MAKALAH TEKNOLOGI FERMENTASI
“JALUR HEKSOSAMONOFOSFAT”
OLEH :
M. JAFAN 2009-67-021
VANIA OCTORA KAIHATU 2009-67-014
CHENDRYANA R HULISELAN 2010-67-003
NAOMI OHOIMUAR 2010-67-002
SEMUEL LAISINA 2010-67-034
ERICH SORUDAY 2010-67-023
DANIEL FATUBUN 2010-67-014
ABRAHAM MAAHURY 2010-67-032
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI HASIL PERIKANAN
FAKULTAS PERIKANAN DN ILMU KELAUTAN
UNIVERSITAS PATTIMURA
AMBON
2012
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Jalur metabolik
yang utama untuk penggunaan glukosa adalah glikolisis dan lintasan pentosa
fosfat. Lintasan pentosa fosfat atau heksosa monofosfat shunt merupakan jalur
alternatif untuk metabolisme glukosa. Lintasan pentosa fosfat lebih kompleks
dari pada glikolisis. Lintasan ini tidak menghasilkan ATP.
Glukosa,
fruktosa, dan galaktosa sear kuentitatif merupakan heksosa terpenting yang
diserap dari traktus gastrointestinal. Ketiga unsur ini berasal dari
masing-masing pati, sukrosa, dan laktosa yang terdapat di dalam makanan. Untuk
konversi fruktosa dan galaktosa menjadi glukosa telah dibentuk lintasan yang
khusus terutama di hati.
B. Tujuan
Adapun tujuan
dari penulisan makalah ini adalah untuk
mempelajari jalur heksosamonofosfat dalam tahapan glikolisis.
BAB II
PEMBAHASAN
Biasa HMP-Shunt disebut juga jalur pentosa fosfat / heksosa
monofosfat. Jalur ini menghasilkan NADPH dan ribosa di luar mitokondria. NADPH
diperlukan untuk biosintesis; asam lemak,kolesterol, dan steroid lain. Ribosa
untuk biosintesis asam nukleat.
Kepentingan lain HMP-shunt berlangsung dalam jaringan; hepar, lemak,
korteks adrenal, tiroid,eritrosit, kelenjar mammae sedang laktasi. NADPH juga
penting dalam; detoksifikasi obat oleh monooksigenase, reduksiglutation.
Lintasan pentosa fosfat merupakan jalur alternatif untuk metabolisme
glukosa. Lintasan ini tidak menghasilkan ATP, tetapi mempunyai dua fungsi
utama, yaitu :
·
Produksi NADPH untuk sintesis
reduktif seperti biosintesis asam lemak serta steroid. Kegunaan NADPH untuk sel
adalah untuk :
·
Mencegah stress oksidatif
dengan mengubah H2O2 menjadi H2O dan jika tidak terdapat NADPH , H2O2 akan di
ubah menjadi radikal bebas hidroksin yang akan menyerang sel.
Pada sel darah merah , kegunaan pertama dari NADPH adalah untuk
mereduksi bentuk disulfide dari glutathione menjadi bentuk sulfhydryl, reduksi
glutathione ini adalah untuk mempertahankan struktur normal dari sel darah
merah dan untuk menjaga bentuk hemoglobin dalam bentuk Fe2+.
NADPH pada hati
dan payudara digunakan untuk biosintesis asam lemak.
Reaksi Pada
Lintasan Pentosa Fosfat Terjadi Dalam Sitosol
Enzim pada lintasan pentosa fosfat sepeti pada glikolisis ditemukan
di dalam sitosol. Seperti pada glikolisis, oksidasi dicapai lewat reaksi
dehidrogenasi , tetapi dalam hal lintasan pentosa fosfat , sebagai akseptor
hidrogen digunakan NADP+ dan bukan NAD+. Tidak ada ATP yang digunakan ataupun
diproduksi pada jalur ini.
HMP-shunt terdiri dari fase: (1). Oksidatif (irreversible); glukosa
6-fosfat ---> ribulosa 5-fosfat (2). Non-oksidatif (reversible); ribulosa
5-fosfat ---> ribosa 5-fosfat
Terdapat 2 fase
pada penthosa fosfat :
·
Fase oksidatif yang
menghasilkan NADPH
Pada fase yang
pertama , glukosa 6-phosphate menjalani proses dehidroginase dan dekarboksilase
untuk memberikan sebuah senyawa pentosa, yaitu ribosa 5-phosphate.
