makalah kimia

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.         Latar belakang

Zat adalah sesustu yang sengat di butuh kan mahluk hidup baik manusia,hewan,maupun tumbuhan.

Salah satu di antara zat tersebut adalah karbohidrat, . Karbohidrat adalah senyawa karbon yang mengandung sejumlah besar gugus hidroksil. Karbohidrat paling sederhana bisa berupa aldehid (disebut polihidroksialdehid atau aldosa) atau berupa keton (disebut polihidroksiketon atau ketosa).

Dalam karbohidrat juga terdapat glikolisis dan siklus krebs, Karbohidrah merupakan sumber energi bagi manusia. Bagi tumbuhan; amilum sebagai cadangan makanan, sellulosa sebagai pembentuk kerangka bagi tumbuhan.

karbohidrat sangat lah bermanfaat bagi tubuh kita sehingga kita harus memakan makanan yang mengandung karbohidrat

1.2.         Tujuan dan manfaat

Ada pun tujuan makalah ini adalah:

1.      Untuk mengetahui apa yang terkandung dalam karbohidrat.

2.      Untuk mengetahui apa yang terkandung dan manfaat metabolisme.

3.      Untuk mengetahui pengertian,manfaat,glikolisis.

4.      Untuk mengetahui proses siklus kreb’s,

5.      Untuk mengetahui proses transport electron.

Manfaat yang bisa di ambil dari makalah ini antara nya:

1.      Agar  kita mengetahui tentang karbohidrat secara mendetail.

2.      Agar kita mengtahui tentang manfaat metabolism.

3.      Agar kita mengetahui tentang glikosis secara menyeluruh.

4.      Agar kita mengetahui proses siklus kreb’s dan proses transport elektron.

5.      Dan manfaat paling utama secara umum adalah menambah ilmu pengetahuan.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1.KARBOHIDRAT

1.      Pengertian

Karbohidrat adalah senyawa organik terdiri dari unsur karbon, hidrogen, dan oksigen. contoh; glukosa C6H12O6, sukrosa C12H22O11, sellulosa (C6H10O5)n. Rumus umum karbohidrat Cn(H2O)m.

Karena komposisi yang demikian, senyawa ini pernah disangka sebagai hidrat karbon, tetapi sejak 1880, senyawa tersebut bukan hidrat dari karbon. Nama lain dari karbohidrat adalah sakarida, berasal dari bahasa Arab "sakkar" artinya gula. Karbohidrat sederhana mempunyai rasa manis sehingga dikaitkan dengan gula. Melihat struktur molekulnya, karbohidrat lebih tepat didefinisikan sebagai suatu polihidroksialdehid atau polihidroksiketon. Contoh glukosa; adalah suatu polihidroksi aldehid karena mempunyai satu gugus aldehid da 5 gugus hidroksil (OH).

2.     Klasifikasi

Karbohidrat terbagi menjadi 3 kelompok;

1. monosakarida, yi terdiri atas 3-6 atom C dan zat ini tidak dapat lagi dihidrolisis oleh larutan asam dalam air menjadi karbohidrat yg lebih sederhana.
2. disakarida, yi senyawanya terbentuk dari 2 molekul monosakarida yg sejenis atau tidak. Disakarida dpt dihidrolisis oleh larutan asam dalam air sehingga terurai menjadi 2 molekul monosakarida.
3. polisakarida, yi senyawa yg terdiri dari gabungan molekul2 monosakarida yg banyak jumlahnya, senyawa ini bisa dihidrolisis menjadi banyak molekul monosakarida.

4. Fungsi

Bagi manusia; sbg sumber energi. Bagi tumbuhan; amilum sebagai cadangan makanan, sellulosa sebagai pembentuk kerangka bagi tumbuhan.

Tumbuhan mendapat amilum dan selulosa dari glukosa. Glukosa dihasilkan pada fotosintesis

5..Beberapa monosakarida penting

  Glukosa

Glukosa disebut juga gula anggur karena terdapat dalam buah anggur, gula darah karena terdapat dalam darah atau dekstrosa karena memutarkan bidang polarisasi kekanan. Glukosa merupakan monomer dari polisakarida terpenting yaitu amilum, selulosa dan glikogen. Glukosa merupakan senyawa organik terbanyak. terdapat pada hidrolisis amilum, sukrosa, maltosa, dan laktosa.

Fruktosa

Fruktosa terdapat dalam buah2an, merupakan gula yang paling manis. Bersama2 dengan glukosa merupakan komponen utama dari madu. Larutannya merupakan pemutar kiri sehingga fruktosa disebut juga levulosa.

Ribosa dan 2-deoksiribosa

Ribosa da 2-deoksiribosa adalah gula pentosa yg membentuk RNA dan DNA.

6.      Sifat2 monosakarida

1. semua monosakarida zat padat putih, mudah larut dalam air.
2. larutannya bersifat optis aktif.
3. larutan monosakarida yg baru dibuat mengalami perubahan sudut putaran disebut mutarrotasi.
4. contoh larutan alfaglukosa yang baru dibuat mempunyai putaran jenis + 113` akhirnya tetap pada + 52,7`.
5. umumnya disakarida memperlihatkan mutarrotasi, tetapi polisakarida tidak.
6. semua monosakarida merupakan reduktor sehingga disebut gula pereduksi.

