Glycolysis
Summary
- Glikolisis adalah sebuah pathway universal dengan sebuah molekul glukosa dioksidasi menjadi dua molekul piruvat. Oksidasi ini menghasilkan energi berupa ATP dan NADH.
- Seluruh enzim-enzim glikolisis (10 enzim) berada di sitosol, dan seluruh (10) intermediet difosforilasi menjadi senyawa 3 atau 6 karbon.
- Pada fase persiapan glikolisis, ATP digunakan (diinvestasikan) untuk mengkonversi glukosa menjadi F16BP. Ikatan antara C3 dan C4 kemudian putus menjadi dua molekul triosa fosfat.
- Pada fase pembayaran (payoff), masing-masing dari dua molekul G3P yang dibentuk dari glukosa mengalami oksidasi pada atom C1-nya; energi dari reaksi oksidasi dikonversi dalam bentuk 1 NADH dan 2 ATP per oksidasi triosa fosfat. Persamaan kesetimbangan dari seluruh reaksi glikolisis adalah
Glukosa + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi 2 piruvat + 2NADH + 2H+ + 2ATP + 2H2O
- Glikolisis merupakan regulasi yang sangat ketat dalam koordinasi dengan pathway perubahan-energi yang lain untuk menjamin ketersediaan suplai ATP.
- Pada diabetes tipe I, ‘’rusaknya penerimaan glukosa oleh otot dan jaringan adiposa memiliki efek yang sangat besar dalam metabolisme karbohidrat dan lemak’’.
Feeder Pathway for Glycolysis
Summary
- Glikogen dan pati Endogenous, tempat penyimpanan bentuk glukosa, masuk ke dalam proses glikolisis dalam dua tahap. Pembelahan fosforolitik sebuah residu glukosa dari ujung suatu polimer, membentuk G1P, dikatalisis oleh glikogen fosforilase atau starch fosforilase. Fosfoglukomutase kemudian mengkonversi G1P menjadi G6P, dimana G6P bisa masuk ke dalam proses glikolisis.
- Polisakarida dan disakarida dicerna dan dikonversi menjadi monosakarida oleh enzim-enzim hidrolitik usus kemudian monosakarida masuk ke dalam sel-sel usus dan ditransfer menuju hati atau jaringan lain.
- Bentuk-bentuk D-heksosa, termasuk fruktosa, galaktosa, dan manosa, dapat langsung disalurkan ke dalam proses glikolisis. Masing-masing dikonversi menjadi G6P, F6P, atau F1P.
- Konversi Galaktosa 1-fosfat menjadi G1P melibatkan dua turunan nukleotida: UDP-galaktosa dan UDP-glukosa. Cacat genetik pada salah satu dari tiga enzim yang mengkatalisis konversi galaktosa menjadi G1P menghasilkan penyakit galaktosemia dengan tingkat yang berbeda-beda.
Fates of Pyruvate under Anaerobic Conditions: Fermentation
Summary
- NADH yang terbentuk dalam glikolisis harus didaur ulang menjadi NAD+, dimana NAD+ diperlukan sebagai sebuah penerima elektron pada tahap pertama dalam fase pembayaran (payoff) glikolisis. Dibawah kondisi aerob, elektron ditransfer dari NADH ke O2 dalam respirasi mitokondria.
- Dibawah kondisi anaerob atau kondisi-kondisi hipoxid (kondisi asam), banyak organisme meregenerasi NAD+ dengan mentransfer elektron dari NADH ke piruvat, membentuk laktat. Organisme-organisme yang lain, seperti yeast, meregenerasi NAD+ dengan mereduksi piruvat menjadi etanol dan CO2. Dalam proses anaerobik ini (fermentasi), tidak ada net oksidasi atau reduksi karbon-karbon glukosa.
Glukoneogenesis
Summary
- Glukoneogenesis adalah sebuah ubiquitous (ada dimana-mana) proses multistep dimana glukosa diproduksi dari laktat, piruvat, atau oksaloasetat, atau senyawa-senyawa lain (termasuk senyawa-senyawa intermediet siklus asam sitrat) yang dapat dikonversi menjadi salah satu bentuk intemediet ini. Tujuh dari tahap-tahap glukoneogenesis dikatalisis oleh enzim yang sama yang digunakan di glikolisis; Hal ini karean reaksinya merupakan reaksi yang reversible.
