Home Ensiklopedia Metabolisme Karbohidrat: Anabolisme dan Katabolisme Karbohidrat

Metabolisme Karbohidrat: Anabolisme dan Katabolisme Karbohidrat

SHARE

Metabolisme Karbohidrat

Keseluruhnya reaksi kimia didalam tubuh organisme yang melibatkan perubahan daya disebut dengan metabolisme. Sebagai makhluk hidup, daya bisa dibuat dari satu proses, atau sebuah proses malah membutuhkan daya.

Biasanya, daya dilepaskan saat tubuh organisme mengolah molekul kompleks jadi molekul yang simpel. Proses itu diberi nama katabolisme.

Mengenai proses pembentukan senyawa kompleks dari unsur-unsur penyusunnya serta reaksi itu membutuhkan daya diberi nama anabolisme.

1. Katabolisme Karbohidrat

Katabolisme adalah reaksi penguraian atau pemecahan senyawa kompleks jadi senyawa yang lebih simpel untuk membuahkan daya. Proses katabolisme yang terjadi pada makhluk hidup dibedakan jadi respirasi aerob serta respirasi anaerob.

Apakah yang membedakan respirasi aerob dengan respirasi anaerob?

Bersumber pada perubahan dayanya, reaksi kimia bisa dibedakan jadi reaksi eksergonik serta reaksi endergonik. Pada reaksi eksergonik, terjadi pelepasan daya.

Katabolisme adalah reaksi eksergonik. Bila daya yang dilepaskan berbentuk panas, disebut dengan reaksi eksoterm. Mengenai pada reaksi endergonik, terjadi penyerapan daya dari lingkungan.

Anabolisme termasuk juga reaksi endergonik lantaran membutuhkan daya. Bila daya yang dipakai berbentuk panas, disebut dengan reaksi endoterm.

a. Respirasi Aerob

Respirasi mempunyai tujuan membuahkan daya dari sumber nutrisi yang dipunyai. Seluruh makhluk hidup lakukan respirasi serta tidak cuma berbentuk pengambilan hawa secara langsung.

Respirasi dalam hubungannya dengan pembentukan daya dikerjakan didalam sel. Oleh karenanya, prosesnya diberi nama respirasi sel. Organel sel yang berperan dalam menjalani pekerjaan pembentukan daya ini yaitu mitokondria.

loading...

Respirasi termasuk juga kedalam grup katabolisme lantaran di dalamnya terjadi penguraian senyawa kompleks jadi senyawa yang lebih simpel, diikuti dengan pelepasan daya. Daya yang kita pakai bisa datang dari hasil metabolisme tumbuhan.

Oleh karenanya, tumbuhan adalah organisme autotrof, yang memiliki arti bisa menghasilkan makanan sendiri. Mengenai customer, seperti hewan serta manusia, yang tidak bisa sediakan makanan sendiri disebut dengan organisme heterotrof.

Proses respirasi erat hubungannya dengan pembakaran bahan bakar berbentuk makanan jadi daya. Keadaan maksimal bakal terwujud dalam keadaan aerob (ada oksigen). Secara singkat, proses yang terjadi sebagai berikut ini.

Pembentukan daya siap gunakan bakal lewat beberapa step reaksi dalam system respirasi sel pada mitokondria. Menurut Campbell, et al, (2006 : 93) reaksi-reaksi itu, yakni :

  1. glikolisis, yaitu proses pemecahan glukosa jadi asam piruvat ;
  2. dekarboksilasi oksidatif asam piruvat, yaitu perombakan asam piruvat jadi asetil Co-A ;
  3. daur asam sitrat, yaitu siklus perombakan asetil Ko-A jadi akseptor elektron serta terjadi pelepasan sumber daya ;
  4. transfer elektron, yaitu mekanisme pembentukan daya paling besar dalam proses respirasi sel yang membuahkan product sambilan berbentuk air.

metabolisme karbohidrat

1) Glikolisis

Step ini adalah awal terjadinya respirasi sel. Molekul glukosa bakal

masuk kedalam sel lewat proses difusi. Supaya bisa bereaksi, glukosa di beri daya aktivasi berbentuk satu ATP. Hal semacam ini menyebabkan glukosa dalam kondisi terfosforilasi jadi glukosa-6-fosfat yang dibantu oleh enzim heksokinase.

Secara singkat, glukosa-6-fosfat dipecah jadi 2 buah molekul gliseraldehid-3-fosfat (PGAL) dengan pertolongan satu ATP serta enzim fosfoheksokinase. Proses berikutnya adalah proses eksergonik.

