Metabolisme Protein, Karbohidrat, Lipid, Vitamin dan Mineral PDF

Preview

Summary

“Metabolisme Karbohidrat, Metabolisme Protein, Metabolisme Lipid/Lemak, Metabolisme Vitamin dan Metabolisme Mineral” MAKALAH Disusun Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Metabolisme Dosen : Dr. Prima Endang Susiliwati, M.Si Oleh : 1. KAHARUDDIN (G2L1 15 001) 2. SAPRIL KARTINI ( G2L1 15 007) 3. MUH. EDIH...

Description

“Metabolisme Karbohidrat, Metabolisme Protein, Metabolisme Lipid/Lemak, Metabolisme Vitamin dan Metabolisme Mineral”

MAKALAH Disusun Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Metabolisme Dosen : Dr. Prima Endang Susiliwati, M.Si

Oleh :

1.

KAHARUDDIN (G2L1 15 001)

2.

SAPRIL KARTINI ( G2L1 15 007)

3.

MUH. EDIHAR (G2L1 15 011)

4.

FITRIYANI THAMRIN M. (G2L1 15 012)

5.

ANINGSI SRIWATI ( G2L1 15 013)

PROGRAM STUDI PASCASARJANA KIMIA UNIVERSITAS HALU OLEO KENDARI 2015 i

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, Puji dan Syukur penulis panjatkan ke hadirat ALLAH SWT yang telah melimpahkan Rahmat dan Hidayah-Nya sehingga penulisan makalah yang berjudul “Metabolisme Karbohidrat, Metabolisme Protein, Metabolisme Lipid/Lemak, Metabolisme Vitamin dan Metabolisme Mineral” dapat terselesaikan. Melalui kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada Ibu Dr. Prima Endang Susiliwati, M.Si. selaku Dosen Pengajar Mata Kuliah Kimia Analitik yang telah meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam mengajarkan penulis selama mengikuti perkuliahan. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan makalah ini masih banyak terdapat kekurangan, olehnya itu kritik dan saran yang konstruktif dari semua pihak sangat penulis butuhkan untuk penyempurnaan makalah ini.

Kendari,

November 2015

Penulis

ii

DAFTAR ISI

Halaman HALAMAN JUDUL ........................................................................................

i

KATA PENGANTAR .....................................................................................

ii

DAFTAR ISI ....................................................................................................

iii

DAFTAR TABEL……………………………………………………………..

v

DAFTAR GAMBAR………………………………………………………….

vi

A. Metabolisme Karbohidrat ..........................................................................

1

1. Metabolisme Fruktossa…………………………………………………… 6 B. Metabolisme Protein.................................................................................... 9 1. Penguraian Protein Dalam Tubuh ………………………………………

10

2. Asam Dalam Darah………………………………………………………. 11 3. Reaksi Metabolisme Asam Amino……………………………………….. 12 4. Pembentukan Asetil Koenzim …………………………………………… 14 C. Metabolisme Lipid ....................................................................................... 18 1. Fungsi Lipid ………………………………………………………………. 19 2. Jenis-Jenis Lipid ………………………………………………………….. 20 3. Metabolisme Lipid ………………………………………………………... 28 4. Metabolisme Gliserol…………………………………………………….. 31 5. Oksidasi Asam Lemak ……………………………………………………. 32 6. Sintesia Asam Lemak …………………………………………………….. 40 7. Penyimpanan Dan Pemakaian Kembali Lemak ………………………….. 41

iii

D. Metabolisme Vitamin………………………………………………………. 42 1.

Klasifikasi Vitamin……………………………………………………… 43

2.

Metabolisme Umum Vitamin ………………………………………….. 44

3. Jenis-Jenis Vitamin ……………………………………………………. 45 E. Metabolisme Mineral ……………………………………………………… 52 1. Metabolisme Mineral ……………………………………………………. 53 2. Kalsium …………………………………………………………………… 58 3. Fosfat …………………………………………………………………….. 59 4. Natrium …………………………………………………………………... 60 5. Magnesium ………………………………………………………………. 60 6. Potasiun ………………………………………………………………….. 61 7. Besi (Fe) ………………………………………………………………… 62 8. Zink ………………………………………………………………………. 63 9. Tembaga (Cu) ……………………………………………………………..64 10. Selenium ……………………………………………………………….. . 64 DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………….. 66