- Tiga tahap irreversible dalam glikolisis merupakan kebalikan reaksi-reaksi yang dikatalisis oleh enzim-enzim glukoneogenesis: [1] konversi piruvat menjadi PEP via oksaloasetat, dikatalisis oleh piruvat karboksilase dan PEP karboksikinase; [2] defosforilasi F16BP oleh FBPase; dan [3] defosforilasi G6P oleh glukosa 6 fosfatase.
- Pembentukan 1 molekul glukosa dari piruvat membutuhkan 4 ATP, 2 GTP, dan 2 NADH; ini sangat mahal.
- Pada mamalia, glukoneogenesis di hati, ginjal, dan usus kecil menyediakan glukosa untuk digunakan oleh otak, otot, dan eritrosit.
- Piruvat karboksilase distimulasi oleh asetil-CoA, meningkatkan rata-rata proses glukoneogenesis ketika sel memiliki kemampuan mensuplai substrat yang lain (asam lemak) untuk produksi energi.
- Hewan tidak dapat mengkonversi asetil-CoA dari pemecahan asam lemak menjadi glukosa; tumbuhan dan mikroorganisme bisa.
- Glikolisis dan glukoneogenesis diregulasi secara berbalasan/berlawanan untuk menghindari operasi sampah/sia-sia dalam pathway saat yang sama.
Pentose Phosphate Pathway of Glucose Oxidation
Summary
- Pathway oksidasi pentosa fosfat (fosfoglukonat pathway, atau heksosa monofosfat pathway) membawakan terkait oksidasi atau dekarboksilasi pada C-1 G6P, mereduksi NADP+ menjadi NADPH dan memproduksi pentosa fosfat.
- NADPH menyediakan kekuatan mereduksi untuk reaksi biosintesis, dan R5P adalah sebuah prekursor untuk nukleotida dan sintesis asam nukleat. Dengan cepat, jaringan bertumbuh dan jaringan membawa biosintesis aktif asam lemak, kolesterol, atau hormon-hormon steroid mengirim kelebihan G6P melalui pathway pentosa fosfat daripada mengerjakan jaringan dengan persediaan yang kurang untuk pentosa fosfat dan energi pereduksi.
- Fase pertama dalam pathway pentosa fosfat terdiri dari dua oksidasi yang mengkonversi G6P menjadi R5P dan reduksi NADP+ menjadi NADPH. Tahap yang kedua terdiri dari tahap nonoksidatif yang mengkonversi pentosa fosfat menjadi G6P, yang dimulai dari sebuha siklus lagi.
- Pada fase yang kedua, tranketolase (dengan TPP sebagai kofaktor) dan transaldolase mengkatalisis inerkonversi 3, 4, 5, 6, dan 7, karbon gula, dengan konversi reversibel 6 pentosa fosfat menjadi 5 heksosa fosfat. Pada reaksi asimilasi karbon fotosintesis, enzim yang sama mengkatalisis proses kebalikannya, reduksi pathway pentosa fosfat: konversi 5 heksosa fosfat menjadi 6 pentosa fosfat.
- Sebuah cacat genetik di enzim transketolase dengan affinitas yang rendah untuk TPP memperburuk sindrom Wernicke-Korsakoff.
- Masuknya G6P selain menuju glikolisis atau menuju pathway pentosa fosfat sangat besar ditentukan oleh konsentrasi relatif NADP+ dan NADPH.
Problems
1.
2.
3. GLUT transporters. Bandingkan lokasi GLUT4 dengan GLUT2 dan GLUT3, dan jelaskan kenapa lokasi mereka sangat penting untuk respon insulin pada otot, jaringan adiposa, dan hati. Answer. GLUT2 (dan GLUT1) ditemukan dihati dan selalu hadir di membran plasma hepatosit. GLUT3 selalu hadir di membran plasma sel otak. GLUT4 secara normal terasingkan di sel-sel vesicle otot dan jaringan adiposa dan masuk ke membran plasma hanya karena respon insulin. Oleh karena itu, hati dan otak dapat mengambil glukosa dari darah tanpa memperhitungkan level insulin, tetapi otot dan jaringan adiposa mengambil glukosa dari darah hanya jika kondisi insulin sedang tinggi akibat respon terhadap level glukosa darah.
4.
5.
6.
7.
8.
9
10.