Hasil yaitu 4 molekul ATP serta hasil akhir berbentuk 2 molekul asam piruvat (C3). Secara komplit, proses glikolisis yang terjadi sebagai berikut ini (Gambar 2. 10).

metabolisme karbohidrat

Meskipun empat molekul ATP dibuat pada step glikolisis, tetapi hasil reaksi keseluruhnya yaitu dua molekul ATP. Ada dua molekul ATP yang perlu diberikan pada fase awal glikolisis. Step glikolisis tidak membutuhkan oksigen.

Setiap asam piruvat yang dihasilkan kemudian akan diubah menjadi Asetil-KoA (koenzim-A). Asam piruvat ini akan mengalami dekarboksilasi hingga gugus karboksil bakal hilang sebagai CO2 serta bakal berdifusi keluar sel.

Dua gugus karbon yang tersisa lantas bakal alami oksidasi hingga gugus hidrogen di keluarkan serta di tangkap oleh akseptor elektron NAD+.

Cermati Gambar 2. 11. Gugus yang terbentuk, lantas ditambahkan koenzim-A hingga jadi asetil-KoA.

Hasil akhir dari proses dekarboksilasi oksidatif ini bakal membuahkan 2 asetil-KoA serta 2 molekul NADH. Pembentukan asetil-KoA membutuhkan hadirnya vitamin B1.

Bersumber pada hal itu, bisa di ketahui begitu utamanya vitamin B dalam tubuh hewan ataupun tumbuhan.

dekarboksilasi-oksidatif-asam-piruvat

3) Daur Asam Sitrat

Proses berikutnya yaitu daur asetil-KoA jadi beberapa bentuk hingga dibuat banyak akseptor elektron. Tidak hanya disebut dengan sebagai daur asam sitrat, proses ini disebut juga dengan daur Krebs.

Hans A. Krebs yaitu orang yang pertama kalinya mencermati serta menerangkan fenomena ini pada th. 1930.

metabolisme karbohidrat

Tiap bagian dalam daur asam sitrat dikatalis oleh enzim yang spesial. Berikut ini yaitu beberapa bagian yang terjadi dalam daur asam sitrat. (Gambar 2. 12).

a) Asetil-KoA bakal menyumbangkan gugus asetil pada oksaloasetat hingga terbentuk asam sitrat. Koenzim A bakal di keluarkan serta digantikan dengan menambahkan molekul air.

b) Perubahan formasi asam sitrat jadi asam isositrat bakal dibarengi pelepasan air.

c) Asam isositrat bakal melepas satu gugus atom C dengan pertolongan enzim asam isositrat dehidrogenase, membuat asam B-ketoglutarat. NAD+ bakal mendapat donor elektron dari hidrogen untuk membuat NADH. Asam B-ketoglutarat berikutnya dirubah jadi suksinil KoA.

d) Asam suksinat tiokinase bantu pelepasan gugus KoA serta ADP mendapat donor fosfat jadi ATP. Pada akhirnya, suksinil-KoA beralih jadi asam suksinat.

e) Asam suksinat dengan pertolongan suksinat dehidrogenase bakal beralih jadi asam fumarat dibarengi pelepasan satu gugus elektron. Pada step ini, elektron bakal di tangkap oleh akseptor FAD jadi FADH2.

f) Asam Fumarat bakal dirubah jadi asam malat dengan pertolongan enzim fumarase.

g) Asam malat bakal membuat asam oksaloasetat dengan pertolongan enzim asam malat dehidrogenase. NAD+ bakal terima sumbangan elektron dari step ini serta membuat NADH.

h) Dengan terbentuknya asam oksaloasetat, siklus akan diawali lagi dengan sumbangan dua gugus karbon dari asetil KoA.

4) Transfer Elektron

Sepanjang tiga proses di awal, dibuat beberapa reseptor elektron yang bermuatan akibat menambahkan ion hidrogen. Reseptor-reseptor ini lantas bakal masuk ke transfer elektron untuk membuat sebuah molekul tambah energi tinggi, yaitu ATP.

Reaksi ini berjalan didalam membran mitokondria. Reaksi ini berperan membuat daya sepanjang oksidasi yang dibantu oleh enzim pereduksi.

Transfer elektron adalah proses kompleks yang melibatkan NADH (Nicotinamide Adenine Dinucleotide), FAD (Flavin Adenine Dinucleotide), serta molekul-molekul yang lain.

