Makalah Biosintesis Karbohidrat.docx

BIOKIMIA VETERINER II BIOSINTESIS KARBOHIDRAT

Addini Islami 1702101010131

FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN UNIVERSITAS SYIAH KUALA 2018

BIOSINTESIS KARBOHIDRAT Metabolisme adalah keseluruhan proses kimiawi dalam tubuh organisme yang melibatkan energi dan enzim, diawali dengan substrat awal dan diakhiri produk akhir. Metabolisme dapat digolongkan menjadi dua, yakni proses penyusunan yang disebut anabolisme dan proses pembongkaran yang disebut katabolisme. Karbohidrat merupakan hasil sintesis CO2 dan H2O dengan bantuan sinar matahari dan zat hijau daun (klorofil) melalui fotosintesis. Zat makanan ini merupakan sumber energi bagi organisme heterotrof (makhluk hidup yang memperoleh energi dari sumber organik di lingkungannya). Pada proses pencernaan makanan, karbohidrat mengalami proses hidrolisis (penguraian dengan menggunakan molekul air). Proses pencernaan karbohidrat terjadi dengan menguraikan polisakarida menjadi monosakarida (Anonim, 2015). Karbohidrat adalah senyawa yang terbentuk dari molekul karbon, hidrogen, dan oksigen. Sebagai salah satu jenis zat gizi, fungsi utama karbohidrat adalah penghasil energi di dalam tubuh. Karbohidrat memiliki fungsi sebagai sumber energi, cadangan makanan, dan materi pembangunan pada semua makhluk hidup.. Karbohidrat dalam bahan makanannya dapat ditemui dalam berbagai bentuk, yaitu monosakarida, disakarida, dan polisakakrida, karbohidrat yang paling sering ditemui dalam bahan pokok pakan ternak adalah dalam bentuk monosakarida seperti glukosa dan polisakarida yaitu selulosa atau serat kasar. Metabolisme Karbohidrat dimulai dengan pencernaan Amilum dalam usus halus. Hasil pencernaan berupa monosakarida diserap oleh usus halus. Glukosa merupakan senyawa utama yang paling banyak dibicarakan dalam metabolisme Karbohidrat. Rangkaian reaksi yang membentuk beberapa jalur , seperti glikolisis, sintesis glikogen (glikogenesis), pemecahannya glikogen (glikogenolisis), HMP Shunt, dan glukoneogenesis. Pencernaan karbohidrat dalam usus halus dilakukan dengan memecah pati yang belum dicerna oleh amilase, sehingga sebelum masuk jejunum, pati hampir seluruhnya diubah menjadi maltosa dan isomaltosa. Usus halus juga menghidrolisis disakarida menjadi monosakarida yang dilakukan oleh enzim-enzim epitel usus halus, seperti enzim laktase, enzim sukrase, enzim maltase, dan enzim isomaltase. Sehingga hasil akhir pencernaan karbohidrat yang diabsorpsi ke dalam darah semuanya berupa monosakarida. Maka dari itu, karbohidrat sangat diperlukan oleh tubuh ternak agar dapat tumbuh sehat dan produktif dalam menghasilkan hasil ternak. Peranan utama karbohidrat di dalam tubuh adalah menyediakan glukosa bagi sel-sel tubuh yang kemudian diubah menjadi energi. Glukosa memegang peranan sentral dalam metabolisme karbohidrat. Jaringan tertentu hanya memperoleh energi dari karbohidrat seperti sel darah merah serta sebagian besar otak dan sistem saraf. Glukosa yang diserap dari pencernaan makanan dibawa darah menuju keseluruh sel tubuh. Dalam sitoplasma glukosa akan mengalami glikolisis, yaitu peristiwa pemecahan gula hingga menjadi ATP. Ada dua jalur gikolisis yaitu jalur biasa untuk aktifitas atau kegiatan hidup yang biasa (normal) dengan hasil ATP terbatas dan glikolisis jalur cepat yang dikenal dengan jalur Embden Meyerhoff untuk menyediakan ATP cepat pada aktifitas kerja keras, misalnya lari cepat. Jalur ini memberi hasil asam laktat yang bila terus bertambah dapat menyebabkan terjadinya asidosis laktat. Asidosis ini dapat berakibat fatal terutama bagi yang tidak terbisa beraktitas keras. Hasil oksidasi glukosa melalu glikolisis akan dilanjutkan dalam siklus kreb yang terjadi di bagian matriks mitokondria. Selanjutnya, hasil siklus kreb akan digunakan dalam dalam sistem couple dengan menggunakan sitokrom dan berakhir dengan pemanfaatan oksigen sebagai penangkapan ion H. Kejadian tubuh kemasukan racun menyebabkan sistem sitokrom diblokir oleh senyawa racun sehingga reaksi reduksi oksidasi dalam sistem couple, terutama oleh oksigen tidak dapat berjalan (Anonim,2009).

