Kamis, 23 Juni 2016

Makalah Biokimia Karbohidrat



Tugas:

MAKALAH
“BIOKIMIA”


Oleh:
RICHARDO REYNALDI S.A.
P00341015036



KEMENTERIAN KESEHATAN REPUBLIK INDONESIA
POLITEKNIK KESEHATAN KENDARI
JURUSAN ANALIS KESEHATAN
2016




KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis ucapakan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas limpahan rahmat dan karunia_Nya penulis diberikan kesehatan dan kesempatan dalam menyelesaikan makalah biokimia ini.
Tak lupa penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada berbagai pihak yang telah membantu dalam penulisan makalah ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu sehingga makalah ini dapat terselesaikan tepat pada waktunya.
Di dalam makalah ini penulis menyadari banyak terdapat kekurangan. Oleh karena itu kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan agar menjadikan makalah ini lebih baik lagi. Penulis berharap semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi para pembaca.






DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR....................................................................................... i
DAFTAR ISI...................................................................................................... ii
BAB I
PENDAHULUAN............................................................................................. 1

A.      LATAR BELAKANG................................................................................ 1

B.       RUMUSAN MASALAH............................................................................ 2
C.       TUJUAN PENULISAN.............................................................................. 2
BAB II
PEMBAHASAN................................................................................................ 2
A.      PENGERTIAN KARBOHIDRAT............................................................. 3
B.       FUNGSI KARBOHIDRAT....................................................................... 3-4
C.       STRUKTUR KARBOHIDRAT................................................................. 5-6
D.      SIFAT KIMIA KARBOHIDRAT.............................................................. 6-8
E.       METABOLISME KARBOHIDRAT......................................................... 8
BAB III
PENUTUP.......................................................................................................... 15
A.KESIMPULAN.............................................................................................. 15
DAFTAR PUSTAKA


BAB I
PENDAHULUAN

I.I. LATAR BELAKANG

Karbohidrat atau Hidrat Arang adalah suatu zat gizi yang fungsi utamanya sebagai penghasil energi, dimana setiap gramnya menghasilkan 4 kalori. Walaupun lemak menghasilkan energi lebih besar, namun karbohidrat lebih banyak di konsumsi sehari-hari sebagai bahan makanan pokok, terutama pada negara sedang berkembang. Di negara sedang berkembang karbohidrat dikonsumsi sekitar 70-80% dari total kalori, bahkan pada daerah-daerah miskin bisa mencapai 90%. Sedangkan pada negara maju karbohidrat dikonsumsi hanya sekitar 40-60%. Hal ini disebabkan sumber bahan makanan yang mengandung karbohidrat lebih murah harganya dibandingkan sumber bahan makanan kaya lemak ataupun protein.
Karbohidrat banyak ditemukan pada serealia (beras, gandum, jagung, kentang dan sebagainya), serta pada biji-bijian yang tersebar luas di alam. Karbohidrat termasuk penyusun sel karena penyusun sel terdiri dari molekul organik, yaitu molekul yang mengandung atom karbon (C), hidrogen (H), dan aksigen (O). Secara biologis, karbohidrat memiliki fungsi sebagai bahan baku sumber energi baik pada hewan, manusia dan tumbuhan.
Sumber karbohidrat nabati dalam bentuk glikogen, hanya dijumpai pada otot dan hati dan karbohidrat dalam bentuk laktosa hanya dijumpai di dalam susu. Pada tumbuh-tumbuhan, karbohidrat di bentuk dari basil reaksi CO2 dan H2O melalui proses foto sintese di dalam sel-sel tumbuh-tumbuhan yang mengandung hijau daun (klorofil). Matahari merupakan sumber dari seluruh kehidupan, tanpa matahari tanda-tanda dari kehidupan tidak akan dijumpai.
Manusia membutuhkan karbohidrat dalam jumlah tertentu setiap harinya. Walaupun tubuh tidak membutuhkan dalam jumlah yang khusus, kekurangan karbohidrat yang sangat parah akan menimbulkan masalah. Diperlukan sekitar 2 gram karbohidrat per Kg berat badan sehari untuk mencegah terjadinya ketosis. Secara keseluruhan tubuh harus mempertahankan keseimbangan tertentu dalam utilisasi karbohidrat, lemak dan protein sebagai sumber energi.