iv

DAFTAR TABEL Nomor 1

Judul Tabel Asam-asam lemak penting bagi tubuh

v

Halaman 21

DAFTAR GAMBAR Nomor

Judul Gambar

Halaman

1

Persiapan utama dalam Metabolisme Karbohidrat Diagram

1

2

Sintesis Glokogen

2

3

Sintesis Glikogenolisis

2

4

Persiapan glikosilisis

3

5

Reaksi Glkolisis

4

6

Glukogeogenesis

5

7

Pembentukan Fruktosa 1 Phosphat

6

8

Mekanisme Metabolisme fruktosa

7

9

Struktur Protein

9

10

Siklus Urea

15

11

Struktur Asam Lemak Jenuh

20

12

Struktur Asam Lemak Tak Jenuh

21

13

Struktur Trigliserida Sebagai Lemak Netral

23

14

Struktur dari fosfolipid

23

15

24

17

Fosfolipid bilayer (lapisan ganda) sebagai penyusun membran sel Gabungan lipid dengan protein (lipoprotein) merupakan contoh dari lipid kompleks Perbandingan komposisi penyusun 4 klas besar lipoprotein

18

Ilustrasi peran masing-masing dari 4 klas besar lipoprotein

26

19

Progesteron dan testosterone

27

20

Kortison

27

16

vi

24 25

21

Ester antara asam lemak dengan alkohol membentuk malam

27

22

28

24

Struktur miselus. Bagian polar berada di sisi luar, sedangkan bagian non polar berada di sisi dalam Struktur kilomikron. Perhatikan fungsi kilomikron sebagai pengangkut trigliserida Simpanan trigliserida pada sitoplasma sel jaringan adiposa

25

Ikhtisar metabolisme lipid

31

26

Reaksi-reaksi kimia dalam metabolisme gliserol

32

27

Aktivasi asam lemak menjadi asil KoA

32

28

Mekanisme transportasi asam lemak trans membran mitokondria melalui mekanisme pengangkutan karnitin Oksidasi karbon β menjadi keton

33

30

Oksidasi asam lemak dengan 16 atom C. Perhatikan bahwa setiap proses pemutusan 2 atom C adalah proses oksidasi β dan setiap 2 atom C yang diputuskan adalah asetil KoA.

35

31

Aktivasi asam lemak, oksidasi beta dan siklus asam sitrat

36

32

Proses ketogenesis

38

33

Lintasan ketogenesis di hati

39

34

Lintasan kolesterogenesis

40

35

Tahap-tahap sintesis asam lemak

41

36

Dinamika lipid di dalam sel adiposa. Perhatikan tahap-tahap sintesis dan degradasi trigliserida Struktur Asam ascorbat (Vitamin C)

42

46

39

Reaksi katabolisme tirosine dan sintesis epinefrin dari tirosin, sintesis asam empedu. Struktur Thiamin (Vitamin B1)

40

Siklus Vitamin B1

48

41

Struktur Riboflavin (vitamin B2)

48

42

Siklus Vitamin B2

49

23

29

37 38

vii

29 29

34

46

47

43

Struktur Niasin (vitamin B3)

50

44

Siklus Vitamin B3

50

45

Struktur Asam pantotenat (vitamin B5)

51

46

Struktur Vitamin B6

51

47

Mineral

53

48

Pompa Natrium (Na+ ) Kalium (K+)

55

49

Tranport Pasif difui Mineral

57

viii

1

A.

METABOLISME KARBOHIDRAT Metabolisme karbohidrat dimulai dengan pencernaan dalam usus kecil di

mana monosakarida diserap ke dalam aliran darah. Konsentrasi gula darah dikontrol oleh tiga hormon: insulin, glukagon, dan epinefrin. Jika konsentrasi glukosa dalam darah terlalu tinggi, insulin disekresikan oleh pankreas. Insulin merangsang transfer glukosa ke dalam sel, terutama di hati dan otot, meskipun organ lain juga mampu memetabolisme glukosa

Gambar 1: Persiapanutama dalamMetabolisme Karbohidrat

Dalam hati dan otot, sebagian glukosa diubah menjadi glikogen dengan proses glikogenesis (anabolisme). Glikogen disimpan dalam hati dan otot sampai dibutuhkan pada beberapa waktu kemudian ketika kadar glukosa rendah. Jika kadar glukosa darah yang rendah, maka ekineprine dan hormon glukogon

2

disekresikanuntuk merangsang konversi glikogen menjadi glukosa. Proses ini disebut glikogenolisis (katabolisme).