 Jenis-jenis karbohidrat Jenis-jenis karbohidrat dibagi menjadi 2, yaitu : (Campbell,2002) a. Karbohidrat Sederhana 1) Monosakarida (C6H12O6) Monosakarida merupakan jenis karbohidrat sederhana yang terdiri dari 1 gugus cincin. Selain sebagai molekul tunggal, monosakarida juga berfungsi sebagai molekul dasar bagi pembentukan senyawa akrbohidrat kompleks pati (strach) atau selulosa. Contoh dari monosakarida adalah heksosa. Glukosa, fruktosa, galaktosa, monosa, ribosa (penyusun RNA) dan deoksiribosa (penyusun DNA). 2) Disakarida (C12H22O11) Disakarida merupakan jenis karbohidrat yang paling banyak dikonsumsi oleh manusia di dalam kehidupan sehari-hari. Setiap molekul disakarida akan terbentuk dari gabungan 2 molekul monosakarida. Disakarida mempunyai rasa manis dan sifatnya mudah larut dalam air. Contoh pati disakarida adalah laktosa (gabungan antara glukosa dan fruktosa) dan maltosa (gabungan antara dua glukosa). 3) Polisakarida (C6H11O5) Polisakarida merupakan karbohidrat yang terdiri dari banyak gugus gula, rata-rata terdiri dari 10 gugus gula. Pada umumnya polisakarida tidak berasa atau pahit dan sifatnya sukar larut dalam air. Contoh dari polisakarida adalah amilum yang terdiri dari 60-300 gugus gula berupa glukosa, glikogen, atau gual otot yang tersusun dari 12-16 gugus gula dan selulosa, pektin, lignin, dan kitin yang tersusun dari ratusan bahkan ribuan gugus gula tambahan senyawa lainnya. 4) Oligosakarida Merupakan bentuk karbohidrat yang bila dihidrolisis menjadi dua sampai sepuluh unit monosakarida. Contoh dari oligosakarida adalah maltosa. b. Karbohidrat Kompleks Karbohidrat kompleks merupakan karbohidrat yang terbentuk hampir lebih dari 20.000 unit molekul monosakarida terutama glukosa. Di dalam ilmu gizi, jenis karbihodrat kompleks yang merupakan sumber utama bahan makanan yang umumnya di konsumsi oleh manusia adalah pati (strach). Reaksi biosintesis karbohidrat tidak berjalan spontan, tetapi bertahap dan melibatkan banyak enzim. Biosintesis karbohidrat dibedakan atas proses glikogenesis dan glikoneogenesis. Proses Glikogenesis Glikogenesis adalah proses biosintesis glikogen dari glukosa. Perubahan kimia secara enzimatik ini tidak berjalan spontan, tetapi bertahap. Reaksi diawali dengan proses fosforilasi glukosa menjadi glukosa-6-fosfat dengan bantuan enzim glukokinase. Selanjutnya, glukosa-6-fosfat diubah menjadi isomernya, glukosa-1-fosfat, dibawah pengaruh enzim fosfoglukomutase. Reaksi ketiga adalah reaksi antara glukosa-1-fosfat dan uridin trifosfat (UTP) dengan bantuan enzim UTP uridil transferase menjadi uridin difosfat glukosa (UDPG). Selanjutnya, UDPG diubah menjadi glikogen melalui beberapa reaksi enzimatik Tahap 1 ATP + D-glukosa