I.II.  RUMUSAN MASALAH
Permasalahan yang akan dibahas dalam makalah ini adalah:
1.      Apa pengertiankarbohidrat?
2.    Apa fungsikarbohidrat?
3.     Bagaimana struktur karbohidrat?
4.     Apa sifat kimia karbohidrat?
5.   Bagaimana metabolisme karbihidrat?

I.III. TUJUAN PENULISAN
Tujuan penulisan makalah ini adalah agar dapat :
1.      Untuk mengetahui pengertian karbohidrat
2.      Untukmengetahui fungsi karbohidrat
3.      Untukmengetahui struktur karbohidrat
4.     Untukmengetahui sifat kimia karbohidrat
5.  Untukmengetahuimetabolisme karbihidrat




BAB II
PEMBAHASAN

II.I. PENGERTIAN KARBOHIDRAT

Karbohidrat ('hidrat dari karbon'), hidrat arang, atau sakarida (dari bahasa Yunaniσάκχαρον, sákcharon, berarti "gula") adalah segolongan besar senyawa organik yang paling melimpah di bumi. Karbohidrat sendiri terdiri atas karbon, hidrogen, dan oksigen. Karbohidrat memiliki berbagai fungsi dalam tubuh makhluk hidup, terutama sebagai bahan bakar (misalnya glukosa), cadangan makanan (misalnya pati pada tumbuhan dan glikogen pada hewan), dan materi pembangun (misalnya selulosa pada tumbuhan, kitin pada hewan dan jamur).Pada proses fotosintesis, tetumbuhan hijau mengubah karbon dioksida menjadi karbohidrat.
Secara biokimia, karbohidrat adalah polihidroksil-aldehida atau polihidroksil-keton, atau senyawa yang menghasilkan senyawa-senyawa ini bila dihidrolisis. Karbohidrat mengandung gugus fungsikarbonil (sebagai aldehida atau keton) dan banyak gugus hidroksil. Pada awalnya, istilah karbohidrat digunakan untuk golongan senyawa yang mempunyai rumus (CH2O)n, yaitu senyawa-senyawa yang n atom karbonnya tampak terhidrasi oleh n molekul air. Namun, terdapat pula karbohidrat yang tidak memiliki rumus demikian dan ada pula yang mengandung nitrogen, fosforus, atau sulfur.
Bentuk molekul karbohidrat paling sederhana terdiri dari satu molekul gula sederhana yang disebut monosakarida, misalnya glukosa, galaktosa, dan fruktosa. Banyak karbohidrat merupakan polimer yang tersusun dari molekul gula yang terangkai menjadi rantai yang panjang serta dapat pula bercabang-cabang, disebut polisakarida, misalnya pati, kitin, dan selulosa. Selain monosakarida dan polisakarida, terdapat pula disakarida (rangkaian dua monosakarida) dan oligosakarida (rangkaian beberapa monosakarida).

