Tugas Metabolisme.docx

TUGAS METABOLISME HETY ANGGRAINI 161620453

1. Gambarkan dan jelaskan proses glikolisis dari respirasi anaerob dan berapa ATP yang dihasilkan! JAWAB : Respirasi Anaerob, yaitu respirasi yang tidak memerlukan oksigen tetapi penguraian bahan organiknya tidak lengkap. Respirasi ini jarang terjadi, hanya dalam keadaan khusus.

espirasi Anaerob : Hanya terjadi dalam keadaan khusus, bersifat sementara (hanya pada fase tertentu saja), energi yang dihasilkan kecil, jika terjadi terus menerus akan menghasilkan senyawa yang bersifat racun bagi tumbuhan, tidak memerlukan oksigen, hasil akhirnya berupa alkohol atau asam laktat dan karbondioksida. Pada umumnya respirasi anaerob pada makhluk hidup hanya terjadi jika persediaan oksigen bebas ada di bawah batas minimum. Respirasi anaerob lazim disebut sebagai fermentasi. Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel tanpa membutuhkan oksigen. Gula adalah bahan yang umum dalam fermentasi. Beberapa contoh hasil fermentasi adalah etanol, asam laktat, dan hidrogen. Akan tetapi beberapa komponen lainnya dapat juga dihasilkan dari proses fermentasi ini seperti asam butirat dan aseton. Ragi dikenal sebagai bahan yang umum digunakan dalam fermentasi untuk menghasilkan etanol dalam bir, anggur, dan minuman beralkohol lainnya. Pada banyak tumbuhan yang biasa tumbuh di darat, penggenangan dalam air dalam waktu yang lama merupakan ancaman bagi kehidupannya. Hal ini dikarenakan respirasi aerob akan terhenti sama sekali, sehingga terjadilah respirasi anaerob yang terkadang tidak mencukupi energi yang dibutuhkannya, dan akumulasi zat beracun akibat respirasi anaerob dalam waktu yang lama akan mengakibatkan kematian bagi tumbuhan tersebut. Fermentasi yang umum terjadi pada tumbuhan adalah fermentasi alkohol atau fermentasi etanol. Pada proses fermentasi, satu molekul glukosa diubah menjadi dua molekul etanol dan dua molekul karbondioksida. Seperti pada glikolisis, glukosa diubah menjadi asam piruvat selama proses fermentasi. Kemudian asam piruvat

diubah menjadi etanol dan karbondioksida dengan bantuan enzim karboksilase dan alkohol dehidrogenase. Berikut ini adalah gambar proses fermentasi etanol.

Respirasi antar atau intramolekul terjadi sama seperti pada proses fermentasi. Respirasi anaerob pada tumbuhan disebut juga respirasi intramolekul, mengingat, bahwa respirasi ini hanya terjadi di dalam molekul saja.dalam respirasi anaerob, oksigen tidak diperlukan; juga di dalam proses ini hanya ada pengubahan zat organik yang satu menjadi zat organik yang lain. Contohnya perubahan gula menjadi alkohol, di mana pada hakikatnya hanya ada pergeseran tempat-tempat antara molekul glukosa dan molekul alkohol. Beberapa spesies bakteri dan mikroorganisme dapat melakukan respirasi intramolekuler. Oksigen yang diperlukan tidak diperoleh dari udara bebas, melainkan dari suatu persenyawaan. Contoh : CH3CHOH.COOH + HNO3 → CH3.CO.COOH + HNO2 + H2O + Energi (asam susu) (asam piruvat) Respirasi anaerob dapat berlangsung pada biji-bijian seperti jagung, kacang, padi, biji bunga matahari dan lain sebagainya yang tampak kering. Akan tetapi pada buah-buhan yang basah mendaging pun terdapat respirasi anaerob. Hasil dari respirasi anaerob di dalam jaringan-jaringan tumbuhan tinggi tersebut kebanyakan bukanlah alkohol, melainkan bermacam-macam asam organik seperti asam sitrat, asam malat, asam oksalat, asam tartarat dan asam susu. Jadi, respirasi anaerob hanya menghasilkan 2ATP. 2. Gambarkan dan jelaskan proses glikogenesis dan berapa ATP yang dihasilkan! JAWAB : Glikogenesis adalah proses pembentukan atau biosintesis glikogen yang terjadi terutama di dalam hati dan otot. Glikogen atau gula otot merupakan cadangan makanan yang dibentuk dari molekul glukosa hasil pencernaan makanan. Glukosa

