MAKALAH
Metabolisme
Glukoneogenesis
Mata Kuliah Biokimia

Disusun oleh :
Arifin
Nim : 1351010526
UNIVERSITAS WIJAYAKUSUMA PURWOKERTO
FAKULTAS PETERNAKAN
2014
KATA PENGANTAR
Puji syukur saya
ucapkan atas kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat dan karunianya
sehingga saya dapat menyelesaikan karya tulis ilmiah ini dengan judul”metabolisme
glukogeonesis”
Shalawat beserta salam
kita curahkan kepada junjungan alam yakni Nabi Muhammmad SAW atas perjuangan
beliau dan para sahabatnya sehingga kita dapat merasakan dan menikmati dunia
yang penuh dengan berbagai ilmu pengetahuan seperti yang kita rasakan saat ini.
Kami ucapkan terima
kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah memberikan dukungan
dan semangat kepada penulis sehingga makalah ini dapat terselesaikan tepat pada
waktunya.
Kami menyadari bahwa
masih banyak kekurangan yang mendasar pada makalah ini. Oleh karena itu kami
mengundang pembaca untuk memberikan saran serta kritik yang dapat membangun
kami. Kritik konstruktif dari pembaca sangat kami harapkan untuk penyempurnaan
makalah selanjutnya.
Akhir kata semoga makalah ini dapat
memberikan manfaat bagi kita sekalian.
Purwokerto,31 Desember 2014
Penulis
Arifin
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR JUDUL...........................................................................................1
KATA
PENGANTAR...............................................................................2
DAFTAR ISI...................................................................................................3
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang......................................................................4
1.2.
Tujuan........................................................................4
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Glukoneogenesis................................................................................5
2.2 Glukoneogenesis
melibatkan glikolisis siklus asam sitrat dan beberapa
reaksi khusus...........................................................................8
2.3 Glikolisis
dan glukoneogenesis mempunyai lintasan yang sama tetapi
arahnya berbeda............................................................10
BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan..........................................................................11
3.2 Saran..............................................................................................11
3.3 Daftar
Pustaka............................................................................................11
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar
Belakang
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.
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
1.2 Tujuan
1.Menjelaskan tentang metabolisme glukoneogenesis
2.Memenuhi tugas yang diberikan pada mata kuliah
Biokimia
BAB II
PEMBAHASAN
2.1
Glukoneogenesis
Pada dasarnya glukoneogenesis adalah sintesis glukosa dari senyawa bukan karbohidrat, misalnya asam laktat dan beberapa asam amino. Proses glukoneogenesis berlangsung terutama dalam hati. Asam laktat yang terjadi pada proses glikolisis dapat dibawa oleh darah ke hati. Di sini asam laktat diubah menjadi glukosa kembali melalui serangkaian reaksi dalam suatu proses yaitu glukoneogenesis (pembentukan gula baru).
Glukoneogenesis yang dilakukan oleh hati atau ginjal, menyediakan suplai glukosa yang tetap. Kebanyakan karbon yang digunakan untuk sintesis glukosa akhirnya berasal dari katabolisme asam amino. Laktat yang dihasilkan dalam sel darah merah dan otot dalam keadaan anaerobik juga dapat berperan sebagai substrat untuk glukoneogenesis. Glukoneogenesis mempunyai banyak enzim yang sama dengan glikolisis, tetapi demi alasan termodinamika dan pengaturan, glukoneogenesis bukan kebalikan dari proses glikolisis karena ada tiga tahap reaksi dalam glikolisis yang tidak reversibel, artinya diperlukan enzim lain untuk reaksi kebalikannya.
glukokinase
1. Glukosa + ATP Glukosa-6-fosfat + ADP
fosfofruktokinase
2. Fruktosa-6-fosfat + ATP fruktosa-1,6-difosfat + ADP
piruvatkinase
3. Fosfenol piruvat + ADP asam piruvat + ATP
Enzim glikolitik yang terdiri dari glukokinase, fosfofruktokinase, dan piruvat kinase mengkatalisis reaksi yang ireversibel sehingga tidak dapat digunakan untuk sintesis glukosa. Dengan adanya tiga tahap reaksi yang tidak reversibel tersebut, maka proses glukoneogenesis berlangsung melalui tahap reaksi lain. Reaksi tahap pertama glukoneogenesis merupakan suatu reaksi kompleks yang melibatkan beberapa enzim dan organel sel (mitokondrion), yang diperlukan untuk mengubah piruvat menjadi malat sebelum terbentuk fosfoenolpiruvat.