II.II. FUNGSI KARBOHIDRAT
Fungsi utama karbohidrat adalah sebagai sumber biokalori dalam bahan makanan, disamping itu juga sebagai bahan pengental atau GMC pada teknologi makanan sebagai bahan penstabil, bahan pemanis (sukrosa, glukosa, fruktosa) dan bahan bakar, misalnya pada glukosa dan pati dan sebagai penyusun struktur sel, misalnya selulosa dan khitin.
Karbohidrat mempunyai peranan penting dalam menentukan karakteristik bahan makanan seperti rasa, warna dan tekstur. Sedangkan fungsi karbohidrat di dalam tubuh adalah:
1. Fungsi utamanya sebagai sumber energi ( 1 gram karbohidrat menghasilkan 4 kalori ) bagi kebutuhan sel-sel jaringan tubuh. Sebagian dari karbohidrat diubah langsung menjadi energi untuk aktifitas tubuh, dan sebagian lagi disimpan dalam bentuk glikogen di hati dan otot. Ada beberapa jaringan tubuh seperti sistem syaraf dan eritrosit hanya dapat menggunakan energi yang berasal dari karbohidrat saja.
2. Melindungi protein agar tidak terbakar sebagai penghasil energi.
3. Kebutuhan tubuh akan energi merupakan prioritas pertama, bila karbohidrat yang dikonsumsi tidak mencukupi untuk kebutuhan energi tubuh dan jika tidak cukup terdapat lemak di dalam makanan atau cadangan lemak yang disimpan di dalam tubuh, maka protein akan menggantikan fungsi karbohidrat sebagai penghasil energi. Dengan demikian protein akan meninggalkan fungsi utamanya sebagai zat pembangun. Apabila keadaan ini berlangsung terus-menerus, maka keadaan kekurangan energi dan protein (KEP) tidak dapat dihindari lagi.
4. Membantu metabolisme lemak dan protein, dengan demikian dapat mencegah terjadinya ketosis dan pemecahan protein yang berlebihan.
5. Di dalam hepar berfungsi untuk detoksifikasi zat-zat toksik tertentu.
6. Beberapa jenis karbohidrat mempunyai fungsi khusus di dalam tubuh. Laktosa misalnya berfungsi membantu penyerapan kalsium. Ribosa merupakan komponen yang penting dalam asam nukleat.
7. Selain itu beberapa golongan karbohidrat yang tidak dapat dicerna, mengandung serat (dietary fiber) berguna untuk pencernaan, seperti selulosa, pektin dan lignin.



II.III. STRUKTUR KARBOHIDRAT
Ada tiga jenis representasi struktural karbohidrat:
1.      Struktur rantai terbuka.


 







  1.  Struktur Hemi-asetal.

 
 












  1. Struktur Haworth

            

II.IV. SIFAT KIMIA KARBOHIDRAT
                      Beberapa sifat kimia karbohidrat :
1.        Sifat Mereduksi
Monosakarida dan beberapa disakarida mempunyai sifat dapat mereduksi, terutama dalam suasana basa. Sifat sebagai reduktor ini dapat digunakan untuk keperluan identifikasi karbohidrat maupun analisis kuantitatif. Sifat mereduksi ini disebabkan oleh adanya gugus aldehida atau keton bebas dalam molekulkarbohidrat.
2.    Pembentukan furfural
Dalam larutan asam yang encer, walaupun dipanaskan monosakarida umumnya stabil. Tetapi apabila dipanaskan dengan asam kuat yang pekat, monosakarida menghasilkan furfural atau derivatnya. Reaksi pembentukan furfural ini adalah reaksi dehidrasi atau pelepasan molekul air dari suatu senyawa.

3.        Pembentukan osazon
Semua karbohidrat yang mempunyai gugus aldehida atau keton bebas akan membentuk osazon bila dipanaskan bersama fenilhidrazin berlebih. Osazon yang terjadi mempunyai bentuk kristaldan titik lebur yang khas bagi masing-masing karbohidrat.

4.    Pembentukan Ester
Adanya gugus hidroksil pada karbohidrat memungkinkan terjadinya ester apabila direaksikan dengan asam. Monosakarida mempunyai beberapa gugus –OH dan dengan asam fosfat dapat menghendakinya menghasilkan ester asam fosfat.
5.    Isomerisasi
Kalau dalam larutan asam encer monosakarida dapat stabil, tidak demikian halnya apabila monosakarida dilarutkan dalam basa encer. Glukosa dalam larutan basa encer akan berubah sebagian menjadi fruktosa dan manosa. Ketiga monosakarida ini ada dalam keadaan keseimbangan. Demikian pula apabila yang dilarutkan itu fruktosa atau manosa, keseimbangan antara ketiga monosakarida akan tercapai juga. Reaksi ini dikenal sebagai transformasi Lobry de Bruin Van Eckenstein yang berlangsung melalui proses enolisasi.
  1. Pembentukan Glikosida
Apabila glukosa direaksikan dengan metil alcohol, menghasilkan dua senyawa. Kedua senyawa ini dapat dipisahkan satu dari yang lain dan keduanya tidak memiliki sifat aldehida. Keadaan ini membuktikan bahwa yang menjadi pusat reaksi adalah gugus –OH yang terikat pada atom karbon nomor 1. Senyawa yang terbentuk adalah suatu asetal dan disebut secara umum glikosida. Ikatan kimia yang terjadi antara gugus metil dengan monosakarida disebut ikatan glikosidik dan gugus –OH yang bereaksi disebut gugus –OH glikosidik.


