Makalah Biokimia [PDF]

Citation preview

KATA PENGANTAR



Puji syukur marilah kita panjatkan kehadirat Tuhan yang maha Kuasa, karena atas berkat, pertolongan dan petunjuknya sehingga kami dapat menyelesaikan makalah biokimia II yang berjudul Metabolisme tepat pada waktu yang telah ditentukan.Ucapan terima kasih kami sampaikan kepada semua pihak yang telah membantu kami dalam menyelesaikan makalah ini, dan juga tak terlupa kepada Ibu Dra. Ida Duma Riris, M.Si , Selaku dosen matakuliah Biokimia II. Kami sadar Makalah ini masih sangat jauh dari kesempurnaan,oleh karena itu segala saran, kritik, dan masukan yang bersifat membangun sangat kami harapkan demi kesempurnaan makalah ini. Akhirnya besar harapan kami kiranya makalah ini dapat membantu dalam memahami materi tentang Metabolisme.



Medan, 8 april 2014



Kelompok 2



i



DAFTAR ISI KATA PENGANTAR................................................................................................................ i DAFTAR ISI............................................................................................................................ ii BAB I PENDAHULUAN.................................................................................................................... 1 1.1LATAR BELAKANG.......................................................................................................1 1.2RUMUSAN MASALAH...................................................................................................2 1.3TUJUAN......................................................................................................................... 3 BAB II..................................................................................................................................... 4 PEMBAHASAN...................................................................................................................... 4 2.1 METABOLISME KARBOHIDRAT.................................................................................4 2.2 METABOLISME PROTEIN...........................................................................................6 2.3 METABOLISME LEMAK...............................................................................................8 BAB III.................................................................................................................................. 11 PENUTUP............................................................................................................................ 11 3.1Kesimpulan.................................................................................................................. 11 3.2Saran........................................................................................................................... 12 DAFTAR PUSTAKA............................................................................................................. 14



ii



BAB I PENDAHULUAN



1.1



LATAR BELAKANG Metabolisme adalah suatu proses kimiawi yang terjadi di dalam tubuh semua makhluk



hidup, proses ini merupakan pertukaran zat ataupun suatu organism dengan lingkungannya. Metabolisme berasal dari bahasa Yunani, yaitu “metabole” yang berarti perubahan, dapat kita katakana bahwa makhluk hidup mendapat, mengolah dan mengubah suatu zat melalui proses kimiawi untuk mempertahankan hidupnya. Didalam tubuh terjadi tiga proses metabolisme yaitu Metabolisme karbohidrat, metabolisme protein, metabolisme lemak. Karbohidrat merupakan senyawa yang terbentuk dari molekul karbon, hidrogen dan oksigen. Sebagai salah satu jenis zat gizi, fungsi utama karbohidrat adalah penghasil energi di dalam tubuh. Tiap 1 gram karbohidrat yang dikonsumsi akan menghasilkan energi sebesar 4 kkal dan energi hasil proses oksidasi (pembakaran) karbohidrat ini kemudian akan digunakan oleh tubuh untuk menjalankan berbagai fungsi-fungsinya seperti bernafas, kontraksi jantung dan otot serta juga untuk menjalankan berbagai aktivitas fisik seperti berolahraga atau bekerja. Manusia membutuhkan nitrogen terfiksasi yang harus berasal dari makanan (biasanya sebagai protein), terutama untuk sintesis protein dan asam nukleat, tetapi juga untuk mensintesis banyak metabolit tertentu seperti porfirin dan fosfolipid. Penggunaan protein untuk energi yaitu jika jumlah protein terus meningkat, protein sel dipecah jadi asam amino untuk dijadikan energi atau disimpan dalam bentuk lemak. Pemecahan protein jadi asam amino terjadi di hati dengan proses deaminasi atau transaminasi. Deaminasi adalah proses pembuangan gugus amino dari asam amino. Sedangkan transaminasi adalah proses perubahan asam amino menjadi asam keto. Tidak ada simpanan nitrogen dalam tubuh yang dapat dibandingkan dengan lipid dan glikogen, yakni semua kelebihan nitrogen dari kebutuhan tubuh yang meningkat akan dikeluarkan. Jika tubuh mencerna nitrogen kurang dari yang dibutuhkan untuk pertumbuhan normal dan perbaikan jaringan, maka tubuH memanfaatkan nitrogen yang disimpan dalam 1