D-glukosa 6- fosfat + ADP

Glukosa mengalami fosforilasi menjadi glukosa 6-fosfat (reaksi yang lazim terjadi juga pada lintasan glikolisis). Di otot reaksi ini dikatalisir oleh heksokinase sedangkan di hati oleh glukokinase. Tahap 2 Fosfoglukomutas fosfoglukomutase Glukosa 1-fosfat Glukosa 1,6-bifosfat Glukosa 6-fosfat Glukosa 6-fosfat diubah menjadi glukosa 1-fosfat dalam reaksi dengan bantuan katalisator enzim fosfoglukomutase. Enzim itu sendiri akan mengalami fosforilasi dan gugus fosfo akan mengambil bagian di dalam reaksi reversibel yang intermediatnya adalah glukosa 1,6-bifosfat. Tahap 3 pirofosforilase UDPGlc + PPi

UTP + Glukosa 1-fosfat

Pada tahap 3, glukosa 1-fosfat bereaksi dengan uridin trifosfat (UTP) untuk membentuk uridin difosfat glukosa (UDPGlc). Reaksi ini di katalisir oleh enzim UDPGlc pirofosforilase. Tahap 4 Hidrolisis pirofosfat inorganik dengan dibantu oleh enzim pirofosfatase inorganik akan menarik reaksi kearah kanan persamaan reaksi. Tahap 5 glikogen sintase UDP + (C6)n+1 UDPGlc + (C6)n Glikogen Glikogen Atom C1 pada glukosa yang diaktifkan oleh UDPGlc membentuk ikatan glikosidik dengan atom C4 pada residu glukosa glikogen, sehingga membebaskan uridin difosfat. Reaksi ini dikatalisir oleh enzim glikogen sintase. Molekul glikogen yang sudah ada sebelumnya (disebut glikogen primer) harus ada untuk memulai reaksi ini. Glikogen primer selanjutnya dapat terbentuk pada primer protein yang dikenal sebagai glikogenin.

Proses Glukoneogenesis Glukoneogenesis adalah proses metabolisme karbohidrat untuk menghasilkan glukosa yang berasal dari senyawa- senyawa non-karbohidrat. Contoh senyawa non karbohidrat yang dapat diubah menadi glukosa melalui proses glukoneogenesis yaitu, asam laktat, asam amino glukogenik, asam piruvat dan α-gliserol. Glukoneogenesis terjadi jika sumber energi dari karbohidrat tidak tersedia lagi. Maka tubuh adalah menggunakan lemak sebagai sumber energi. Jika lemak juga tak tersedia, barulah memecah protein untuk energi yang sesungguhnya protein berperan pokok sebagai pembangun tubuh. Gliserol secara terus menerus diproduksi oleh jaringan adipose. Melalu beberapa tahap gliserol yang terbentuk ini dapat diubah menjadi glukosa atau glikogen. Tahap 1 Asam piruvat + ATP + GTP + H2O

fosfoenolpiruvat + ADP + GDP + fosfat + 2H+

Fosfoenolpiruvat dibentuk dari asam piruvat melalui pembentukan asam aksalo asetat. Reaksi ini terjadi dikarenakan pada tahap glikolisis terdapat reaksi yang bersifat irreversibel. Tahap 2 Glukosa -1,6-difosfatase Glukosa-1,6-difosfat + H2O

Glukosa -6-fosfat + Pi

Glukosa-6-fosfat dibentuk dari glukosa-1,6-difosfat dengan cara hidrolisis oleh enzim fruktosa1,6-difosfatase. Tahap 3 glukosa-6-fosfatase. Glukosa-6-fosfat + H2O

glukosa + Pi

Glukosa dibentuk dengan cara hidrolisis glukosa-6-fosfat dengan katalis glukosa-6-fosfatase.

DAFTAR PUSTAKA Lehninger, A. L. 2000. Dasar-Dasar Biokimia Jilid 1. Penerbit Erlangga, Jakarta. Maulana, M. 2008. Diabetes Melitus. Katahati, Yogyakarta. Sumardjo, Damin. 2008. Pengantar Kimia : Buku Panduan Kuliah Mahasiswa Kedokteran dan Program Strata 1 Fakultas Bioeksakta. EGC, Jakarta.