II.V. METABOLISME KARBOHIDRAT

Glikolisis
Glikolisis adalah katabolisme glukosa yang berlangsung di dalam sitosol semua sel, menjadi:
1.   asam piruvat, pada suasana aerob (tersedia oksigen)
2.   asam laktat, pada suasana anaerob (tidak tersedia oksigen)

a.    Glukosa mengalami fosforilasi menjadi glukosa-6 fosfat dengan dikatalisir oleh enzim heksokinase atau glukokinase pada sel parenkim hati dan sel Pulau Langerhans pancreas. ATP diperlukan sebagai donor fosfat dan bereaksi sebagai kompleks Mg-ATP. Satu fosfat berenergi tinggi digunakan, sehingga hasilnya adalah ADP.(-1P)

                        Mg2+
Glukosa + ATP   ->    glukosa 6-fosfat + ADP
b.   Glukosa 6-fosfat diubah menjadi Fruktosa 6-fosfat dengan bantuan enzim fosfoheksosa isomerase. Enzim ini hanya bekerja pada anomer -glukosa 6-fosfat.
-D-glukosa 6-fosfat  -D-fruktosa 6-fosfat
c.    Fruktosa 6-fosfat diubah menjadi Fruktosa 1,6-bifosfat dengan bantuan enzim fosfofruktokinase. ATP menjadi donor fosfat, sehingga hasilnya adalah ADP.(-1P)
-D-fruktosa 6-fosfat + ATP  D-fruktosa 1,6-bifosfat

d.   Fruktosa 1,6-bifosfat dipecah menjadi gliserahdehid 3-fosfat dan dihidroksi aseton fosfat. Reaksi ini dikatalisir oleh enzim aldolase (fruktosa 1,6-bifosfat aldolase)
D-fruktosa 1,6-bifosfat D-gliseraldehid 3-fosfat + dihidroksiaseton fosfat

e.    Gliseraldehid 3-fosfat dapat berubah menjadi dihidroksi aseton fosfat dan sebaliknya (reaksi interkonversi). Reaksi bolak-balik ini mendapatkan katalisator enzim fosfotriosa isomerase.

D-gliseraldehid 3-fosfat  dihidroksiaseton fosfat
f.     Gliseraldehid 3-fosfat dioksidasi menjadi 1,3-bifosfogliserat dengan bantuan enzim gliseraldehid 3-fosfat dehidrogenase. Dihidroksi aseton fosfat bisa diubah menjadi gliseraldehid 3-fosfat maka juga dioksidasi menjadi 1,3-bifosfogliserat.
D-gliseraldehid 3-fosfat + NAD+ + Pi 1,3-bifosfogliserat + NADH + H+

Atom-atom hidrogen yang dikeluarkan dari proses oksidasi ini dipindahkan kepada NAD+ yang terikat pada enzim. Pada rantai respirasi mitokondria akan dihasilkan tiga fosfat berenergi tinggi. (+3P)
Karena fruktosa 1,6-bifosfat yang memiliki 6 atom C dipecah menjadi Gliseraldehid 3-fosfat dan dihidroksi aseton fosfat yang masing-masing memiliki 3 atom C, dengan demikian terbentuk 2 molekul gula yang masing-masing beratom C tiga (triosa). Jika molekul dihidroksiaseton fosfat juga berubah menjadi 1,3-bifosfogliserat, maka dari 1 molekul glukosa pada bagian awal, sampai dengan tahap ini akan menghasilkan 2 x 3P = 6P. (+6P)
g.    Pada 1,3 bifosfogliserat, fosfat posisi 1 bereaksi dengan ADP menjadi ATP dibantu enzim fosfogliserat kinase. Senyawa sisa yang dihasilkan adalah 3-fosfogliserat.
1,3-bifosfogliserat + ADP  3-fosfogliserat + ATP
Karena ada dua molekul 1,3-bifosfogliserat, maka energi yang                      adalah 2 x 1P = 2P. (+2P)