protein otot. Protein tersusun atas sejumlah asam amino yang membentuk suatu untaian (polimer) dengan ikatan peptida. Selain itu, protein juga memiliki gugus amina (-NH2) dan gugus karboksil (-COOH). ¾ zat padat tubuh terdiri dari protein (otot, enzim, protein plasma, antibodi, hormon). Banyak protein terdiri ikatan komplek dengan fibril yaitu protein fibrosa. Macam protein fibrosa: kolagen (tendon, kartilago, tulang); elastin (arteri); keratin (rambut, kuku); dan aktin-miosin. Lemak (lipid) merupakan makronutrien penghasil energi kedua, terus mengalami perkembangan. Lazimnya, lemak memiliki tempat yang utama dalam diet orang-orang Amerika. Akan tetapi, karena adanya pertimbangan-pertimbangan kesehatan, sikap kita terhadap lipid makanan mulai berubah. Kita perlu menilai bukan hanya seberapa banyak lemak yang kita makan, tetapi juga jenis lemak apa, karena lemak-lemak berbeda memiliki efek yang berbeda terhadap tubuh dan kesehatan kita. Sebagai profesional kesehatan kita perlu berfokus pada diet total, bukan pada satu gizi saja. Lemak di kelompokkan menjadi dua kelompok, yaitu kelompok lemak sederhana (simplelipids) dan kelompok lemak kompleks (complex lipid). Lemak sederhana mencakup senyawa-senyawa yang tidak mudah terhidrolisis oleh larutan asam atau basa dalam air dan terdiri darisubkelompok-kelompok: steroid,prostaglandin dan terpena.Lemak kompleks meliputi subkelompok-kelompok yang mudah terhidrolisis menjadi zat-zat penyusun yang lebih sederhana, yaitu gliserida. Komponen-komponen campuran lipid dapat difraksionasi lebih lanjut dengan menggunakan perbedaan kelarutannya di dalam berbagai pelarut organik. Sebagai contoh fosfolipid dapat dipisahkan dari sterol dan lemak netral atas dasar ketidak larutannya di dalam aseton.Suatu reaksi yang sangat berguna untuk fraksionasi lipid, adalah reaksi penyabunan.



1.2



RUMUSAN MASALAH



1) Bagaimana proses metabolisme karbohidrat di dalam tubuh? 2) Bagaimana proses metabolisme protein di dalam tubuh? 3) Bagaimana proses metabolisme lemak di dalam tubuh?



2



1.3



TUJUAN



1. Mengetahui proses metabolisme karbohidrat dalam tubuh 2. Mengetahui proses metabolisme protein dalam tubuh 3. Mengetahui proses metabolisme lemak dalam tubuh



3



BAB II PEMBAHASAN 2.1 METABOLISME KARBOHIDRAT



Proses metabolisme karbohidrat, yaitu: Bila jumlah glukosa yang dikonsumsi melebihi keperluan tubuh, sebagian glukosa ditimbun di hati dan otot sebagai glikogen. Hal ini disebabkan kapasitas pembentukan glikogen terbatas dan pola penimbunan glikogen telah mencapai batasnya. Kelebihan glukosa akan diubah menjadi lemak dan ditimbun di dalam jaringan dan lemak. Secara ringkas, jalur-jalur metabolisme karbohidrat dijelaskan sebagai berikut: 1. Glukosa sebagai bahan bakar utama akan mengalami glikolisis (dipecah) menjadi 2 piruvat jika tersedia oksigen. Dalam tahap ini dihasilkan energi berupa ATP.



4



2. Selanjutnya masing-masing piruvat dioksidasi menjadi asetil KoA. Dalam tahap ini dihasilkan energi berupa ATP. 3. Asetil KoA akan masuk ke jalur persimpangan yaitu siklus asam sitrat. Dalam tahap ini dihasilkan energi berupa ATP. 4. Jika sumber glukosa berlebihan, 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. 5. Jika terjadi kekurangan glukosa dari diet sebagai sumber energi, maka glikogen dipecah menjadi glukosa. Selanjutnya glukosa mengalami glikolisis, diikuti dengan oksidasi piruvat sampai dengan siklus asam sitrat. 6. 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.