11. Perputaran laktat dehidrogenase.
Summary
- Glikolisis adalah sebuah pathway universal dengan sebuah molekul glukosa dioksidasi menjadi dua molekul piruvat. Oksidasi ini menghasilkan energi berupa ATP dan NADH.
- Seluruh enzim-enzim glikolisis (10 enzim) berada di sitosol, dan seluruh (10) intermediet difosforilasi menjadi senyawa 3 atau 6 karbon.
- Pada fase persiapan glikolisis, ATP digunakan (diinvestasikan) untuk mengkonversi glukosa menjadi F16BP. Ikatan antara C3 dan C4 kemudian putus menjadi dua molekul triosa fosfat.
- Pada fase pembayaran (payoff), masing-masing dari dua molekul G3P yang dibentuk dari glukosa mengalami oksidasi pada atom C1-nya; energi dari reaksi oksidasi dikonversi dalam bentuk 1 NADH dan 2 ATP per oksidasi triosa fosfat. Persamaan kesetimbangan dari seluruh reaksi glikolisis adalah
Glukosa + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi 2 piruvat + 2NADH + 2H+ + 2ATP + 2H2O
- Glikolisis merupakan regulasi yang sangat ketat dalam koordinasi dengan pathway perubahan-energi yang lain untuk menjamin ketersediaan suplai ATP.
- Pada diabetes tipe I, ‘’rusaknya penerimaan glukosa oleh otot dan jaringan adiposa memiliki efek yang sangat besar dalam metabolisme karbohidrat dan lemak’’.
Feeder Pathway for Glycolysis
Summary
- Glikogen dan pati Endogenous, tempat penyimpanan bentuk glukosa, masuk ke dalam proses glikolisis dalam dua tahap. Pembelahan fosforolitik sebuah residu glukosa dari ujung suatu polimer, membentuk G1P, dikatalisis oleh glikogen fosforilase atau starch fosforilase. Fosfoglukomutase kemudian mengkonversi G1P menjadi G6P, dimana G6P bisa masuk ke dalam proses glikolisis.
- Polisakarida dan disakarida dicerna dan dikonversi menjadi monosakarida oleh enzim-enzim hidrolitik usus kemudian monosakarida masuk ke dalam sel-sel usus dan ditransfer menuju hati atau jaringan lain.
- Bentuk-bentuk D-heksosa, termasuk fruktosa, galaktosa, dan manosa, dapat langsung disalurkan ke dalam proses glikolisis. Masing-masing dikonversi menjadi G6P, F6P, atau F1P.
- Konversi Galaktosa 1-fosfat menjadi G1P melibatkan dua turunan nukleotida: UDP-galaktosa dan UDP-glukosa. Cacat genetik pada salah satu dari tiga enzim yang mengkatalisis konversi galaktosa menjadi G1P menghasilkan penyakit galaktosemia dengan tingkat yang berbeda-beda.
Fates of Pyruvate under Anaerobic Conditions: Fermentation
Summary
- NADH yang terbentuk dalam glikolisis harus didaur ulang menjadi NAD+, dimana NAD+ diperlukan sebagai sebuah penerima elektron pada tahap pertama dalam fase pembayaran (payoff) glikolisis. Dibawah kondisi aerob, elektron ditransfer dari NADH ke O2 dalam respirasi mitokondria.
- Dibawah kondisi anaerob atau kondisi-kondisi hipoxid (kondisi asam), banyak organisme meregenerasi NAD+ dengan mentransfer elektron dari NADH ke piruvat, membentuk laktat. Organisme-organisme yang lain, seperti yeast, meregenerasi NAD+ dengan mereduksi piruvat menjadi etanol dan CO2. Dalam proses anaerobik ini (fermentasi), tidak ada net oksidasi atau reduksi karbon-karbon glukosa.
Glukoneogenesis
Summary
- Glukoneogenesis adalah sebuah ubiquitous (ada dimana-mana) proses multistep dimana glukosa diproduksi dari laktat, piruvat, atau oksaloasetat, atau senyawa-senyawa lain (termasuk senyawa-senyawa intermediet siklus asam sitrat) yang dapat dikonversi menjadi salah satu bentuk intemediet ini. Tujuh dari tahap-tahap glukoneogenesis dikatalisis oleh enzim yang sama yang digunakan di glikolisis; Hal ini karean reaksinya merupakan reaksi yang reversible.