Dalam pembentukan ATP ini, ada akseptor elektron yang bakal memfasilitasi pertukaran elektron dari satu system ke system yang lain.

a) Enzim dehidrogenase mengambil hidrogen dari zat yang bakal dirubah oleh enzim (substrat). Hidrogen alami ionisasi sebagai berikut ini.

2H 2H+ + 2e elektron

Proton hidrogen mereduksi koenzim NAD lewat reaksi NAD + H+ NADH + H+. NADH dari matriks mitokondria masuk ke ruangan intermembran melalui membran dalam, lantas masuk system rantai pernafasan.

b) NADH dioksidasi jadi NAD+ dengan memindahkan ion hidrogen pada flavoprotein (FP), flavin mononukleotida (FMN), atau FAD yang melakukan tindakan sebagai pembawa ion hidrogen.

Dari flavoprotein atau FAD, tiap proton atau hidrogen di keluarkan ke matriks sitoplasma untuk membuat molekul H2O.

c) Elektron bakal beralih dari ubiquinon ke protein yang memiliki kandungan besi serta sulfur (FeSa serta FeSb) sitokrom b koenzim quinon sitokrom b2 sitokrom o sitokrom c sitokrom a sitokrom a3, serta paling akhir di terima oleh molekul oksigen hingga terbentuk H2O cermati Gambar 2. 13.

sistem-transfer-elektron

Didalam rantai pernafasan, 3 molekul air (H2O) dibuat lewat NADH serta 1 molekul H2O dibuat lewat FAD. Satu mol H2O yang lewat NADH setara dengan 3 ATP serta 1 molekul air yang lewat FAD setara dengan 2 ATP.

metabolisme karbohidrat

Meskipun ATP keseluruhan yang tercantum pada Tabel 2. 1 yaitu 38 ATP, jumlah keseluruhan yang dibuat pada proses respirasi yaitu 36 ATP. Hal itu dikarenakan 2 ATP dipakai oleh elektron untuk masuk ke mitokondria.

b. Respirasi Anaerob

Sesudah olahraga atau kerjakan sebuah pekerjaan berat, napas Anda jadi terengah-engah lantaran supply oksigen yang masuk tubuh jadi menyusut.

Tubuh menangani kondisi ini dengan memperpendek jalur pembentukan daya lewat proses respirasi anaerob.

Langkah tersebut ditempuh supaya tubuh tidak kekurangan supply daya saat lakukan sebuah kesibukan berat. Respirasi anaerob juga dikenal dengan arti fermentasi.

Fermentasi yaitu perubahan glukosa secara anaerob yang mencakup glikolisis serta pembentukan NAD.

Fermentasi membuahkan daya yang relatif kecil dari glukosa. Glikolisis berjalan dengan baik pada keadaan tanpa oksigen.

Fermentasi dibedakan jadi dua type reaksi, yaitu fermentasi alkohol serta fermentasi asam laktat.

Fermentasi alkohol ataupun fermentasi asam laktat dengan diawali proses glikolisis. Pada glikolisis, didapat 2 NADH + H+ + 2 ATP + asam piruvat.

Pada reaksi aerob, hidrogen dari NADH bakal bereaksi dengan O2 pada transfer elektron.

Pada reaksi anaerob, ada akseptor hidrogen permanen berbentuk asetildehida atau asam piruvat.

1) Fermentasi Alkohol

Pada fermentasi alkohol, asam piruvat dirubah jadi etanol atau etil alkohol lewat dua langkah reaksi. Langkah pertama yaitu pembebasan CO2 dari asam piruvat yang lantas dirubah jadi asetaldehida.

Langkah ke-2 yaitu reaksi reduksi asetaldehida oleh NADH jadi etanol. NAD yang terbentuk bakal dipakai untuk glikolisis (Gambar 2. 14) .

metabolisme karbohidrat

Sel ragi serta bakteri lakukan respirasi secara anaerob. Hasil fermentasi berbentuk CO2 dalam industri roti digunakan untuk meningkatkan adonan roti hingga pada roti ada pori-pori.

2) Fermentasi Asam Laktat

Fermentasi asam laktat yaitu fermentasi glukosa yang membuahkan

asam laktat. Fermentasi asam laktat diawali dengan glikolisis yang membuahkan asam piruvat, lantas berlanjut dengan perubahan asam piruvat jadi asam laktat (Gambar 2. 15).

Pada fermentasi asam laktat, asam piruvat bereaksi secara langsung dengan NADH membuat asam laktat. Fermentasi asam laktat bisa berjalan saat pembentukan keju serta yoghurt.