5



2.2 METABOLISME PROTEIN



Jalur metabolik utama dari asam-asam amino terdiri atas pertama, produksi asam amino dari pembongkaran protein tubuh, digesti protein diet serta sintesis asam amino di hati. Kedua, pengambilan nitrogen dari asam amino. Sedangkan ketiga adalah katabolisme asam amino menjadi energi melalui siklus asam serta siklus urea sebagai proses pengolahan hasil sampingan pemecahan asam amino. Keempat adalah sintesis protein dari asam-asam amino. Khusus untuk degradasi asam amino keadaannya berbeda. Asam amino alanin, serin, treonin, glisin, dan sistein, didegradasi menjadi piruvat dan diubah kembali menjadi asetil KoA. Asam amino prolin, histidin, glutamin, dan arginin, didegradasi menjadi asam glutamat melalui proses transaminasi menghasilkan a-ketoglutarat, molekul antara siklus asam trikarboksilat. Asam aspartat dan asparagin ditransaminasi menjadi oksalat, molekul antara lain dalam siklus asam trikarboksilat. Asam-asam amino leusin, triptofan, lisin, fenilalanin dan tirosin didegradasi menjadi asetoasetil KoA dan diubah kembali menjadi asetil KoA. Sementara asam-asam amiino isoleusin, metionin dan valin diubah menjadi suksinil KoA selama degradasi. Fenilalanin dan tirosin dapat juga didegradasi secara oksidatif membentuk asam fumarat. Dengan demikian kerangka karbon asam amino menghasilkan senyawa antara untuk siklus asam sitrat atau asetil KoA. Produk yang sama dihasilkan dari karbohidrat atau lipid



6



selama oksidasi senyawa tersebut. Dalam tahap ketiga, ATP kaya energi dihasilkan melalui fosforilasi oksidatif. Metabolisme protein dimulai setelah protein dipecah menjadi asam amino. Asam amino akan memasuki siklus TCA (Tri Carboxylic Acid) bila dibutuhkan sebagai sumber energi atau bila berada dalam jumlah berlebih dari yang dibutuhkan untuk sintetis protein. Mula-mula asam amino akan mengalami deaaminase yaitu melepas guugus amino. Asam amino kemudian dikatabolisme melalui tiga cara. Kira-kira separuh dari asam amino diubah menjadi piruvat dan separuhnya lagi diubah menjadi asetil KoA. Sisa asam amino kecuali aspartat diubah menjadi asam glutamat, dideaminase dan langsung memasuki siklus asam trikarboksilat. Asam amino yang masuk ke siklus asam trikarboksilat merupakan asam amino glukogenik karena dapt menghaasilkan energi atau keluar dari siklus dan diubah menjadi glukosa. Deaminase Hasil deaminase adalah asam keto dan amoniak. Amoniak merupakan basa yang bersifat racun yang bila berlebihan akan mengganggu keseimbangan asam basa. Transaminase Asam amino esensial tidak dapat dibuat oleh tubuh, sebaliknya AA non esensial dapat dibuat oleh tubuh sepanjang tersedia cukup nitrogen. Hal ini dilakukan dengan memindahkan gugus amino dari suatu asam amino ke asam keto, sehingga menghasilkan asam amino baru dansatu asam keto. Dengan cara ini sel hati dapat mensintesis berbagai AA nonesensial. Proses transaminase membutuhkan koenzim NAD, PLP, THF, dan vit. B12. Perubahan Amoniak Menjadi Ureum di Dalam Hati Sebagian amoniak yang dibentuk dalam hati merupakan sumber nitrogen guna mensintesis asam amino. Selebihnya harus didetosikasi. Amoniak yang tidak digunakan bergabung dengan CO2 dan menghasilkan ureum yang tidak terlalu bersifat racun. Perubahan amoniak menjadi ureum terjadi melalui reaksi yang kompleks, yaaitu siklus ureum. Pengeluaran Ureum melalui Ginjal Ureum dikeluarkan dari hati masuk ke aliran darah hingga di ginjal. Salah satu fungsi ginjal adalah mengeluarkan ureum dari darah melalui urin. Dalam keadaan normal hati dapat 7



mengubah semua amoniak menjadi ureum dan mengeluarkannya ke dalam darah. Ginjal kemidian membersihkan darah dari amoniak dan mengeluarkannya melalui urin.