h.   3-fosfogliserat diubah menjadi 2-fosfogliserat dengan bantuan enzim fosfogliserat mutase.
3-fosfogliserat  2-fosfogliserat
i.      2-fosfogliserat diubah menjadi fosfoenol piruvat (PEP) dengan bantuan enzim enolase. Enolase dihambat oleh fluoride. Enzim ini bergantung pada Mg2+ atau Mn2+.
2-fosfogliserat  fosfoenol piruvat + H2O
j.     Fosfat pada PEP bereaksi dengan ADP menjadi ATP dengan bantuan enzim piruvat kinase. Enol piruvat yang terbentuk dikonversi spontan menjadi keto piruvat.
Fosfoenol piruvat + ADP  piruvat + ATP
Karena ada 2 molekul PEP maka terbentuk 2 molekul enol piruvat sehingga total hasil energi pada tahap ini adalah 2 x 1P = 2P. (+2P)
k.   Jika tak tersedia oksigen (anaerob), tak terjadi reoksidasi NADH melalui pemindahan unsur ekuivalen pereduksi. Piruvat akan direduksi oleh NADH menjadi laktat dengan bantuan enzim laktat dehidrogenase.
Piruvat + NADH + H+  L(+)-Laktat + NAD+
Dalam keadaan aerob, piruvat masuk mitokondria, lalu dikonversi menjadi asetil-KoA, selanjutnya dioksidasi dalam siklus asam sitrat menjadi CO2.
Pada glikolisis aerob, energi yang dihasilkan terinci sebagai berikut:
-  hasil tingkat substrat                                              :+ 4P
-   hasil oksidasi respirasi                                           :+ 6P
-   jumlah                                                                     :+10P
-   dikurangi untuk aktifasi glukosa dan fruktosa 6P : - 2P
 + 8P



Pada glikolisis anaerob, energi yang dihasilkan terinci sebagai berikut:
-   hasil tingkat substrat                                           :+ 4P
-   hasil oksidasi respirasi                                         :+ 0P
-   jumlah                                                                     :+ 4P
-   dikurangi untuk aktifasi glukosa dan fruktosa 6P: - 2P
             + 2P
Oksidasi piruvat
Dalam jalur ini, piruvat dioksidasi (dekarboksilasi oksidatif) menjadi Asetil-KoA, yang terjadi di dalam mitokondria sel. Jalur ini merupakan penghubung antara glikolisis dengan siklus Kreb’s. Jalur ini juga merupakan konversi glukosa menjadi asam lemak dan lemak dan sebaliknya dari senyawa non karbohidrat menjadi karbohidrat.

Rangkaian reaksi kimia yang terjadi dalam lintasan oksidasi piruvat adalah sebagai berikut:
1.  Dengan adanya TDP (thiamine diphosphate), piruvat didekarboksilasi menjadi hidroksietil TDP terikat oleh komponen kompleks enzim piruvat dehidrogenase. Produk sisa yang dihasilkan adalah CO2.
2.Hidroksietil TDP bertemu dengan lipoamid teroksidasi, suatu kelompok prostetik dihidroksilipoil transasetilase untuk membentuk asetil lipoamid, selanjutnya TDP lepas.
3.  Selanjutnya dengan adanya KoA-SH, asetil lipoamid akan diubah menjadi asetil KoA, dengan hasil sampingan berupa lipoamid tereduksi.
4. Siklus ini selesai jika lipoamid tereduksi direoksidasi oleh flavoprotein yang mengandung FAD, pada kehadiran dihidrolipoil dehidrogenase. Flavoprotein tereduksi dioksidasi oleh NAD+, sehingga memindahkan ekuivalen pereduksi kepada rantai respirasi.