Tiga reaksi pengganti yang pertama mengubah piruvat menjadi fosfoenolpiruvat (PEP), jadi membalik reaksi yang dikatalisis oleh piruvat kinase. Perubahan ini dilakukan dalam 4 langkah. Pertama, piruvat mitokondria mengalami dekarboksilasi membentuk oksaloasetat. Reaksi ini memerlukan ATP (adenosin trifosfat) dan dikatalisis oleh piruvat karboksilase. Seperti banyak enzim lainnya yang melakukan reaksi fiksasi CO2, pada reaksi ini memerlukan biotin untuk aktivitasnya. Oksaloasetat direduksi menjadi malat oleh malat dehidrogenase mitokondria. Pada reaksi ini, glukoneogenesis secara singkat mengalami overlap (tumpang tindih) dengan siklus asam sitrat. Malat meninggalkan mitokondria dan dalam sitoplasma dioksidasi membentuk kembali oksaloasetat. Kemudian oksaloasetat sitoplasma mengalami dekarboksilasi membentuk PEP pada reaksi yang tidak memerlukan GTP (guanosin trifosfat) yang dikatalisis oleh PEP karboksikinase.
Reaksi pengganti kedua dan ketiga dikatalisis oleh fosfatase. Fruktosa-1,6-bisfosfatase mengubah fruktosa-1,6-bisfosfat menjadi fruktosa-6-fosfat, jadi membalik reaksi yang dikatalisis oleh fosfofruktokinase. Glukosa-6-fosfatase yang ditemukan pada permulaan metabolisme glikogen, mengkatalisis reaksi terakhir glukoneogenesis dan mengubah glukosa-6-fosfat menjadi glukosa bebas.
Dengan penggantian reaksi-reaksi pada glikolisis yang secara termodinamika ireversibel, glukoneogenesis secara termodinamika seluruhnya menguntungkan dan diubah dari lintasan yang menghasilkan energi menjadi lintasan yang memerlukan energi. Dua fosfat berenergi tinggi digunakan untuk mengubah piruvat menjadi PEP. ATP tambahan digunakan untuk melakukan fosforilasi 3-fosfogliserat menjadi 1,3-bisfosfogliserat. Diperlukan satu NADH pada perubahan 1,3-bisfosfogliserat menjadi gliseraldehida-3-fosfat. Karena 2 molekul piruvat digunakan pada sintesis satu glukosa, maka setiap molekul glukosa yang disintesis dalam glukoneogenesis, sel memerlukan 6 ATP dan 2 NADH. Glikolisis dan glukoneogenesis tidak dapat bekerja pada saat yang sama. Oleh karena itu, ATP dan NADH yang diperlukan pada glukoneogenesis harus berasal dari oksidasi bahan bakar lain, terutama asam lemak.
Walaupun lemak menyediakan sebagian besar energi untuk glukoneogenesis, tetapi lemak hanya menyumbangkan sedikit fraksi atom karbon yang digunakan sebagai substrat. Ini sebagai akibat struktur siklus asam sitrat. Asam lemak yang paling banyak pada manusia yaitu asam lemak dengan jumlah atom karbon genap didegradasi oleh enzim -oksidasi menjadi asetil-KoA. Asetil KoA menyumbangkan fragmen 2-karbon ke siklus asam sitrat, tetapi pada permulaan siklus 2 karbon hilang sebagai CO2. Jadi, metabolisme asetil KoA tidak mengakibatkan peningkatan jumlah oksaloasetat yang tersedia untuk glukoneogenesis. Bila oksaloasetat dihilangkan dari siklus dan tidak diganti, kapasitas pembentukan ATP dari sel akan segera membahayakan. Siklus asam sitrat tidak terganggu selama glukoneogenesis karena oksaloasetat dibentuk dari piruvat melalui reaksi piruvat karboksilase.
Kebanyakan atom karbon yang digunakan pada sintesis glukosa disediakan oleh katabolisme asam amino. Beberapa asam amino yang umum ditemukan mengalami degradasi menjadi piruvat. Oleh karena itu masuk ke proses glukoneogenesis melalui reaksi piruvat karboksilase. Asam amino lainnya diubah menjadi zat antara 4 atau 5 karbon dari siklus asam sitrat sehingga dapat membantu meningkatkan kandungan oksaloasetat dan malat mitokondria. Dari 20 asam amino yang sering ditemukan dalam protein, hanya leusin dan lisin yang seluruhnya didegradasi menjadi asetil-KoA yang menyebabkan tidak dapat menyediakan substrat untuk glukoneogenesis.
