Dokumen tersebut membahas tentang metabolisme karbohidrat yang terdiri dari berbagai tahapan seperti glikolisis, siklus Krebs, lintasan pentosa, glukoneogenesis, glikogenesis, dan glikogenolisis. Glikolisis merupakan jalur utama metabolisme glukosa yang menghasilkan asam piruvat atau asam laktat dan menghasilkan ATP serta NADH.

1. Selamat Datang
Biokimia
Evy Rossi
METABOLISME KHARBOHIDRAT
Semeter Genap 2009/2010
Fakultas Pertanian
Universitas Riau

2. Pendahuluan
• Metabolisme adalah segala proses-proses
yang terjadi dalam makhluk hidup baik
yang bersel tunggal ataupun banyak.
• Jika proses-proses tersebut terjadi setelah
unsur-unsur makanan dicerna dan diserap
disebut Metabolisme Intermediate
• Metabolisme intermediate merupakan suatu
bidang luas yang berupaya memahami
bukan saja lintasan metabolik yang dialami
oleh masing-masing molekul, tetapi juga
interelasi dan mekanisme yang mengatur
arus metabolit melewati lintasan tersebut.

3. Lintasan metabolisme Intermediate dapat
digolongkan menjadi 3 kategori
1.
2.
Anabolik (penyatuan/pembentukan)
Ini merupakan lintasan yang digunakan pada
sintesis senyawa pembentuk struktur dan mesin
tubuh. Salah satu contoh dari kategori ini adalah
sintesis protein.
Katabolik (pemecahan)
Lintasan ini meliputi berbagai proses oksidasi yang
melepaskan energi bebas, biasanya dalam
bentuk fosfat energi tinggi atau unsur ekuivalen
pereduksi, seperti rantai respirasi dan fosforilasi
oksidatif.

4. ..................Lintasan metabolisme Intermediate
3.
Amfibolik (persimpangan)
Lintasan ini memiliki lebih dari satu fungsi dan
terdapat pada persimpangan metabolisme
sehingga bekerja sebagai penghubung antara
lintasan anabolik dan lintasan katabolik. Contoh
dari lintasan ini adalah siklus asam sitrat.

5. Karbohidrat
Protein
Lipid
Pencernaan dan absorpsi
Gula sederhana
(terutama glukosa)
Asam lemak +
gliserol
Asam amino
Katabolisme
Asetil KoA
Siklus asam
sitrat
Ilustrasi skematis dari lintasan
metabolik dasar
2CO2
2H
ATP

6.  Karbohidrat yang mengalami katabolisme
menjadi energi dalam bentuk
monosakarida.
 Glukosa merupakan metabolik utama
bagi jaringan mamalia (kecuali hewan
pemamah biak)
 Glukosa sebagai bahan bakar utama
akan mengalami glikolisis (dipecah)
menjadi 2 piruvat jika tersedia oksigen.
Dalam tahap ini dihasilkan energi berupa
ATP.
 Selanjutnya masing-masing piruvat
dioksidasi menjadi asetil KoA. Dalam tahap
ini dihasilkan energi berupa ATP.

7.  Asetil KoA akan masuk ke jalur
persimpangan yaitu siklus asam sitrat.
Dalam tahap ini dihasilkan energi berupa
ATP.
 Jika sumber glukosa melebihi kebutuhan
energi kita maka glukosa tidak dipecah,
melainkan akan dirangkai menjadi polimer
glukosa (disebut glikogen). Glikogen ini
disimpan di hati dan otot sebagai
cadangan energi jangka pendek. Jika
kapasitas penyimpanan glikogen sudah
penuh, maka karbohidrat harus dikonversi
menjadi jaringan lipid sebagai cadangan
energi jangka panjang.

8.  Jika terjadi defisiensi glukosa di diet
sebagai sumber energi, maka glikogen
dipecah menjadi glukosa. Selanjutnya
glukosa mengalami glikolisis, diikuti
dengan oksidasi piruvat sampai dengan
siklus Kreb’s
 Jika glukosa dari diet tak tersedia dan
cadangan glikogenpun juga habis, maka
sumber energi non karbohidrat yaitu lipid
dan protein harus digunakan. Jalur ini
dinamakan glukoneogenesis
(pembentukan glukosa baru) karena
dianggap lipid dan protein harus diubah
menjadi glukosa baru yang selanjutnya
mengalami katabolisme untuk
memperoleh energi.

9. Metabolisme Karbohidrat terdiri dari berbagai
tahapan/macam baik Kabolisme atau Anabolisme:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Glikolisis
Siklus Krebs
Transport Elektron
Lintasan Pentosa
Glukoneogenesis
Glikogenesis
Glikogenolisis

10. Glikolisis
• Glikolisis adalah proses perombakan glukosa
menjadi:
1. Asan Piruvat (pada suasana aerob/
tersedia oksigen)
2. Asam laktat (pada suasana an aerob/
tidak tersedia oksigen)
• Terjadi di dalam Sitosol
• Glikolisis merupakan jalur utama
metabolisme glukosa agar terbentuk asam
piruvat, dan selanjutnya asetil-KoA untuk
dioksidasi dalam siklus asam sitrat.

11. Glycolysis
What is glycolysis?
 Ten step metabolic pathway to
convert glucose into two molecules
of pyruvate and two molecules
each of NADH and ATP.
 All carbohydrates to be catabolized
must enter the glycolytic pathway.
 Glycolysis is central in generating
both energy and metabolic
intermediaries.

12. -Pyruvate can be further processed:
a) anaerobically to lactate in muscle
and in certain micro-organisms or
b) anaerobically to ethanol
(fermentation) or
c) aerobically to CO2 and H2O via
the citric acid cycle.