Piruvat + NAD+ + KoA  Asetil KoA + NADH + H+ + CO2
Siklus asam sitrat
Siklus asam sitrat juga sering disebut sebagai siklus Kreb’s atau siklus asam trikarboksilat dan berlangsung di dalam mitokondria. Siklus asam sitrat merupakan jalur akhir bersama oksidasi karbohidrat, lipid dan protein. Siklus asam sitrat merupakan rangkaian reaksi katabolisme asetil KoA yang menghasilkan energi dalam bentuk ATP.
Selama proses oksidasi asetil KoA, terbentuk ekuivalen pereduksi berbentuk hidrogen atau elektron. Unsur ekuivalen pereduksi ini kemudian memasuki rantai respirasi (proses fosforilasi oksidatif) menghasilkan ATP. Pada keadaan tanpa oksigen (anoksia) atau kekurangan oksigen (hipoksia) terjadi hambatan total pada siklus tersebut.

Reaksi-reaksi pada siklus asam sitrat diuraikan sebagai berikut:
1.      Kondensasi asetil KoA dengan oksaloasetat membentuk sitrat, dikatalisir sitrat sintase.
Asetil KoA + Oksaloasetat + H2O  Sitrat + KoA
2.         Sitrat dikonversi menjadi isositrat oleh enzim akonitase (akonitat hidratase) yang mengandung besi Fe2+. Konversi berlangsung dalam 2 tahap, yaitu: dehidrasi menjadi sis-akonitat dan rehidrasi menjadi isositrat.

3.         Isositrat mengalami dehidrogenasi menjadi oksalosuksinat dibantu enzim isositrat dehidrogenase, yang bergantung NAD+.
Isositrat + NAD+  Oksalosuksinat  –ketoglutarat + CO2 + NADH + H+
                                              (terikat enzim)
Kemudian terjadi dekarboksilasi menjadi –ketoglutarat yang juga dikatalisir oleh enzim isositrat dehidrogenase. Mn2+ atau Mg2+berperan penting dalam reaksi dekarboksilasi.
4.      –ketoglutarat mengalami dekarboksilasi oksidatif menjadi suksinil KoA dengan bantuan kompleks –ketoglutarat dehidrogenase, dengan kofaktor misalnya TDP, lipoat, NAD+, FAD serta KoA.

–ketoglutarat + NAD+ + KoA  Suksinil KoA + CO2 + NADH + H+
5.        Suksinil KoA berubah menjadi suksinat dengan bantuan suksinat tiokinase (suksinil KoA sintetase).
Suksinil KoA + Pi + ADP  Suksinat + ATP + KoA
6.      Suksinat mengalami dehidrogenasi menjadi fumarat dengan peran suksinat dehidrogenase yang mengandung FAD.

Suksinat + FAD  Fumarat + FADH2
7.      Fumarat mendapatkan penambahan air menjadi malat dengan bantuan enzim fumarase (fumarat hidratase)
Fumarat + H2O  L-malat
8.        Malat mengalami hidrogensi menjadi oksaloasetat dengan katalisator malat dehidrogenase, suatu reaksi yang memerlukan NAD+.

L-Malat + NAD+  oksaloasetat + NADH + H+
Energi yang dihasilkan dalam siklus asam sitrat
Pada proses oksidasi asetil KoA, dihasilkan 3 molekul NADH dan 1 FADH2. Sejumlah ekuivalen pereduksi dipindahkan ke rantai respirasi dalam membran interna mitokondria. Ekuivalen pereduksi NADH menghasilkan 3 ikatan fosfat berenergi tinggi (esterifikasi ADP menjadi ATP). FADH2 menghasilkan 2 ikatan fosfat berenergi tinggi. Fosfat berenergi tinggi juga dihasilkan pada tingkat siklus (tingkat substrat) saat suksinil KoA diubah menjadi suksinat.
Dengan demikian rincian energi yang dihasilkan dalam siklus asam sitrat adalah:
1. Tiga molekul NADH, menghasilkan            : 3 X 3P   =  9P
2. Satu molekul FADH2, menghasilkan           : 1 x 2P    =  2P
3. Pada tingkat substrat                                                    =  1P
Jumlah                                                                                = 12P