Pengaturan Glukoneogenesis
Hati dapat membuat glukosa melalui glukoneogenesis dan menggunakan glukosa melalui glikolisis sehingga harus ada suatu sistem pengaturan yang mencegah agar kedua lintasan ini bekerja serentak.Sistem pengaturan juga harus menjamin bahwa aktivitas metabolik hati sesuai dengan status gizi tubuh yaitu pembentukan glukosa selama puasa dan menggunakan glukosa saat glukosa banyak. Aktivitas glukoneogenesis dan glikolisis diatur secara terkoordinasi dengan cara perubahan jumlah relatif glukagon dan insulin dalam sirkulasi.
Bila kadar glukosa dan insulin darah turun, asam lemak dimobilisasi dari cadangan jaringan adipose dan aktivitas -oksidasi dalam hati meningkat. Hal ini mengakibatkan peningkatan konsentrasi asam lemak dan asetil-KoA dalam hati. Karena asam amino secara serentak dimobilisasi dari otot, maka juga terjadi peningkatan kadar asam amino terutama alanin. Asam amino hati diubah menjadi piruvat dan substrat lain glukoneogenesis. Peningkatan kadar asam lemak, alanin, dan asetil-KoA semuanya memegang peranan mengarahkan substrat masuk ke glukoneogenesis dan mencegah penggunaannya oleh siklus asam sitrat. Asetil-KoA secara alosterik mengaktifkan piruvat karboksilase dan menghambat piruvat dehidrogenase. Oleh karena itu, menjamin bahwa piruvat akan diubah menjadi oksaloasetat. Piruvat kinase dihambat oleh asam lemak dan alanin, jadi menghambat pemecahan PEP yang baru terbentuk menjadi piruvat.
Pengaturan hormonal fosfofruktokinase dan fruktosa-1,6-bisfosfatase diperantarai oleh senyawa yang baru ditemukan yaitu fruktosa 2,6-bisfosfat. Pembentukan dan pemecahan senyawa pengatur ini dikatalisis oleh enzim-enzim yang diatur oleh fosforilasi dan defosforilasi. Perubahan konsentrasi fruktosa-2,6-bisfosfat sejajar dengan perubahan untuk glukosa dan insulin yaitu konsentrasinya meningkat bila glukosa banyak dan berkurang bila glukosa langka. Fruktosa-2,6- bisfosfat secara alosterik mengaktifkan fosfofruktokinase dan menghambat fruktosa 1,6-bisfosfatase. Jadi, bila glukosa banyak maka glikolisis aktif dan glukoneogenesis dihambat. Bila kadar glukosa turun, peningkaan glukagon mengakibatkan penurunan konsentrasi fruktosa-2,6-bisfosfat dan penghambatan yang sederajat pada glikolisis dan pengaktifan glukoneogenesis.
Pada dasarnya glukoneogenesis adalah sintesis glukosa dari senyawa bukan karbohidrat, misalnya asam laktat dan beberapa asam amino. Proses glukoneogenesis berlangsung terutama dalam hati. Asam laktat yang terjadi pada proses glikolisis dapat dibawa oleh darah ke hati. Di sini asam laktat diubah menjadi glukosa kembali melalui serangkaian reaksi dalam suatu proses yaitu glukoneogenesis (pembentukan gula baru).
Glukoneogenesis yang dilakukan oleh hati atau ginjal, menyediakan suplai glukosa yang tetap. Kebanyakan karbon yang digunakan untuk sintesis glukosa akhirnya berasal dari katabolisme asam amino. Laktat yang dihasilkan dalam sel darah merah dan otot dalam keadaan anaerobik juga dapat berperan sebagai substrat untuk glukoneogenesis. Glukoneogenesis mempunyai banyak enzim yang sama dengan glikolisis, tetapi demi alasan termodinamika dan pengaturan, glukoneogenesis bukan kebalikan dari proses glikolisis karena ada tiga tahap reaksi dalam glikolisis yang tidak reversibel, artinya diperlukan enzim lain untuk reaksi kebalikannya.
glukokinase
1. Glukosa + ATP Glukosa-6-fosfat + ADP
fosfofruktokinase
2. Fruktosa-6-fosfat + ATP fruktosa-1,6-difosfat + ADP
piruvatkinase
3. Fosfenol piruvat + ADP asam piruvat + ATP
Enzim glikolitik yang terdiri dari glukokinase, fosfofruktokinase, dan piruvat kinase mengkatalisis reaksi yang ireversibel sehingga tidak dapat digunakan untuk sintesis glukosa. Dengan adanya tiga tahap reaksi yang tidak reversibel tersebut, maka proses glukoneogenesis berlangsung melalui tahap reaksi lain. Reaksi tahap pertama glukoneogenesis merupakan suatu reaksi kompleks yang melibatkan beberapa enzim dan organel sel (mitokondrion), yang diperlukan untuk mengubah piruvat menjadi malat sebelum terbentuk fosfoenolpiruvat.