akan saling berikatan dengan ikatan α 1-4 glikosidik untuk membentuk glikogen. Molekul glikogen tersusun bercabang-cabang agar dapat tersimpan maksimal di dalam sel. Kelebihan kadar glukosa di dalam darah akan memicu disekresikannya hormon insulin untuk memicu terjadinya glikogenesis. Glikogen ini dapat dipecah lagi menjadi glukosa saat kadar glukosa darah menurun seperti dalam keadaan lapar atau puasa. Glikogenesis terjadi dengan cara penambahan molekul glukosa pada rantai glikogen yang telah ada (disebut sebagai glikogen primer). Penambahan glukosa akan terjadi secara bertahap, satu demi satu molekul glukosa akan memperpanjang glikogen yang telah ada.

Proses glikogenesis di dalam tubuh adalah sebagai berikut. -

-

-

-

Fosforilasi glukosa oleh ATP menjadi glukosa 6-fosfat, dikatalisis oleh enzim glukokinase/hexokinase. Berikutnya glukosa 6-fosfat mengalami reaksi isomerasi menjadi glukosa 1-fosfat, dikatalisis oleh enzim fosfoglukomutase. Glukosa 1-fosfat bereaksi dengan uridin tri phosphate (UDP) menjadi uridil di phosphate glukosa (UDP-glukosa), dikatalisis oleh enzim glukosa 1-fosfat uridil transferase. UDP-glukosa kemudian akan diikatkan pada rantai glikogen yang sudah ada, dikatalisis oleh enzim glikogen sintase. Dalam proses ini, atom C pertama dari UDP-glukosa diikatkan ke atom C keempat yang ada pada rantai glikogen primer dan membentuk ikatan α 1-4 glikosidik. Berikutnya enzim pembentuk cabang (branching enzyme) akan memindahkan kurang lebih 6 residu glukosa pada salah satu residu glukosa yang ada pada glikogen primer untuk membentuk titik cabang. Enam residu gukosa tersebut akan diikatkan pada atom C nomor 6 pada molekul glikogen primer. Penambahan glukosa terus berlangsung pada kedua cabang hingga semakin panjang dan akan terbentuk banyak cabang-cabang baru di berbagai lokasi. Glikogenesis akan berakhir apabila gula dalam darah telah mencapai kadar yang normal.

Proses pembentukan glikogen melalui glikogenesis merupakan langkah penting dalam menjaga kadar gula dalam darah tetap normal. Ketidakmampuan tubuh untuk menjalankan glikogenesis dengan wajar dapat mengakibatkan timbulnya penyakit diabetes melitus. Diabetes melitus dapat menjadi penyakit yang berbahaya

dan mematikan karena memicu berbagai komplikasi seperti stroke, kerusakan jaringan, dan kebutaan. Ketika kadar gula dalam darah rendah, tubuh akan melakukan proses pemecahan glikogen untuk dibentuk menjadi glukosa kembali. Proses pemecahan glikogen menjadi glukosa disebut dengan glikogenolisis. Glikogen sering disebut sebagai pati hewan karena merupakan cadangan makanan pada hewan. Ikatan antar molekul glukosa antara glikogen dan amilum (pati) adalah sama, yaitu ikatan α 1-4 glikosidik. Glikogen adalah cadangan makanan hewan, sedangkan amilum adalah cadangan makanan tumbuhan. Perbedaan utama antara glikogen dan amilum adalah adanya lebih banyak rantai cabang pada glikogen dibandingkan dengan amilum. Mekanisme reaksi glikogenesis juga merupakan jalur metabolisme umum pada biosintesis disakarida dan polisakarida. Pada jaringan tumbuhan, disakarida sukrosa dihasilkan melalui reaksi kondensasi glukosa dan fruktosa yang diawali proses glikogenesis. Dalam proses tersebut UDP-glukosa bereaksi dengan fruktosa 6-fosfat dikatalisis oleh enzim sukrosa fosfat sintase, membentuk sukrosa 6-fosfat. Kemudian enzim sukrosa fosfatase akan mengkatalisis sukrosa 6-fosfat menjadi sukrosa. Jadi, pada proses glikogenesis ini tidak menghasilkan ATP tetapi justru membutuhkan ATP. 3. Gambarkan dan jelaskan proses glikogenolisis dan berapa ATP yang dihasilkan! JAWAB :