Satu siklus Kreb’s akan menghasilkan energi 3P + 3P + 1P + 2P + 3P= 12P.
Kalau kita hubungkan jalur glikolisis, oksidasi piruvat dan siklus Kreb’s, akan dapat kita hitung bahwa 1 mol glukosa jika dibakar sempurna (aerob) akan menghasilkan energi dengan rincian sebagai berikut:
1.  Glikolisis                                        :  8P
2.  Oksidasi piruvat (2 x 3P)               :  6P
3.  Siklus Kreb’s (2 x 12P)                  : 24P
Jumlah                                                    : 38P

Glikogenesis
Tahap pertama metabolisme karbohidrat adalah pemecahan glukosa (glikolisis) menjadi piruvat. Selanjutnya piruvat dioksidasi menjadi asetil KoA. Akhirnya asetil KoA masuk ke dalam rangkaian siklus asam sitrat untuk dikatabolisir menjadi energi.
Proses di atas terjadi jika kita membutuhkan energi, misalnya untuk berpikir, mencerna makanan, bekerja dan sebagainya. Jika jumlah glukosa melampaui kebutuhan, maka dirangkai menjadi glikogen untuk cadangan makanan melalui proses glikogenesis.
Glikogen merupakan simpanan karbohidrat dalam tubuh dan analog dengan amilum pada tumbuhan. Glikogen terdapat didalam hati (sampai 6%) dan otot jarang melampaui jumlah 1%. Tetapi karena massa otot jauh lebih besar daripada hati, maka besarnya simpanan glikogen di otot  bisa mencapai tiga sampai empat kali lebih banyak. Seperti amilum, glikogen merupakan polimer -D-Glukosa yang bercabang.
Glikogen otot adalah sumber heksosa untuk proses glikolisis di dalam otot itu sendiri. Sedangkan glikogen hati adalah simpanan sumber heksosa untuk dikirim keluar guna mempertahankan kadar glukosa darah, khususnya di antara waktu makan. Setelah 12-18 jam puasa, hampir semua simpanan glikogen hati terkuras. Tetapi glikogen otot hanya terkuras setelah seseorang melakukan olahraga yang berat dan lama.
Rangkaian proses terjadinya glikogenesis digambarkan sebagai berikut:
1.    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.

2.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 reversible yang intermediatnya adalah glukosa 1,6-bifosfat.

Enz-P + Glukosa 6-fosfat Enz + Glukosa 1,6-bifosfat  Enz-P + Glukosa 1-fosfat

3. Selanjutnya glukosa 1-fosfat bereaksi dengan uridin trifosfat (UTP) untuk membentuk uridin difosfat glukosa (UDPGlc). Reaksi ini dikatalisir oleh enzim UDPGlc pirofosforilase.

UTP + Glukosa 1-fosfat  UDPGlc + PPi
           
4. Hidrolisis pirofosfat inorganic berikutnya oleh enzim pirofosfatase inorganik akan menarik reaksi kea rah kanan persamaan reaksi

5. Atom C1 pada glukosa yang diaktifkan oleh UDPGlc membentuk ikatan glikosidik dengan atom C4 pada residu glukosa terminal 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.

UDPGlc + (C6)n  UDP + (C6)n+1
         Glikogen       Glikogen

Residu glukosa yang lebih lanjut melekat pada posisi 14 untuk membentuk rantai pendek yang diaktifkan oleh glikogen sintase. Pada otot rangka glikogenin tetap melekat pada pusat molekul glikogen, sedangkan di hati terdapat jumlah molekul glikogen yang melebihi jumlah molekul glikogenin.
6.  Setelah rantai dari glikogen primer diperpanjang dengan penambahan glukosa tersebut hingga mencapai minimal 11 residu glukosa, maka enzim pembentuk cabang memindahkan bagian dari rantai 14 (panjang minimal 6 residu glukosa) pada rantai yang berdekatan untuk membentuk rangkaian 16 sehingga membuat titik cabang pada molekul tersebut. Cabang-cabang ini akan tumbuh dengan penambahan lebih lanjut 1glukosil dan pembentukan cabang selanjutnya. Setelah jumlah residu terminal yang non reduktif bertambah, jumlah total tapak reaktif dalam molekul akan meningkat sehingga akan mempercepat glikogenesis maupun glikogenolisis.

setiap penambahan 1 glukosa pada glikogen dikatalisir oleh enzim glikogen sintase. Sekelompok glukosa dalam rangkaian linier dapat putus dari glikogen induknya dan berpindah tempat untuk membentuk cabang. Enzim yang berperan dalam tahap ini adalah enzim pembentuk cabang (branching enzyme).