Tiga reaksi pengganti yang pertama mengubah piruvat menjadi fosfoenolpiruvat (PEP), jadi membalik reaksi yang dikatalisis oleh piruvat kinase. Perubahan ini dilakukan dalam 4 langkah. Pertama, piruvat mitokondria mengalami dekarboksilasi membentuk oksaloasetat. Reaksi ini memerlukan ATP (adenosin trifosfat) dan dikatalisis oleh piruvat karboksilase. Seperti banyak enzim lainnya yang melakukan reaksi fiksasi CO2, pada reaksi ini memerlukan biotin untuk aktivitasnya. Oksaloasetat direduksi menjadi malat oleh malat dehidrogenase mitokondria. Pada reaksi ini, glukoneogenesis secara singkat mengalami overlap (tumpang tindih) dengan siklus asam sitrat. Malat meninggalkan mitokondria dan dalam sitoplasma dioksidasi membentuk kembali oksaloasetat. Kemudian oksaloasetat sitoplasma mengalami dekarboksilasi membentuk PEP pada reaksi yang tidak memerlukan GTP (guanosin trifosfat) yang dikatalisis oleh PEP karboksikinase.
Reaksi pengganti kedua dan ketiga dikatalisis oleh fosfatase. Fruktosa-1,6-bisfosfatase mengubah fruktosa-1,6-bisfosfat menjadi fruktosa-6-fosfat, jadi membalik reaksi yang dikatalisis oleh fosfofruktokinase. Glukosa-6-fosfatase yang ditemukan pada permulaan metabolisme glikogen, mengkatalisis reaksi terakhir glukoneogenesis dan mengubah glukosa-6-fosfat menjadi glukosa bebas.
Dengan penggantian reaksi-reaksi pada glikolisis yang secara termodinamika ireversibel, glukoneogenesis secara termodinamika seluruhnya menguntungkan dan diubah dari lintasan yang menghasilkan energi menjadi lintasan yang memerlukan energi. Dua fosfat berenergi tinggi digunakan untuk mengubah piruvat menjadi PEP. ATP tambahan digunakan untuk melakukan fosforilasi 3-fosfogliserat menjadi 1,3-bisfosfogliserat. Diperlukan satu NADH pada perubahan 1,3-bisfosfogliserat menjadi gliseraldehida-3-fosfat. Karena 2 molekul piruvat digunakan pada sintesis satu glukosa, maka setiap molekul glukosa yang disintesis dalam glukoneogenesis, sel memerlukan 6 ATP dan 2 NADH. Glikolisis dan glukoneogenesis tidak dapat bekerja pada saat yang sama. Oleh karena itu, ATP dan NADH yang diperlukan pada glukoneogenesis harus berasal dari oksidasi bahan bakar lain, terutama asam lemak.
Walaupun lemak menyediakan sebagian besar energi untuk glukoneogenesis, tetapi lemak hanya menyumbangkan sedikit fraksi atom karbon yang digunakan sebagai substrat. Ini sebagai akibat struktur siklus asam sitrat. Asam lemak yang paling banyak pada manusia yaitu asam lemak dengan jumlah atom karbon genap didegradasi oleh enzim -oksidasi menjadi asetil-KoA. Asetil KoA menyumbangkan fragmen 2-karbon ke siklus asam sitrat, tetapi pada permulaan siklus 2 karbon hilang sebagai CO2. Jadi, metabolisme asetil KoA tidak mengakibatkan peningkatan jumlah oksaloasetat yang tersedia untuk glukoneogenesis. Bila oksaloasetat dihilangkan dari siklus dan tidak diganti, kapasitas pembentukan ATP dari sel akan segera membahayakan. Siklus asam sitrat tidak terganggu selama glukoneogenesis karena oksaloasetat dibentuk dari piruvat melalui reaksi piruvat karboksilase.
Kebanyakan atom karbon yang digunakan pada sintesis glukosa disediakan oleh katabolisme asam amino. Beberapa asam amino yang umum ditemukan mengalami degradasi menjadi piruvat. Oleh karena itu masuk ke proses glukoneogenesis melalui reaksi piruvat karboksilase. Asam amino lainnya diubah menjadi zat antara 4 atau 5 karbon dari siklus asam sitrat sehingga dapat membantu meningkatkan kandungan oksaloasetat dan malat mitokondria. Dari 20 asam amino yang sering ditemukan dalam protein, hanya leusin dan lisin yang seluruhnya didegradasi menjadi asetil-KoA yang menyebabkan tidak dapat menyediakan substrat untuk glukoneogenesis.
