1. Glukoneogenesis berguna untuk menghasilkan glukosa dari sumber non-karbohidrat untuk diekspor ke jaringan yang hanya dapat menggunakan glukosa sebagai sumber energi, seperti otak dan eritrosit. 2. Reaksi utama glukoneogenesis adalah konversi piruvat menjadi glukosa melalui beberapa tahap yang melibatkan enzim kunci seperti piruvat karboksilase dan fosfoenolpiruvat karboksikinase

1. Glukoneogenesis
6 Maret 2012 (FMIPA)
8 Maret (FKIP)

2. Glukoneogenesis
Glukoneogenesis
Glikis
Neo
Genesis
Biosintesis karbohidrat dari prekursor C3 atau C4

3. Prekursor Glukoneogenesis
Prekursor atau substrat terpenting dalam glukoneogenesis:
1. Laktat yang dihasilkan dari glikolisis pada sel otot dan eritrosit
2. Asam amino, yang berasal baik dari nutrisi maupun degradasi protein sel otot
pada saat puasa
3. Propionat dari degradasi asam lemak
4. Gliserol dari hidrolisis/katabolisme lemak

4. Overview
Sekilas, glukoneogenesis merupakan
kebalikan dari glikolisis.
TETAPI Proses biosintesis ini sama sekali
bukan merupakan reaksi yang sama dalam
arah kebalikan dari glikolisis.
Artinya, reaksi-reaksi pada glukonegenesis
dikendalikan oleh enzim-enzim yang
berbeda dengan enzim-enzim yang terlibat
pada glikolisis.

5. Pertanyaan penting
1. Apa manfaat glukoneogenesis bagi organisme?
2. Bagaimana reaksi total glukoneogenesis?
3. Enzim penting apa saja yang berperan pada
glukoneogenesis?
4. Apa contoh praktis glukoneogenesis?

6. Mengapa glukoneogenesis?
Sel-sel otak, sistem syaraf pusat, medulla ginjal, testis dan eritrosit secara
eksklusif membutuhkan glukosa sebagai sumber energinya
Sel-sel tersebut tidak dapat memanfaatkan lemak, protein dan asam
amino sebagai sumber karbon.
Oleh karena itu, proses biosintesis glukosa pada sel-sel tersebut
mutlak diperlukan
Glukoneogenesis terutama terjadi di liver dan ginjal.
Enzim-enzim glukoneogenesis kebanyakan terdapat pada sitosol.
Namun demikian, piruvat karboksilase terletak pada matriks mitokondria
dan glukosa-6-fosfatase terikat pada ER halus.
Kebutuhan glukosa otak 120 gram/hari dari total kebutuhan
manusia 160 gram/hari
190 gram glukosa dalam bentuk glikogen bisa dimanfaatkan
setiap saat
Cadangan makanan hanya untuk 1 hari saja

7. Regulasi Glikolisis dan Glukoneogenesis
Skenario siklus futile vs.siklus substrat

8. Bypass 3 reaksi irreversibel glikolisis
Reaksi 1 heksokinase/glukokinase
Reaksi 3 PFK 1
Reaksi 10 Piruvat kinase

9. Reaksi pada glukoneogenesis
1. Konversi piruvat menjadi oksaloasetat oleh enzim piruvat
karboksilase (reaksi karboksilasi). Reaksi terjadi di matriks
mitokondria dan menggunakan biotin sebagai pengemban-
teraktivasi (activated-carrier) bagi CO2
E-biotin + ATP +HCO3
- E-biotin-CO2 + ADP + Pi
E-biotin-CO2 + piruvat E-biotin + oksaloasetat
2. Dekarboksilasi dan fosforilasi oksaloasetat oleh
fosfoenolpiruvat karboksikinase
oksaloasetat + GTP PEP +CO2 + GDP

10. Reaksi pada glukoneogenesis
Glukoneogenesis memerlukan 4 ATP dan 2 GTP untuk sintesis satu
molekul glukosa dari 2 molekul piruvat
3. Konversi PEP menjadi fruktosa-1,6-bifosfat melalui beberapa
tahap reaksi yang membutuhkan 1 ATP dan 1 NADH
4. Defosforilasi fruktosa-1,6 bifosfat menjadi fruktosa-6 –fosfat oleh
enzim FBPase-1
fruktosa-1,6-bifosfat + H2O fruktosa 6-fosfat + Pi
5. Konversi fruktosa-6-fosfat menjadi glukosa-6-fosfat oleh
fosfoglukoisomerase
6. Defosforilasi glukosa 6-fosfat menjadi glukosa oleh enzim glukosa
6-fosfatase yang terikat pada retikulum endoplasma halus.
glukosa-6-fosfat + H2O glukosa + Pi

11. Pengendalian Glikolisis vs Glukoneogenesis
Energy charge: perbandingan
relatif ATP/AMP
EC rendah AMP tinggi
EC tinggi ATP tinggi
Salah satu ukuran energi sel

12. Regulasi allosterik PFK-1 dan FBPase-1 oleh
F-2,6-bifosfat
Reaksi 2 Glikolisis
Fruktosa-6-fosfat Fruktosa-1,6-bifosfat
Reaksi pada glukoneogenesis
Fruktosa-1,6-bifosfat Fruktosa-6-fosfat
Kedua reaksi di atas diregulasi secara
allosterik oleh fruktosa-2,6-bifosfat

13. Regulasi allosterik PFK-1 dan FBPase-1 oleh
F-2,6-bifosfat
Glikolisis Glukoneogenesis
Pengendalian konsentrasi F-2,6-bifosfat adalah mekanisme penting
dalam menentukan flux glikolisis dan glukoneogenesis
Pengendalian melalui hormon insulin dan glukagon

14. Dual function enzyme PFK-2/FBPase-2
1. Aktivitas kinase: memfosforilasi fruktosa-6-fosfat menjadi F-2,6-bisfosfat
meningkatkan fluks glikolisis
2. Aktivitas fosfatase: defosforilasi F-2,6-bifosfat menjadi fruktosa-6-fosfat
meningkatkan fluks glukoneogenesis

15. Kaitan dengan Insulin dan glukagon Tugas

16. Siklus Cori

17. Ringkasan
1. Apa manfaat glukoneogenesis bagi organisme?
Liver dan ginjal menghasilkan glukosa dari sumber non-karbohidrat
(laktat, asam amino, gliserol) untuk diekspor ke jaringan yang bergantung
secara eksklusif pada suply glukosa (sel otak dan eritrosit).
2. Bagaimana reaksi total glukoneogenesis?
3. Enzim penting apa saja yang berperan pada glukoneogenesis?
Piruvat karboksilase
Fosfoenolpiruvat Karboksikinase (PEPCK)
Fruktosa-1,6-bifosfatase-1 (FBPase-1)
Glukosa-6-fosfatase
4. Apa contoh praktis glukoneogenesis?
Siklus Cori: (mis) atlet/sprinter menghasilkan banyak laktat pada otot.
Pada periode relaksasi, laktat ditransport ke liver dan dikonversi menjadi
glukosa melalui jalur glukoneogenesis. Selanjutnya glukosa dikirim
kembali ke otot untuk disimpan dalam bentuk glikogen.