·
Fase nonoksidatif yang
menghasilkan prekursor ribosa
Pada fase yang
kedua, ribulosa 5-fosfat dikonversi kembali menjadi glukosa 6-fosfat oleh
serangkaian reaksi yang terutama melibatkan dua enzim yaitu : transketolase dan
transaldolase.
Fase Oksidatif Menghasilkan NADPH
Reaksi dehidrogenasi glukosa 6-fosfat menjadi 6-fosfoglukonat
terjadi lewat pembentukan 6-fosfoglukonolakton yang dikatalisis oleh enzim
glukosa-6-fosfat dehidrogenase, suatu enzim yang bergantung NADP. Hidrolisis
6-fosfoglukonolakton dilaksanakan oleh enzim glukonolakton hidrolase.
Tahap oksidasi yang kedua dikatalisis oleh enzim 6-fosfoglukonat
dehidrogenase, yang juga memerlukan NADP+ sebagai akseptor hidrogen.
Dekarboksilase kemudian terjadi dengan pembentukan senyawa ketopentosa , yaitu
ribulosa 5-fosfat. Reaksi mungkin berlangsung dalam dua tahap melalui
intermediate 3-keto-6-fosfoglukonat.
|
Reaktan
|
Produk
|
Enzim
|
Keterangan
|
|
Glukosa
6- phosphate + NADP+
|
6-
phosphoglukono- δ-lakton + NADPH
|
Glukosa
6-phosphate dehydrogenase
|
Dehidrogenase,
dimana terjadi pembuangan H+ dan kemudian direaksikan dengan NADP+ membentuk
NADPH
|
|
6-phosphoglukono
- δ-lactone + H2O
|
6-phosphoglukonat+
H+
|
6-phosphoglukolactonase
|
Hidrolisis
|
|
6-phosphoglukonat
+ NADP+
|
Ribulosa
5-phosphate + NADPH + CO2
|
6-phosphoglukonat
dehidrogenase
|
Dekarboksilase
oksidatif. NADP+ sebagai akseptor electron, membentuk molekul NADPH yang lain
serta CO2 dan ribulosa 5-phosphate
|
|
Ribulosa
5 - phosphate
|
Ribulosa
5-phosphate
|
Phosphopentosa
isomerase
|
isomerasi
|
Secara singkat,
reaksi pada proses ini adalah :
Glukosa
6-phosphat + 2 NADP+ +H2O → ribulosa 5-phosphate + 2NADPH + 2H + + CO2
Fase Nonoksidatif Menghasilkan Prekursor
Ribulosa 5-fosfat kini berfungsi sebagai substrat bagi dua ennzim
yang berbeda. Ribulosa 5-fosfat 3-epimerase mengubah konfigurasi disekitar
karbon 3 dari ribulosa 5 fosfat, dengan membentuk epimer xilulosa 5-pospat,
yaitu senyawa ketopentosa lainnya. Ribosa 5-fosfat ketoisomerase mengubah
ribulosa 5-fosfat menjadi senyawa aldopentosa yang bersesuaian, yaitu ribosa
5-fosfat yang merupakan precursor bagi residu ribosa yang diperlukan dalam
sintesis nukleotida dan asam nukleat.
Transketolase memindahkan unit dua-karbon yang terdiri atas karbon 1
dan 2 dari sebuah ketosa kepada atom karbon aldehid pada gula aldosa. Karena
itu, enzim ini mempengaruhi konversi gula pentosa menjadi aldosa dengan
berkurangnya dua karbon, dan sekaligus mengonversi gula aldosa menjadi ketosa
dengan bertambahnya dua atom karbon. Reaksi tersebut memerlukan vitamin B, yaitu
tiamin.
Jadi, enzim transketolase mengatalisis proses pemindahan unit dua
karbon dari xilulosa 5 fosfat kepada ribulosa 5 fosfat , yang menghasilkan
ketosa sedoheptulosa 7-fosfat tujuh karbon dan aldosa gliseraldehid 3-fosfat .
kedua produk ini kemudian memasuki reaksi lainnya yang dikenal sebagai reaksi
transaldolasi. Enzim transaldolasi memungkinkan pemindahan moietas
dihidroksiaseton tiga - karbon (karbon 1-3), dari ketosa sedoheptulosa 7-fosfat
kepada aldosa gliseraldehid 3-fosfat untuk membentuk ketosa fruktosa 6-fosfat
dan aldosa eritrosa 4-fosfat empat karbon.