2.3 METABOLISME LEMAK Skema mekanisme metabolisme lemak:



Proses metabolisme lemak sebagai komponen bahan makanan yang masuk ke dalam tubuh, dimulai dengan proses pencernaannya di dalam usus oleh enzim. Asam lemak bersenyawa kembali dengan gliserol membentuk lemak yang kemudian diangkut oleh pembuluh getah bening. Selanjutnya, lemak disimpan di jaringan adiposa (jaringan lemak). Jika dibutuhkan, lemak akan diangkut ke hati dalam bentuk lesitin yang dihidrolisis oleh lipase menjadi asam lemak dan gliserol. Gliserol diaktifkan oleh ATP menjadi gliserol fosfat dan akhirnya mengalami oksidasi, seperti glukosa. Rantai karbon asam lemak diolah di dalam



8



mitokondria sehingga dihasilkan asetil koenzim yang selanjutnya dapat masuk ke dalam Siklus Krebs. Biosintesis Pada hewan, bila ada kelebihan pasokan karbohidrat makanan, kelebihan karbohidrat diubah menjadi triacylglycerol. Hal ini melibatkan sintesis asam lemak dari asetil-KoA dan esterifikasi asam lemak dalam produksi triacylglycerol, proses yang disebut lipogenesis. Asam lemak yang dibuat oleh sintesis asam lemak yang mempolimerisasi dan kemudian mengurangi asetil-KoA unit. Rantai asil dalam asam lemak diperluas oleh siklus reaksi yang menambahkan gugus asetil, mereduksinya menjadi alkohol, dehidrasi untuk kelompok alkena dan kemudian mengurangi lagi untuk kelompok alkana. Enzim-enzim biosintesis asam lemak dibagi menjadi dua kelompok, pada hewan dan jamur semua reaksi asam lemak sintase dilakukan oleh protein tunggal multifungsi, sementara di plastida tanaman dan bakteri enzim yang terpisah melakukan setiap langkah dalam jalur tersebut. Asam lemak dapat selanjutnya dikonversi ke triacylglycerols yang dikemas dalam lipoprotein dan disekresi dari hati. Sintesis asam lemak tak jenuh melibatkan reaksi desaturasi, dimana ikatan ganda diperkenalkan ke dalam rantai asil lemak. Sebagai contoh, pada manusia, desaturasi asam stearat oleh stearoil-CoA desaturase-1 menghasilkan asam oleat. Asam tak jenuh ganda-asam linoleat lemak serta asam linolenat triply-tak jenuh tidak dapat disintesis dalam jaringan mamalia, dan oleh karena itu asam lemak esensial dan harus diperoleh dari makanan. Sintesis Triacylglycerol terjadi dalam retikulum endoplasma oleh jalur metabolik di mana gugus asil lemak asil-di COA akan ditransfer ke gugus hidroksil dari gliserol-3-fosfat dan diasilgliserol. Degradasi Oksidasi beta adalah proses metabolisme di mana asam lemak dipecah dalam mitokondria dan / atau dalam peroksisom untuk menghasilkan asetil-KoA. Untuk sebagian besar, asam lemak dioksidasi oleh suatu mekanisme yang mirip dengan, tapi tidak identik dengan, pembalikan dari proses sintesis asam lemak. Artinya, dua-karbon serpihan dikeluarkan secara berurutan dari ujung karboksil asam setelah langkah-langkah dehidrogenasi, hidrasi, dan oksidasi untuk membentuk asam beta-keto, yang terbelah oleh thiolysis. Asetil KoA kemudian akhirnya diubah menjadi ATP, CO 2, dan H 2 O menggunakan siklus asam sitrat dan rantai transpor elektron. Menghasilkan energi dari oksidasi lengkap



9



dari asam lemak palmitat adalah 106 ATP. Asam lemak tak jenuh dan aneh-rantai membutuhkan langkah-langkah enzimatik tambahan untuk degradasi.