Glikogenolisis merupakan proses pemecahan glikogen menjadi glukosa yang terjadi terutama di hati dan otot. Glikogen atau gula otot merupakan cadangan makanan hewan yang tersusun atas molekul glukosa yang disatukan dengan

ikatan α 1-4 glikosidik (untuk rantai lurus), dan ikatan α 1-6 glikosidik untuk titik cabang. Glikogen merupakan polisakarida yang memiliki banyak sekali percabangan, hal tersebut diperlukan agar glikogen dapat disimpan dengan maksimal di dalam sel. Glikogen akan dipecah apabila kadar gula dalam darah rendah dan ketika sedang berolahraga. Glikogenolisis dipicu oleh kerja hormon adrenalin dan glukagon, berkebalikan dengan insulin yang akan mempengaruhi pembentukan glikogen melalui glikogenesis. Proses pemecahan glikogen melibatkan 3 jenis enzim yaitu glikogen fosforilase, transferase, dan debranching enzyme.

Proses glikogenolisis yang terjadi di dalam sel adalah sebagai berikut. -

-

-

-

Enzim glikogen fosforilase akan menambahkan fosfat anorganik dan membebaskan glukosa dalam bentuk glukosa 1-fosfat. Pemecahan ini akan terus berlangsung hingga tersisa kurang lebih 4 residu glukosa dari titik cabang. Enzim transferase akan memindahkan 3 residu glukosa menuju ujung cabang yang lain, proses ini akan menyisakan satu residu glukosa pada titik cabang yang terikat dengan ikatan α 1-6 glikosidik. Debranching enzyme atau enzim pemecah cabang (α 1-6 glukosidase) akan membebaskan glukosa pada titik cabang dan melepaskannya dalam bentuk glukosa (bukan glukosa 1-fosfat seperti pada reaksi pertama). Proses glikogenolisis berakhir pada tahapan diatas, namun hasil pemecahan glikogen yang berupa glukosa 1-fosfat akan mengalami proses lebih lanjut agar dapat berubah menjadi glukosa.

Enzim fosfoglukomutase akan mengkatalisis reaksi isomerasi glukosa 1-fosfat menjadi glukosa 6-fosfat. Dalam hati dan ginjal glukosa 6-fosfat akan mengalami pelepasan fosfat dan berubah menjadi glukosa. Namun di dalam otot glukosa 6-fosfat akan langsung masuk reaksi glikolisis untuk diolah menjadi energi dalam bentuk ATP. Glikogen yang dipecah di dalam hati digunakan untuk mempertahankan kadar gula dalam darah tetap normal, sedangkan glikogen dalam otot akan digunakan untuk memproduksi energi. Hati mampu menyimpan glikogen sebesar 6% dari massa total hati, sedangkan otot hanya mampu menyimpan kurang dari 1% dari massa otot tersebut.

4. Bagaimana hubungan antara hati, darah dan otot dan metabolisme Asam Askorbat Entnerdoudorf? JAWAB : Secara garis besar proses pembentukan glukosa dapat dilihat padagambar berikut:

Dari skema tersebut tampak adanya hubungan antara glukoneogenesisdengan siklus asam sitrat, yaitu suatu siklus reaksi kimia yang mengubahasam pirivat menjadi CO2+ H2O dan menghasilkan sejumlah energi dalambentuk ATP, dengan proses oksidasi aerob. Apabila otot berkontraksi untuk bekerja, maka asam piruvat dan asam laktat dihasilkan oleh prosesglikolisis. Asam piruvat digunakan dalam siklus asam sitrat. Pada waktuotot digunakan, jumlah asam piruvat yang dihasilkan melebihi jumlah asampiruvat yang digunakan dalam siklus asam

sitrat. Dalam keadaan demikiansejumlah asam piruvat diubah menjadi asam laktat dengan proses reduksi.Reaksi ini akan menghasilkan NAD+dari NADH.

Dalam proses glikolisis, asam laktat adalah hasil yang terakhir. Untuk metabolisme yang lebih lanjut, asam laktat harus diubah kembali menjadiasam piruvat terlebih dahulu. Demikian juga untuk proses glukoneogenesis.