dan
gliserol yang secara kontinu dihasilkan
jaringan adiposa. Siklus transport laktat
dari otot ke hati terjadi melalui siklus
cory.

9. Organ Utama yang Melakukan Glukoneogenesis
Pada mamalia, hati dan ginjal merupakan organ utama untuk
glukoneogenesis. Sintesis baru glukosa berlangsung terutama di dalam
hati. Sel tubulus ginjal juga melakukan glukoneogenesis yang tinggi.
Karena massa dari sel-selnya jauh lebih kecil, maka pembentukan
glukosa baru dalam ginjal kurang lebih 10% dari seluruh sintesis. Melalui
glukoneogenesis, manusia dapat membentuk beberapa ratus gram
glukosa setiap harinya. Glukosa yang dihasilkan akan masuk ke dalam
peredaran darah untuk digunakan sesuai kebutuhan. Hal ini
dikarenakan otak dan sel darah merah tidak dapat menggunakan
sumber energi selain glukosa. Namun, pada saat kelaparan yang
berkepanjangan otak akan menggunakan benda keton yaitu beta
hidroksibutirat sebagai sumber energi. Kortisol, glukagon dan adrenalin
merangsang glukoneogenesis, sementara insulin akan menghambatnya.

10. Bahan baku yang digunakan untuk
glukoneogenesis
• Prekursor untuk gluconeogenesis adalah asam amino tertetu,
asam lemak dan gliserol.
• Sesudah transminasi/deaminasi oksidatif asam amino glukogenik
seperti alanin, arginin, asparagin, histidine, prolin dll, membentuk
piruvat atau senyawa antara daur asam sitrat.
• Prekursor lainnya yang penting adalah laktat yang terbentuk di
dalam eritrosit dan dalam keadaan kekurangan O₂ di dalam otot.
Asam laktat hasil glikolisis anaerob untuk dapat menjadi
prekursor glukoneogenesis terlebih dahulu ditransfer ke hati
melalui siklus Cory

11. Bahan baku yang digunakan untuk
glukoneogenesis

12. ● Siklus Cory sangat berperan penting untuk mencegah tingginya
jumlah laktat dalam darah & mensuplai glukosa bagi sel-sel otot
untuk dioksidasi menjadi energi.
● Laktat hasil metabolisme anaerob di sel-sel otot, melalui system
sirkulasi dibawa ke hati.
● Glukosa dari sel sel hati, selanjutnya dibawa kembali ke sel-sel
untuk dioksidasi menjadi energi.
Pentingnya Siklus Cory pada
metabolisme dalam Tubuh

13. ● Kadar glukosa rendah & karbohidrat tidak siap
digunakan, hormon kortisol dari korteks ardernalin
mengalihkan beberapa asam amino dari sel tubuh ke
hati.
● Selain asam amino glukogenik, terdapat juga asam
amino bersifat glukogenik dan katogenik, yang dapat
digunakan sbg precursor glukosa, diantaranya :
phenilalanin, triptofan, tirosin, dan isoleusin.
Regulasi hormonal proses
glukoneogenesis

14. Kemampuan Tumbuhan membuat karbohidrat
dari hasil katabolisme asam lemak

16. Peran Fotosintesis
dalam kehidupan MH
02

17. Fotosintesis berperan dalam penyediaan subtansi
organik dan oksigen untuk kehidupan makhluk
hidup.
Fotosintesis merupakan rangkaian
reaksipembentukan subtansi organik dari CO2 dan
air dgn bantuan cahaya matahari.

18. Tahapan reaksi dalam fotosintesis

19. Organel tempat terjadinya
fotosintesis

20. ● Transport elektron pada
reaksi cahaya berjalan dalam
arah berlawanan.
● Pada rantai pernapasan, elektron
mengalir dari NADH menuju O₂,
dan dihasilkan air serta energi
yang dapat digunakan. Pada
fotosintesis, elektron-elektron
menarik molekul air dengan
menggunakan energi dan
dipindahkan ke NADP+.
Perbedaan transport electron pada
rantai pernafasan dengan reaksi terang
fotosintesis
Seperti halnya pada rantai pernapasan, elektron-elektron pada reaksi cahaya
dipindahkan secara bertahap dari suatu sistem redoks ke sistem berikutnya,
sehingga terjadi suatu rantai transport elektron.