Gambar 2: Sintesis Glokogen

Gambar 2: Sintesis Glikogenolisis Jika glukosa diperlukan segera setelah memasuki sel untuk memasok energi, dimulai proses metabolisme disebut glikolisis (katabolisme). Produk akhir glikolisis adalah asam piruvat dan ATP. Glikolisis yangmenghasilkan ATP, reaksi

3

terus mengkonversi asam piruvat menjadi asetil CoA dan asam sitrat kemudian dalam siklus asam sitrat. Sebagian besar ATP dibuat dari oksidasi dalam siklus asam sitrat sehubungan dengan rantai transpor electron.

Gambar 4: Persiapan glikosilisis

4

Gambar 5: Reaksi Glkolisis

5

Selama aktivitas otot berat, asam piruvat diubah menjadi asam laktat lebih dan asetil CoA. selama periode istirahat, asam laktat diubah kembali ke asam piruvat. Asam piruvat pada kemudian diubah kembali menjadi glukosa oleh proses yang disebut glukoneogenesis (anabolisme). Jika glukosa tidak diperlukan pada saat itu, ia diubah menjadi glikogen oleh glikogenesis.

Gambar 6: Glukogeogenesis

6

1.

Metabolisme Fruktosa

Sumberfruktosatermasukbuah,

madu,

sukrosa,

danfruktosa

tinggijagung

sirup, pemanis murahdigunakan dalamberbagaimakanan olahandanminuman. Fruktosa,merupakan urutankedua setelahglukosasebagaisumber karbohidratpada manusia, diubah

masukmelalui

glikolisisoleh

menjadifruktosa-1-fosfat

memasukijalurglikolitik,

itu

DHAPkemudian

olehtriosefosfatisomerase.

Dalamhati,fruktosa

olehfruktokinase:Ketikafruktosa-1-fosfat

menjadidihidroksiasetonfosfat(DHAP) fosfataldolase.

duajalur.

adalahpertama

dibagi

dangliseraldehidaolehfruktosa-1-

dikonversi

menjadigliseraldehida-3-fosfat

Gliseraldehida-3-fosfat

yang

dihasilkan

darigliseraldehidadanATPolehgliseraldehidakinase:

Gambar 7: Pembentukan Fruktosa 1 Phosphat Fruktosa memasuki jalur glikolisis oleh dua rute. Fruktokinase di sel hati mengkonversi fruktosa kefruktosa-1-fosfat yang kemudian dibagi menjadi DHAP dan gliseraldehida. Di otot dan jaringan adiposa,fruktosa terfosforilasi oleh heksokinase untuk membentuk glikolitik menengah fruktosa-6-fosfat.Galaktosa diubah menjadi galaktosa-1-fosfat, yang kemudian bereaksi dengan UDP-glukosa untuk membentukUDP-galaktosa. UDP-galaktosa diubah menjadi epimer nya,

7

UDP-glukosa, substrat untuk sintesis glikogen.Mannose terfosforilasi oleh heksokinase untuk membentuk mannose-6-fosfat, yang kemudian diisomerisasi untukfruktosa-6-fosfat.

Gambar 8: Mekanisme metabolisme fruktosa

8

Konversi fruktosa-1-fosfat dalam intermediet jalur pintas glikolitik dengan dua langkah regulasi (reaksi dikatalisis oleh heksokinase dan PFK-1); demikian dibandingkan dengan glukosa, fruktosa pintu masuk ke dalam jalur glikolitik pada dasarnya tidak diatur.Di otot dan jaringan adiposa, fruktosa diubah ke glikolitik menjafi fruktosa-6-fosfat oleh heksokinase. Karena heksookinase memiliki afinitas rendah untuk fruktosa, reaksi ini begitu penting kecuali konsumsi fruktosa adalah sangat tinggi.

9

B.