Kemudian berlangsung reaksi selanjutnya yang sekali lagi melibatkan
enzim transketolase , dengan xilulosa 5-fosfat berfungsi sebagai donor
glikoaldehid. Pada keadaan ini, eritrosa 4-fosfat yang terbentuk di atas
bertindak sebagai akseptor , dan hasil reaksinya adalah fruktosa 6-fosfat serta
gliseraldehid 3-fosfat.
|
Reaktan
|
Produk
|
Enzim
|
|
Ribulosa 5-phosphate
|
Ribosa 5-phosphate
|
Isomerase phosphopentosa
|
|
Ribosa 5-phosphate
|
Xilulosa 5-phosphate
|
Epimerase phosphopentosa
|
|
Xilulosa 5-phosphate +
ribosa 5-phosphate
|
Gliseraldehid 3-phosphate +
sedoheptulosa 7-phosphate
|
Transketolase
|
|
Sedoheptulosa 7-phosphate +
gliseraldehid 3-phosphate
|
Eritrosa 4- phosphate +
fruktosa 6-phosphate
|
transaldolase
|
|
Xilulosa 5-phosphate +
eritrosit 4-phosphate
|
Gliseraldehid 3-phosphate +
fruktosa 6-phosphate
|
transketolase
|
Gambar Jalur dapat dilihat di http://file.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._BIOLOGI/196805091994031-KUSNADI/KULIAH,_METABOLISME_MIKROBA.ok.pdf
Aspek Klinis
Gangguan pada Lintasan Pentosa Fosfat menimbulkan Hemolisis
Eritrosit. Mutasi yang terjadi pada beberapa populasi menyebabkan defisiensi
enzim glukosa-6-fosfat dehidrogenase dengan konsekuensi gangguan pembentukan
NADPH. Gangguan ini bermanifestasi dalam bentuk hemolisis sel darah merah jika
penderita yang rentan menggunakan preparat oksidan, seperti obat antimalaria
primaquin, aspirin atau sulfonamid, atau memakan fava beans.
Glutathione peroksidase merupakan antioksidan alami yang ditemukan
di banyak jaringan yang bergantung pada pasokan NADPH. Enzim ini akan menyerang
peroksida organik di samping H2O2. Bersama dengan vitamin
E, enzim glutathione peroksidase menjadi bagian pertahanan tubuh untuk melawan
peroksidasi lipid. Kaitan antara insiden beberapa penyakit kanker dan rendahnya
kadar selenium darah serta aktivitas glutathione peroksidase telah dilaporkan.
Pengukuran aktivitas enzim transketolase di dalam darah dapat
digunakan untuk memperkirakan derajat defisiensi tiamin. Aktivitas enzim ini
meningkat hanya pada keadaan anemia pernisiosa.
BAB III
KESIMPULAN
Kesimpulan yang
dapat di ambil dari pembahasan tentang HMP Shunt (Pentosa Phosphate Pathway) di
atas adalah :
ü
Lintasan pentosa fosfat
merupakan jalur alternatif untuk metabolisme glukosa.
ü
Enzim pada lintasan pentosa
fosfat ditemukan di dalam sitosol.
ü
Rangkaian reaksi pada lintasan
ini dapat dibedakan menjadi dua fase , yaitu : oksidatif nonreversible dan
nonoksidatif reversible.
ü
Lintasan ini mempunyai dua
fungsi utama , yaitu : produksi NADPH untuk sintesis reduktif seperti
biosintesis asam lemak serta steroid dan produksi residu ribosa untuk
biosintesis nukleotida serta asam nukleat.
ü
Lintasan Pentosa Fosfat tidak
menghasilkan ATP.
ü
Fase oksidatif menghasilkan
NADPH dan fase nonoksidatif menghasilkan prekursor.
DAFTAR PUSTAKA
http://dc123.4shared.com/img/9ghltJMZ/preview.html
http://susanblogs18.blogspot.com/2012/06/makalah-biokimia-hexose-monophosphate.html?m=1
Tidak ada komentar:
Posting Komentar