13. • glikolisis juga menjadi lintasan utama metabolisme
fruktosa dan galaktosa.
• Keseluruhan persamaan reaksi untuk glikolisis yang
menghasilkan laktat adalah:
Glukosa + 2ADP +2Pi  2L(+)-Laktat +2ATP +2H2O

14. GLYCOLYSIS
Glucose
ATP
hexokinase
ADP
Glucose 6-phosphate
phosphoglucoisomerase
Fructose 6-phosphate
ATP
phosphofructokinase
ADP
Fructose 1,6-bisphosphate
aldolase
triose phosphate isomerase
Dihydroxyacetone
Glyceraldehyde
phosphate
3-phosphate

15. Glyceraldehyde 3-phosphate
glyceraldehyde
NAD+ + Pi
3-phosphate
NADH + H+
dehydrogenase
1,3-Bisphosphoglycerate
ADP
phosphoglycerate kinase
ATP
3-Phosphoglycerate
phosphoglyceromutase
2-Phosphoglycerate
enolase
H2O
Phosphoenolpyruvate
ADP
pyruvate kinase
ATP
Pyruvate

16. Tahapan-tahapan Reaksi Glikolisis
First Phase:
1. Fosforilasi Glukosa menjadi Glukosa 6-P
(First phosphorylation and First phosphorylation )
ATP
ADP
heksokinase atau
glukokinase
glucose
glucose 6-phosphate

17. 2- Isomerization of glucose 6-phosphate
Enzyme = phosphoglucoisomerase
glucose 6-phosphate
fructose 6-phophate

18. 3- Fruktosa -6 P mengalami fosforilasi menjadi Fruktosa -1,6 di P
Second phosphorylation and second ATP investment
ATP ADP
phosphofructokinase
fructose 6 phosphate
fructose 1,6 bisphosphate
-second ATP investment
-highly exergonic, essentially
irreversible, ∆G°´= -14.2 kJ/mole
- highly regulated, modulating carbon
regulated
flux through glycolysis in response
to energy and carbon requirements

19. 4- Fruktosa
1,6-bifosfat dipecah menjadi 2 senyawa triosa
fosfat (Cleavage to two triose phosphates)
aldolase
HC=O
HCOH
HCOP
H
+
glyceraldehyde
3-phosphate
H2COP
O=C
CH2OH
dihydroxyacetone
phosphate

20. 5- Isomerization of dihydroxyacetone phosphate
Enzyme = triose-phosphate isomerase
H2C-OH
C=O
triose-phosphate isomerase
CH2-O- P
dihydroxyacetone
phosphate
glyceraldehyde
3-phosphate

21. End of First Phase:
 Production of two glyceraldehyde
3-phosphate molecules from one
glucose molecule with the
expenditure of two ATPs.
 Therefore: the energy yields of the
following steps are multipled by
two.
…… Next
Second Phase:

22. 6- Oxidation of glyceraldehyde 3-phosphate
Enzyme= glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase
+
O
NAD
OPOH
O
glyceraldehyde 3-phosphate
O
OPO
NADH
O
C=O
HCOH
H2C
O- P
1,3 bisphosphoglycerate
-addition of phosphate, oxidation, production of
NADH, formation of high energy compound

23. Reaksi pada tahap 6 menghasilkan senyawa NADH
= nicotinamide adenine dinucleotide, dalam bentuk
tereduksi
H

24. 7- Transfer of phosphate to make ATP (reaksi fosforilasi
tingkat substrat) Enzyme = phosphoglycerate
kinase
O=C-O- P
HC-OH + P
H2C-O-P
P
Adenosine (ADP)
1,3 diP glycerate
O=C-OH
P
HC-OH +
P
H2C-O-P
P
Adenosine (ATP)
3-phosphoglycerate
first substrate level phosphorylation, yielding ATP
2 1,3 bis PG yield 2 ATPs, thus so farATP yield = ATP
input

25. 8- Phosphate shift setup
Enzyme= phosphoglycerate mutase
- shifts phosphate from position 3 to 2
- reversible,

26. 9- Generation of second very high energy compound
by a dehydration. Enzyme = enolase
Reaksi ini melibatkan dehidrasi serta pendistribusian
kembali energi di dalam molekul, menaikkan valensi fosfat
dari posisi 2 ke status berenergi tinggi.

27. 10- Final generation of ATP Enzyme = pyruvate kinase
P
O H
ADP
OOC-C=CH
phosphoenolpyruvate
ATP
O
OOC-C-CH3
pyruvate
second substrate level
phosphorylation yielding ATP
Fosfat berenergi tinggi PEP dipindahkan pada ADP oleh enzim piruvat
kinase sehingga menghasilkan ATP. Enol piruvat yang terbentuk dalam
reaksi ini mengalami konversi spontan menjadi keto piruvat

28. Bookkeeping:
Bookkeeping
- 2 ATPs from each glyceraldehyde 3-phosphate
= total of 4 per original glucose in second
phase.
- 2 molecules of NADH also produced.
- 2 ATPs were invested in the first phase of
glycolysis.
Glycolysis:
Invest 2 ATP  4 ATP 
net 2 ATP and 2 NADH

29. Summary of Energy Relationships
for Glycolysis
Input = 2 ATP
1. glucose + ATP  glucose-6-P
2. fructose-6-P + ATP  fructose 1,6 diphosphate
Output = 4 ATP + 2 NADH
1. 2 glyceraldehyde 3-P + 2 Pi + 2 NAD+
2 (1,3 bisphosphoglycerate) + 2 NADH
2. 2 (1,3 bisphosphoglycerate) + 2 ADP
2 (3-P-glycerate) + 2 ATP
3. 2 PEP + 2 ADP  2 pyruvate + 2 ATP
Net
=
2 ATP and 2 NADH