Pada sel otot manusia yang berbentuk fakultatif anaerob, terbentuk ATP dari fermentasi asam laktat bila keadaan kandungan oksigen amat sedikit.

Pada pembentukan ATP yang berjalan secara aerob, oksigennya datang dari darah. Sel mengadakan perubahan dari respirasi aerob jadi fermentasi.

Hasil fermentasi berbentuk asam laktat bakal terakumulasi dalam otot hingga otot jadi kejang. Asam laktat dari darah bakal diangkut kedalam hati yang lantas dirubah kembali jadi asam piruvat secara aerob.

Fermentasi pada sel otot terjadi bila kandungan O2 rendah serta keadaan bisa sembuh kembali sesudah berhenti lakukan berolahraga.

fermentasi-asam-laktat

2. Anabolisme Karbohidrat

Anabolisme adalah proses pengaturan zat dari senyawa simpel jadi senyawa yang kompleks. Proses itu berjalan didalam tubuh makhluk hidup. Anabolisme adalah kebalikan dari katabolisme. Proses anabolisme membutuhkan daya, baik daya panas, sinar, atau daya kimia.

Anabolisme yang memakai daya sinar disebut dengan fotosintesis, sedang anabolisme yang memakai daya kimia disebut dengan kemosintesis. Berikut ini ini bakal diterangkan tentang fotosintesis serta kemosintesis.

a. Fotosintesis

Bila Anda pernah masuk sebuah daerah rimba atau jalanan yang mempunyai pohon-pohon rindang, jelas Anda bakal terasa fresh pada siang hari yang panas.

Walau demikian, bila Anda melalui sisi yang sudah gundul atau tidak ada pohon-pohon, Anda semakin lebih gampang terasa gerah. Seluruh itu mungkin saja terjadi demikian saja tanpa Anda sadari.

Proses apakah yang sesungguhnya tengah terjadi? Kenapa hal itu bisa tejadi?

Tumbuhan di kurang lebih kita mungkin saja hanya sebuah makhluk tanpa daya untuk beberapa orang. Walau demikian, bila Anda sudah mengetahui momen mengagumkan di dalamnya, Anda mungkin saja bakal beralih fikiran tentang begitu utamanya pohon-pohon serta rimba untuk kehidupan manusia di bumi.

Dari sinar matahari yang menyinari bumi, dimulailah sebuah proses transfer daya di alam. Lewat daun-daunnya, tumbuhan hijau menangkap sinar itu sebagai bahan bakar pembuatan makanan.

Air serta gas CO2 yang di tangkap, di proses jadi sumber daya untuk kita serta customer yang lain di planet bumi ini. Product itu bisa berbentuk buah yang kita makan, daun-daunan, maupun sisi lain dari tumbuhan, seperti umbi serta bunga.

Satu hal yang tidak kalah utamanya yaitu tumbuhan membuahkan oksigen dalam proses fotosintesis (Gambar 2. 16).

fotosintesis

b. Kemosintesis

Tidak hanya lewat fotosintesis, reaksi pembentukan (anabolisme) molekul tambah energi pada beberapa makhluk hidup bisa pula terjadi lewat kemosintesis. Hal semacam ini terlebih dikerjakan oleh bakteri kemoautotrof.

Tidak sama dengan fotosintesis yang mendapat daya dari cahaya matahari, kemosintesis mendapat daya dari reaksi molekul anorganik. Beberapa organisme kemosintesis mereaksikan CO2 dengan H2 tambah energi tinggi untuk membuahkan metana serta air lewat reaksi sebagai berikut ini.

CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O

Hasil reakasi ini berbentuk daya ikatan H2 yang dilepaskan serta bisa dipakai sebagai sumber daya untuk sel.

Reaksi yang membuahkan daya yang lain, memakai sulfur untuk melepas daya ikatan H2. Hal semacam ini dikerjakan oleh bakteri sulfur yang ada di kawah-kawah gunung.

Reaksi ini membuahkan gas hidrogen sulfida (H2S). Berikut ini ini ikhtisar reaksi yang terjadi.

H2 + S H2S + energi

Perkembangan makhluk hidup kemoautotrof terjadi secara lambat, lantaran reaksi ini cuma membuahkan sedikit daya.

Tempat hidup bakteri kemoautotrof semakin banyak dilingkungan yang susah dihuni makhluk lain, seperti di kawah-kawah gunung serta rekahan mendasar laut.

SHARE

Silakan tinggalkan komentar atau pertanyaan