21. Perbedaan respirasi seluler dengan
fotosintesis

22. • Komponen yang terlibat adalah fotosistem I dan II serta
sitorom b/f.
• Fotosistem adalah kompleks protein yang kaya akan
molekul molekul klorofil dan mengandung pigmen-
pigmen lainnya
• Kompleks sitokrom b/f, yaitu suatu agregat protein
membran integral yang mengandung dua sitokom (b563
dan f)
• Senyawa yang berfungsi sbg pengangkut elektron
secara mobile plastokinon yang menyerupai ubikuinon
dan dua protein yang larut yaitu plastosianin yang
mengandung tembaga dan feredoksin.
Komponen yang terlibat dalam transport
electron pada reaksi terang fotosintesis

23. Molekul yang dihasilkan dari reaksi
terang fotosintesis
● Reaksi terang menghasilkan 2 jenis molekul yaitu ATP dan NADP,
yang berfungsi sbg fiksasi CO2 pada reaksi gelap.
● Reaksi fiksasi CO2 (reaksi gelap) dibutuhkan 3 molekul ATP dan 2
molekul NADPH untuk mereduksi satu molekul CO2.
● Hubungan antara reaksi terang dan gelap adalah energo kimia
yang dihasilkan pada reaksi terang digunakan dalam reaksi
gelap.
● NADPH dan ATP digunakan untuk pembentukan gliseraldehida 3-
fosfat dan ribulose 1,5-difosfat, serta pelepasan glukos dari daur
Calvin.

24. Prinsip Reaksi Gelap Fotosintesis
Energi yang dihasilkan adalah
NADPH dan ATP, yang
digunakan untuk sintesis
glukosa dari CO2 dan
digunakan dalam reaksi
pembentukan pati dan selulosa
serta polisakarida lainnya
sebagai hasil fotosintesis
terakhir dari tumbuhan.

25. 1. Fiksasi karbon
Reaksi antara 3 molekul CO2
dari udara bereaksi dengan 3
molekul ribulosa 1,5-difosfat
(RUBP), lalu dikatalism oleh
rubisco, sehingga menghasilkan
6 molekul 3-fosfogliserat.

26. 2. Reduksi
Katalisis oleh enzim fosfogliserat kinase
dan gliseradelhidafosfat dehidrogenase
dengan 6 ATP dan 6 NADPH
Mengubah 6 molekul gliseraldehida
3-fosfat melalui pembentukan
difosfogliserat

27. 3. Regenerasi aseptor CO2
Pengubahan reaksi antara
5 gliseraldehida3-fosfat
menjadi 3 molekul RUBP
menggunakan 3 ATP
Pengubahan 1 molekul
gliseraldehida 3-fosfat
menjadi fruktosa 6-
fosfat

28. Tahapan Reaksi Dalam Daur Ulang
Calvin
Fikasis CO2 Regenerasi
RUBP
Reduksi
Aseptor CO2
01 02 03

29. Tahap-tahap daur Calvin

30. Fiksasasi CO2
Reaksi pertama
menghasilkan asam
dikarboksilat atom
karbon 4, yakni
oksaloastetat, malat,
dan aspartat.
Pada fiksasi
1. Membutuhkan ATP
yang lebih banyak
2. Sintesis glukosa
cepat
3. Berlangsung secara
efisien
4. Afinitas enzim yang
besar terhadap CO2
Perbedaan Daur Calvin dan Daur
Hatch-Slack