Glikogenolisis
Jika glukosa dari diet tidak dapat mencukupi kebutuhan, maka glikogen harus dipecah untuk mendapatkan glukosa sebagai sumber energi. Proses ini dinamakan glikogenolisis. Glikogenolisis seakan-akan kebalikan dari glikogenesis, akan tetapi sebenarnya tidak demikian. Untuk memutuskan ikatan glukosa satu demi satu dari glikogen diperlukan enzim fosforilase. Enzim ini spesifik untuk proses fosforolisis rangkaian 14 glikogen untuk menghasilkan glukosa 1-fosfat. Residu glukosil terminal pada rantai paling luar molekul glikogen dibuang secara berurutan sampai kurang lebih ada 4 buah residu glukosa yang tersisa pada tiap sisi cabang 16.
(C6)n + Pi  (C6)n-1 + Glukosa 1-fosfat
                                                Glikogen      Glikogen

Glukan transferase dibutuhkan sebagai katalisator pemindahan unit trisakarida dari satu cabang ke cabang lainnya sehingga membuat titik cabang 16 terpajan. Hidrolisis ikatan 16 memerlukan kerja enzim enzim pemutus cabang (debranching enzyme) yang spesifik. Dengan pemutusan cabang tersebut, maka kerja enzim fosforilase selanjutnya dapat berlangsung.


Glukoneogenesis
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.
Jadi bisa disimpulkan bahwa glukoneogenesis adalah proses pembentukan glukosa dari senyawa-senyawa non karbohidrat, bisa dari lipid maupun protein.
Secara ringkas, jalur glukoneogenesis dari bahan lipid maupun protein dijelaskan sebagai berikut:
1. Lipid terpecah menjadi komponen penyusunnya yaitu asam lemak dan gliserol. Asam lemak dapat dioksidasi menjadi asetil KoA. Selanjutnya asetil KoA masuk dalam siklus Kreb’s. Sementara itu gliserol masuk dalam jalur glikolisis.
2. Untuk protein, asam-asam amino penyusunnya akan masuk ke dalam siklus Kreb’s.







BAB III
PENUTUP
A.    KESIMPULAN
Beberapa kesimpulan dari makalah ini adalah:
1.    Karbohidrat ('hidrat dari karbon'), hidrat arang, atau sakarida (dari bahasa Yunaniσάκχαρον, sákcharon, berarti "gula") adalah segolongan besar senyawa organik yang paling melimpah di bumi. Karbohidrat sendiri terdiri atas karbon, hidrogen, dan oksigen. Karbohidrat memiliki berbagai fungsi dalam tubuh makhluk hidup, terutama sebagai bahan bakar (misalnya glukosa), cadangan makanan (misalnya pati pada tumbuhan dan glikogen pada hewan), dan materi pembangun (misalnya selulosa pada tumbuhan, kitin pada hewan dan jamur).[1] Pada proses fotosintesis, tetumbuhan hijau mengubah karbon dioksida menjadi karbohidrat.
2.    Fungsi utamanya sebagai sumber energi ( 1 gram karbohidrat menghasilkan 4 kalori ) bagi kebutuhan sel-sel jaringan tubuh. Sebagian dari karbohidrat diubah langsung menjadi energi untuk aktifitas tubuh, dan sebagian lagi disimpan dalam bentuk glikogen di hati dan otot. 

DAFTAR PUSTAKA
http://indaharitonang-fakultaspertanianunpad.blogspot.co.id/2013/05/definisi-jenis-struktur-dan-fungsi.html
https://hermawanbtl.wordpress.com/2014/03/16/biokimia-karbohidrat/
https://id.wikipedia.org/wiki/Karbohidrat
https://id.wikipedia.org/wiki/Metabolisme_karbohidrat
 





Diposting oleh di

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Posting Komentar (Atom)