10



BAB III PENUTUP



3.1



Kesimpulan Dari Dari materi tentang metabolism yang telah diuraikan di atas, maka dapat ai ambil



kesimpulan sebagai berikut : -



Metabolisme adalah suatu proses kimiawi yang terjadi di dalam tubuh semua makhluk hidup, proses ini merupakan pertukaran zat ataupun suatu organism dengan lingkungannya. Metabolisme berasal dari bahasa Yunani, yaitu “metabole” yang berarti perubahan, dapat kita katakana bahwa makhluk hidup mendapat, mengolah dan mengubah suatu zat melalui proses kimiawi untuk mempertahankan hidupnya.



-



Didalam tubuh terdapat tiga proses metabolisme yaitu Metabolisme karbohidrat, metabolisme protein, metabolisme lemak.



-



Metabolisme karbohidrat adalah Bila jumlah glukosa yang dikonsumsi melebihi keperluan tubuh, sebagian glukosa ditimbun di hati dan otot sebagai glikogen. Hal ini disebabkan kapasitas pembentukan glikogen terbatas dan pola penimbunan glikogen telah mencapai batasnya. Kelebihan glukosa akan diubah menjadi lemak dan ditimbun di dalam jaringan dan lemak.



-



Metabolisme protein adalah Protein diserap oleh dinding usus dalam bentuk asam amino, melalui pembuluh darah vena porta menuju ke hati. Pada proses metabolisme asam amino, proses dekarboksilasi yang memisahkan gugusan karboksil dengan asam amino menjadi ikatan baru, yang merupakan zat antara yang masih mengandung unsur nitrogen. Selanjutnya, terjadi proses transaminasi yang menghasilkan pemindahan gugusan asam amino (NH2) dari asam amino ke ikatan lain, menjadi asam amino yang berbeda dengan asam amino yang pertama.



-



Metabolisme Lemak adalah Proses pencernaan lemak di dalam tubuh dimulai di dalam mulut yaitu dikunya, dan dicampur dengan air ludah, dan dicampur dengan enzim lipase lingual yang terdapat di dalam kelenjar air liur. setelah itu lemak masuk ke dalam esofagus dan didalam esofagus lemak tidak mengalami proses pencernaan. Kemudian ke lambung, di dalam lambung dengan bantuan enzim lipase lingual dalam jumlah terbatas memulai proses 11



hidrolisis trigliserida menjadi digliserida dan asam lemak, dan proses ini terbatas sebab lipase lambung hanya dapat melakukan hidrolisis dalam jumlah terbatas. lalu masuk ke dalam usus halus, di dalam usus halus, bahan empedu dari kontong empedu mengemulsi lemak. anzim lipase yang ebrasal dari pankreas dan dinding usus halus menghidrolisis lemak dalam bentuk emulsi menjadi digliserida, monogliserida, gliserol, dan asam lemak. fosfolipida yang berasal dari pankreas juga menghidrolisis fosfolipid menjadi asam lemak dan lisofosfolipida. kolesteo=rolesterase berasal dari pankreas menghidrolisis ester kolesterol. lalu pencernaan masih berlanjur ke dalam usus besar, sedikit lemak dan kolesterol yang terkurung dalam serat makanan, dikeluarkan melalui feses.



3.2



Saran Dengan dibuatnya makalah ini,penulis menyarankan bagi para pembaca untuk lebih memahami tentang proses metabolisme karbohidrat,lemak,dan protein.



12



13



DAFTAR PUSTAKA



Riris, Ida duma.2014. Biokimia II. Medan : Fmipa UNIMED Silitonga, Pasar maulim.2013. Biokimia Dasar. Medan: Fmipa UNIMED Diliyani, Susan. 2013. Metabolisme. Dalam http://susandili.blogspot.com/2013/07/metabolisme-karbohidratlemakdan-protein.html, diakses pada tanggal 06 April 2014 pukul 19.00 wib



14