Pengaturan Glukoneogenesis
Hati dapat membuat glukosa melalui glukoneogenesis dan menggunakan glukosa melalui glikolisis sehingga harus ada suatu sistem pengaturan yang mencegah agar kedua lintasan ini bekerja serentak.Sistem pengaturan juga harus menjamin bahwa aktivitas metabolik hati sesuai dengan status gizi tubuh yaitu pembentukan glukosa selama puasa dan menggunakan glukosa saat glukosa banyak. Aktivitas glukoneogenesis dan glikolisis diatur secara terkoordinasi dengan cara perubahan jumlah relatif glukagon dan insulin dalam sirkulasi.
Bila kadar glukosa dan insulin darah turun, asam lemak dimobilisasi dari cadangan jaringan adipose dan aktivitas -oksidasi dalam hati meningkat. Hal ini mengakibatkan peningkatan konsentrasi asam lemak dan asetil-KoA dalam hati. Karena asam amino secara serentak dimobilisasi dari otot, maka juga terjadi peningkatan kadar asam amino terutama alanin. Asam amino hati diubah menjadi piruvat dan substrat lain glukoneogenesis. Peningkatan kadar asam lemak, alanin, dan asetil-KoA semuanya memegang peranan mengarahkan substrat masuk ke glukoneogenesis dan mencegah penggunaannya oleh siklus asam sitrat. Asetil-KoA secara alosterik mengaktifkan piruvat karboksilase dan menghambat piruvat dehidrogenase. Oleh karena itu, menjamin bahwa piruvat akan diubah menjadi oksaloasetat. Piruvat kinase dihambat oleh asam lemak dan alanin, jadi menghambat pemecahan PEP yang baru terbentuk menjadi piruvat.
Pengaturan hormonal fosfofruktokinase dan fruktosa-1,6-bisfosfatase diperantarai oleh senyawa yang baru ditemukan yaitu fruktosa 2,6-bisfosfat. Pembentukan dan pemecahan senyawa pengatur ini dikatalisis oleh enzim-enzim yang diatur oleh fosforilasi dan defosforilasi. Perubahan konsentrasi fruktosa-2,6-bisfosfat sejajar dengan perubahan untuk glukosa dan insulin yaitu konsentrasinya meningkat bila glukosa banyak dan berkurang bila glukosa langka. Fruktosa-2,6- bisfosfat secara alosterik mengaktifkan fosfofruktokinase dan menghambat fruktosa 1,6-bisfosfatase. Jadi, bila glukosa banyak maka glikolisis aktif dan glukoneogenesis dihambat. Bila kadar glukosa turun, peningkaan glukagon mengakibatkan penurunan konsentrasi fruktosa-2,6-bisfosfat dan penghambatan yang sederajat pada glikolisis dan pengaktifan glukoneogenesis.
2.2 Glukoneogenesis melibatkan glikolisis
siklus asam sitrat dan beberapa reaksi khusus
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.
1. Piruvat dan Fosfoenolpiruvat.
Di dalam mitokondria terdapat
a. 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.
b. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
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.
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 B12pada
manusia dan hewan akan mengakibatkan ekskresi sejumlah besar metil malonat
(Basiduria metilmalonat).
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 C17terutama
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.
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 glukosa–6-fosfatase.
2.3 Glikolisis dan glukoneogenesis
mempunyai lintasan yang sama tetapi arahnya berbeda, maka kedua proses ini
harus diatur secara timbal balik.
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 yaitu :
1. Perubahan laju sintesis
enzim.
2. modifikasi kovalen oleh
fosforilasi yang reversibel.
3. efek alosterik.
BAB III
KESIMPULAN DAN SARAN
3.1 Kesimpulan
Substrat utama untuk glukoneogenesis adalah asam amino - asam
amino, asam laktat, dan gliserol. Glukoneogenesis memenuhi kebutuhan tubuh akan
glukosa pada saat karbohidrat tidak tersedia dengan jumlah yang mencukupi dalam
makanan.
3.2 Saran
Hati dapat membuat glukosa melalui
glukoneogenesis dan menggunakan glukosa melalui glikolisis sehingga harus ada
suatu sistem pengaturan yang mencegah agar kedua lintasan ini bekerja serentak
3.3 Daftar Pustaka
(di unduh pada
tanggal 27/12/14 jam 13.33 wib)
(di unduh pada
tanggal 27/12/14 jam 14.05 wib)
(di unduh pada
tanggal 27/12/14 jam 14.20 wib)