METABOLISME PROTEIN Kata protein berasal dari bahasa Yunani, yaitu protos, berarti yang

pertama atau terpenting.Protein merupakan polimer alam yang tersusun dari berbagai asam amino melalui ikatan peptida.Asam amino yang satu dengan yang lainnya dihubungkan dengan suatu ikatan peptida. Ikatan peptida ini akan terwujud apabila gugusan karboksil dari asam amino yang satu bergabung dengan gugusan amino dari asam amino yang lain.Di dalam penggabungan molekul asam amino itu, akan terlepas satu molekul air. Hal tersebut dapat dilihat dalam reaksi berikut.

Rangkaian tersebut dapat diperpanjang ke kiri atau ke kanan.Jika diperpanjang ke kanan harus menyambungkan gugusan NH2, sedangkan jika ke kiri harus menyambungkan gugusan COOH. Dengan demikian, akan diperoleh molekul protein yang berat molekulnya. Pembongkaran protein menjadi asam amino memerlukan bantuan dari enzim-enzim protease dan air untuk mengadakan proses hidrolisis pada ikatanikatan peptida. Hidrolisis juga dapat terjadi, jika protein dipanasi, diberi basa, atau diberi asam. Dengan cara demikian, kita dapat mengenal macam-macam asam amino yang tersusun di dalam suatu protein. Asam amino dapat dikelompokkan menjadi asam amino esensial dan asam amino nonesensial.

10



Asam amino esensial: treonin, triptofan, lisin, leusin, valin → histidin, arginin, metionin, isoleusin, fenilalanin



Asam amino non esensial:serin, alanin, glisin, asparadin → sistein, asam aspartat, tirosin, glutamin, asam glutamate

1. Penguraian Protein Dalam Tubuh

Asam amino yang dibuat dalam hati, maupun yang dihasilkan dari proses katabolisme protein dalam hati, dibawa oleh darah kedalam jaringan untuk digunakan.proses anabolik maupun katabolik juga terjadi dalam jaringan diluar hati.Asam amino yang terdapat dalam darah berasal dari tiga sumber, yaitu absorbsi melalui dinding usus, hasil penguraian protein dalam sel dan hasil sintesis asam amino dalam sel. Banyaknya asam amino dalam darah tergantung keseimbangan antara pembentukan asam amino dan penggunaannya.Hati berfungsi sebagai pengatur konsentrasi asam amino dalam darah. Dalam tubuh kita, protein mengalami perubahan – perubahan tertentu dengan kecepatan yang berbeda untuk tiap protein. Protein dalam darah, hati dan organ tubuh lain mempunyai waktu paruh antara 2,5 sampai 10 hari. Protein yang terdapat pada jaringan otot mempunyai waktu paruh 120 hari. Rata-rata tiap hari 1,2 gram protein per kilogram berat badan diubah menjadi senyawa lain. Ada tiga kemungkinan mekanisme perubahan protein, yaitu :

1) Sel-sel mati, lalu komponennya mengalami proses penguraian atau katabolisme dan dibentuk sel – sel baru.

11

2) Masing-masing protein mengalami proses penguraian dan terjadi sintesis protein baru, tanpa ada sel yang mati. 3) Protein dikeluarkan dari dalam sel diganti dengan sintesis protein baru.

Protein dalam makanan diperlukan untuk menyediakan asam amino yang akan digunakan untuk memproduksi senyawa nitrogen yang lain, untuk mengganti protein dalam jaringan yang mengalami proses penguraian dan untuk mengganti nitrogen yang telah dikeluarkan dari tubuh dalam bentuk urea. Ada beberapa asam amino yang dibutuhkan oleh tubuh, tetapi tidak dapat diproduksi oleh tubuh dalam jumlah yang memadai. Oleh karena itu asam amino tersebut,yang dinamakan asam essensial yang dibutuhkan oleh manusia.

Kebutuhan akan asam amino esensial tersebut bagi anak-anak relative lebih besar daripada orang dewasa. Kebutuhan protein yang disarankan ialah 1 sampai 1,5 gram per kilogram berat badan per hari.