- Tiga tahap irreversible dalam glikolisis merupakan kebalikan reaksi-reaksi yang dikatalisis oleh enzim-enzim glukoneogenesis: [1] konversi piruvat menjadi PEP via oksaloasetat, dikatalisis oleh piruvat karboksilase dan PEP karboksikinase; [2] defosforilasi F16BP oleh FBPase; dan [3] defosforilasi G6P oleh glukosa 6 fosfatase.
- Pembentukan 1 molekul glukosa dari piruvat membutuhkan 4 ATP, 2 GTP, dan 2 NADH; ini sangat mahal.
- Pada mamalia, glukoneogenesis di hati, ginjal, dan usus kecil menyediakan glukosa untuk digunakan oleh otak, otot, dan eritrosit.
- Piruvat karboksilase distimulasi oleh asetil-CoA, meningkatkan rata-rata proses glukoneogenesis ketika sel memiliki kemampuan mensuplai substrat yang lain (asam lemak) untuk produksi energi.
- Hewan tidak dapat mengkonversi asetil-CoA dari pemecahan asam lemak menjadi glukosa; tumbuhan dan mikroorganisme bisa.
- Glikolisis dan glukoneogenesis diregulasi secara berbalasan/berlawanan untuk menghindari operasi sampah/sia-sia dalam pathway saat yang sama.
Pentose Phosphate Pathway of Glucose Oxidation
Summary
- Pathway oksidasi pentosa fosfat (fosfoglukonat pathway, atau heksosa monofosfat pathway) membawakan terkait oksidasi atau dekarboksilasi pada C-1 G6P, mereduksi NADP+ menjadi NADPH dan memproduksi pentosa fosfat.
- NADPH menyediakan kekuatan mereduksi untuk reaksi biosintesis, dan R5P adalah sebuah prekursor untuk nukleotida dan sintesis asam nukleat. Dengan cepat, jaringan bertumbuh dan jaringan membawa biosintesis aktif asam lemak, kolesterol, atau hormon-hormon steroid mengirim kelebihan G6P melalui pathway pentosa fosfat daripada mengerjakan jaringan dengan persediaan yang kurang untuk pentosa fosfat dan energi pereduksi.
- Fase pertama dalam pathway pentosa fosfat terdiri dari dua oksidasi yang mengkonversi G6P menjadi R5P dan reduksi NADP+ menjadi NADPH. Tahap yang kedua terdiri dari tahap nonoksidatif yang mengkonversi pentosa fosfat menjadi G6P, yang dimulai dari sebuha siklus lagi.
- Pada fase yang kedua, tranketolase (dengan TPP sebagai kofaktor) dan transaldolase mengkatalisis inerkonversi 3, 4, 5, 6, dan 7, karbon gula, dengan konversi reversibel 6 pentosa fosfat menjadi 5 heksosa fosfat. Pada reaksi asimilasi karbon fotosintesis, enzim yang sama mengkatalisis proses kebalikannya, reduksi pathway pentosa fosfat: konversi 5 heksosa fosfat menjadi 6 pentosa fosfat.
- Sebuah cacat genetik di enzim transketolase dengan affinitas yang rendah untuk TPP memperburuk sindrom Wernicke-Korsakoff.
- Masuknya G6P selain menuju glikolisis atau menuju pathway pentosa fosfat sangat besar ditentukan oleh konsentrasi relatif NADP+ dan NADPH.
Problems
1.
2.
3. GLUT transporters. Bandingkan lokasi GLUT4 dengan GLUT2 dan GLUT3, dan jelaskan kenapa lokasi mereka sangat penting untuk respon insulin pada otot, jaringan adiposa, dan hati. Answer. GLUT2 (dan GLUT1) ditemukan dihati dan selalu hadir di membran plasma hepatosit. GLUT3 selalu hadir di membran plasma sel otak. GLUT4 secara normal terasingkan di sel-sel vesicle otot dan jaringan adiposa dan masuk ke membran plasma hanya karena respon insulin. Oleh karena itu, hati dan otak dapat mengambil glukosa dari darah tanpa memperhitungkan level insulin, tetapi otot dan jaringan adiposa mengambil glukosa dari darah hanya jika kondisi insulin sedang tinggi akibat respon terhadap level glukosa darah.
4.
5.
6.
7.
8.
9
10.
11. Perputaran laktat dehidrogenase.