31. Tahapan Reaksi Daur C4
1
Penangkapan CO2 oleh enzim
fosfoenolpiruvat karboksilase
2 Reduksi oksaloasetat oleh NADPH
Pada beberapa tumbuhan olongan C4, oksaloasetat pada
mesofil dapat diubah juga menjadi aspartat, dikatalisis oleh
enzim transminase dan diangkut ke sel seludang berkas
pembuluh dan dioksidasi menghasilkan CO2 dan masuk ke
dalam daur Calvin

32. Peran Penting Mesofil Dalam Daur C4
Sebagai pengumpul CO2 dengan efisiensi yang tinggi,
dikarenakan folfoenolpiruvat karboksilase mempunyai
afinitas besar terhadap CO2, semakin banyak CO2 di
mesofil, semakin tinggi jugya kecepatan fiksasi CO2
pada Daur Calvin.

33. 03
Jalur hexosa
monophosphate shunt
(HMS)

34. Jalur Hexosa Monophosphae Shunt
(HMS)
Jalur yang tidak dimanfaatkan oleh
tubuh sebagai reaksi yang memecah
glukosa untuk dimanfaatkan energinya,
namun untuk menghasilkan NADPH
sebagai sumber energi dalam biosintesis
asam lemak. Selain itu sebagai penghasil
gula pentosa, yakni karbohidrat beratom
karbon 5.

35. Fungsi Jalur HMS Dalam Metabolism Tubuh
Jalur metabolisme oksidatif sitoplasma yang dimulai
dari glukosa 6-osfat seperti pada glikoslisis.
NADPH
Ribose 5-fosfat
Komponen mutlak
yang diperlukan
dalam biosinetesis
asam nukleat

36. Organ Yang Banyak Melakukan Jalur HMS
Terdapat pada jaringan hewan, manusia, tanaman dan
mikroba. Pada sebagian besar sel, kurang dari 10% glukosa
6-fosfat dipecah melalui jalur HMP. Jalur simpang ini aktif
pada hati dan beberapa jaringan lainnnya.
Namun jaringan ini juga tak aktif pada otot seklet, jantung,
dan otak. Jalur ini aktif pada jaringan yang menggunakan
NADPH untuk sintesis asam lemak atau steroid dan
sintesis asam amino melalui glutamat dehidrogenase.

37. Reaksi-Reaksi Pada Jalur HMS
Bagian Oksidatif HMP
Mengubah glukosa 6-fosfat
menjadi ribulosa 5-fosfat,
menghasilkan 1 mol CO2
dan 2 mol NADPH.
Bagian Regeneratif
Mengubah sebagian
pentose fosfat yang
terbentuk kembali menjadi
heksosa fosfat tergantung
keadaan metabolism dan
dipecahkan pada jalur
glikosis.

38. Cabang oksidasi HMP dimulai dari oksidasi glukosa 6-fosfat oleh
glukosa 6-fosfat dehidrogenase, terbentuklah NADPH+H^+. Produk
kedua reaksi, yaitu 6-fosfoglukonolakton merupakan eter
intramolekular 6-fosfoglukonat.
Cabang regeneratif adalah menyesuaikan produksi netto
dari NADPH dan pentose fosfat dengan kebutuhan. Jadi
dalam keadaan normal, kebutuhan sel akan NADPH jauh
lebih tinggi dari kebutuhan pentose fosfat.

39. Apa yang akan sel lakukan saat
membutuhkan NADPH dan ATP pada
waktu yang sama??
Sel-sel dapat memasukkan produk
agian regenerative HMP, yakni
fruktosa 6-fosfat dan gliseral 3-
fosfat ke dalam glikolisis, lalu
melalui daur asam sitrat dan rantai
pernapasan dipecah menjadi CO2
dan air.
Sehingga dari 6 mol glukosa 6-fosfat
dihasilkan 12 mol NADPH dan 196
mol ATP.

40. RESOURCES
1. Buku BAHAN AJAR BIOKIMIA
2. biologiedukasi.com : Tahapan Siklus Calvin dan Jalur C4 pada proses
Fotosintesis
3. BiologiMediaCentre : FOTOSINTESIS JENIS LAIN : TUMBUHAN C4 DAN
CAM

41. Thank you
any question?