2. Asam Amino Dalam Darah

Jumlah asam amino dalam darah tergantung dari jumlah yang diterima dan jumlah yang digunakan. Pada proses pencernaan makanan, protein diubah menjadi asam amino oleh beberapa reaksi hidrolisis serta enzim – enzim yang bersangkutan. Enzim-enzim yang bekerja pada proses hidrolisis protein antara lain ialah pepsin, tripsin, kimotripsin, karboksi peptidase, amino peptidase, tripeptidase dan dipeptidase.

12

Setelah protein diubah menjadi asam-asam amino, maka dengan proses absorpsi melalui dinding usus, asam amino tersebut sampai kedalam pembuluh darah. Proses absorpsi ini ialah proses transpor aktif yang memerlukan energi. Asam-asam amino dikarboksilat atau asam diamino diabsorbsi lebih lambat daripada asam amino netral.

Dalam keadaan berpuasa, konsentrasi asam amino dalam darah biasanya sekitar 3,5 sampai 5 mg per 100 ml darah. Segera setelah makan makanan sumber protein, konsentrasi asam amino dalam darah akan meningkat sekitar 5 mg sampai 10 mg per 100 mg darah. Perpindahan asam amino dari dalam darah kedalam selsel jaringan juga proses tranpor aktif yang membutuhkan energi.

3. Reaksi Metabolisme Asam Amino

Tahap awal pembentukan metabolisme asam amino, melibatkan pelepasan gugus amino, kemudian baru perubahan kerangka karbon pada molekul asam amino. Dua proses utama pelepasan gugus amino yaitu, transaminasi dan deaminasi. 

Transaminasi

Transaminasi ialah proses katabolisme asam amino yang melibatkan pemindahan gugus amino dari satu asam amino kepada asam amino lain. Dalam reaksi transaminasi ini gugus amino dari suatu asam amino dipindahkan kepada salah satu dari tiga senyawa keto, yaitu asam piruvat, a ketoglutarat atau oksaloasetat, sehingga senyawa keto ini diubah menjadi asam amino, sedangkan

13

asam amino semula diubah menjadi asam keto. Ada dua enzim penting dalam reaksi transaminasi yaitu alanin transaminase dan glutamat transaminase yang bekerja sebagai katalis dalamreaksi berikut :

Pada reaksi ini tidak ada gugus amino yang hilang, karena gugus amino yang dilepaskan oleh asam amino diterima oleh asam keto.Alanin transaminase merupakan enzim yang mempunyai kekhasan terhadap asam piruvat-alanin. Glutamat transaminase merupakan enzim yang mempunyai kekhasan terhadap glutamat-ketoglutarat sebagai satu pasang substrat .

Reaksi transaminasi terjadi didalam mitokondria maupun dalam cairan sitoplasma.Semua enzim transaminase tersebut dibantu oleh piridoksalfosfat sebagai koenzim. Telah diterangkan bahwa piridoksalfosfat tidak hanya merupakan koenzim pada reaksi transaminasi, tetapi juga pada reaksi-reaksi metabolisme yang lain. 

Deaminasi Oksidatif

Asam amino dengan reaksi transaminasi dapat diubah menjadi asam glutamat. Dalam beberapa sel misalnya dalam bakteri, asam glutamat dapat mengalami proses deaminasi oksidatif yang menggunakan glutamat dehidrogenase sebagai katalis. Asam glutamat + NAD+ a ketoglutarat + NH4+ + NADH + H+

14

Dalam proses ini asam glutamat melepaskan gugus amino dalam bentuk NH4+. Selain NAD+ glutamat dehidrogenase dapat pula menggunakan NADP+ sebagai aseptor elektron. Oleh karena asam glutamat merupakan hasil akhir proses transaminasi, maka glutamat dehidrogenase merupakan enzim yang penting dalam metabolisme asam amino oksidase dan D-asam oksidase.

3. Pembentukan Asetil Koenzim A

Asetil koenzim A merupakan senyawa penghubung antara metabolisme asam amino dengan siklus asam sitrat. ada dua jalur metabolic yang menuju kepada pembentukan asetil koenzim A, yaitu melalui asam piruvat dan melalui asam asetoasetat

Asam-asam amino yang menjalani jalur metabolic melalui asam piruvat ialah alanin, sistein, serin dan treonin.alanin menghasilkan asam piruvat dengan langsung pada reaksi transaminasi dengan asam a ketoglutarat. Treonin diubah menjadi gllisin dan...