Identifikasi monosakarida

1. uji umum utk karbohidrat adalah uji Molisch. bila larutan karbohidrat diberi beberapa tetes larutan alfa-naftol, kemudian H2SO4 pekat secukupnya sehingga terbentuk 2 lapisan cairan, pada bidang batas kedua lapisan itu terbentuk cincin ungu.
2. gula pereduksi yaitu monosakarida dan disakarida kecuali sukrosa dapat ditunjukkan dg pereaksi Fehling atau Bennedict. Gula pereduksi bereaksi dg pereaksi Fehling atau Benedict menghasilkan endapan merah bata (Cu2O). Selain Pereaksi Benedict dan Fehling, gula pereduksi juga bereaksi positif dg pereaksi Tollens.
3. reaksi Seliwanoff (khusus menunjukkan adanya fruktosa). Pereaksi seliwanoff terdiri dari serbuk resorsinol + HCl encer. Bila fruktosa diberi pereaksi seliwanoff dan dipanaskan dlm air mendidih selama 10 menit akan terjadi perubahan warna menjadi lebih tua.

O                                        O ║                                        ║ C    H                                 C    OH  │                                        │ (CHOH)4    + 2CUO        (CHOH)4   + CU2O↓   │                      Fehling    │                 cermin tembaga CH2OH                              CH2OH Glukosa                                      as. Glukonat

2.2. METABOLISME

·         Pengertian

Metabolisme adalah segala proses reaksi kimia yang terjadi di dalam makhluk hidup, mulai makhluk hidup bersel satu yang sangat sederhana seperti bakteri, protozoa, jamur, tumbuhan, hewan; sampai mkhluk yang susunan tubuhnya kompleks seperti manuasia. Di dalam proses ini, makhluk hidup mendapat, mengubah dan memakai senyawa kimia dari sekitarnya untuk mempertahankan hidupnya.

Metabolisme meliputi proses sintesis (anabolisme) dan proses penguraian (katabolisme) senyawa atau komponen dalam sel hidup.. Semua reaksi metabolisme dikatalis oleh enzim. Hal lain yang penting dalam metabolisme adalah peranannya dalam penawaracunan atau detoksifikasi, yaitu mekanisme reaksi pengubahan zat yang beracun menjadi senyawa tak beracun yang dapat dikeluarkan dari tubuh.

Anabolisme dibedakan dengan katabolisme dalam beberapa hal:

·         Anabolisme merupakan proses sintesis molekul kimia kecil menjadi molekul kimia yang lebih besar, sedangkan katabolisme merupakan proses penguraian molekul besar menjadi molekul kecil

·         Anabolisme merupakan proses membutuhkan energi, sedangkan katabolisme melepaskan energi

·         Anabolisme merupakan reaksi reduksi, katabolisme merupakan reaksi oksidasi

·         Hasil akhir anabolisme adalah senyawa pemula untuk proses katabolisme.

2.3.GLIKOLISIS

1. PENGERTIAN

Glikolisis adalah serangkaian reaksi biokimia dimana glukosa dioksidasi menjadi molekul asam piruvat. Glikolisis adalah salah satu proses metabolisme yang paling universal yang kita kenal, dan terjadi (dengan berbagai variasi) di banyak jenis sel dalam hampir seluruh bentuk organisme. Proses glikolisis sendiri menghasilkan lebih sedikit energi per molekul glukosa dibandingkan dengan oksidasi aerobik yang sempurna. Energi yang dihasilkan disimpan dalam senyawa organik berupa adenosine triphosphate atau yang lebih umum dikenal dengan istilah ATP dan NADH.

Asam piruvat (CH₃COCO₂H) adalah sebuah asam alfa-keto yang memiliki peran penting dalam proses-proses biokimia. Anionkarboksilat dari asam piruvat disebut piruvat. Asam piruvat adalah cairan tak berwarna, dengan bau yang mirip asam asetat. Asam piruvat bercampur dengan air, dan larut dalam etanol dan dietil eter. Di laboratorium, asam piruvat dibuat dengan cara memanaskan campuran asam tartarat dengan kalium bisulfat, atau melalui hidrolisis asetil sianida, yang dibuat melalui reaksi asetil klorida dan kalium sianida:

CH₃COCl + KCN → CH₃COCN

CH₃COCN → CH₃COCOOH

Piruvat adalah suatu senyawa kimia yang penting dalam biokimia. Senyawa ini merupakan hasil metabolisme glukosa yang disebutglikolisis. Sebuah molekul glukosa terpecah menjadi dua molekul asam piruvat, yang kemudian digunakan untuk menghasilkan energi. Jika tersedia cukup oksigen, maka asam piruvat diubah menjadi asetil-KoA, yang kemudian diproses dalam siklus Krebs. Piruvat juga dapat diubah menjadi oksaloasetat melalui reaksi anaploretik yang kemudian dipecah menjadi molekul-molekul karbon dioksida. Nama siklus ini diambil dari ahli biokimia Hans Adolf Krebs, pemenang Hadiah Nobel 1953 bidang fisiologi, karena ia berhasil mengidentifikasi siklus tersebut).

Jika tidak tersedia cukup oksigen, asam piruvat dipecah secara anaerobik, menghasilkan asam laktat pada hewan dan manusia, atau etanol pada tumbuhan. Piruvat diubah menjadi laktat menggunakan enzim laktatdehidrogenase dan koenzim NADH melalui fermentasi laktat, atau menjadi asetaldehida dan lalu etanol melalui fermentasi alkohol.

      Asam piruvat juga dapat diubah menjadi karbohidrat melalui glukoneogenesis, menjadi asam lemak atau energi melalui asetil-KoA, menjadi asam amino alanin dan juga menjadi etanol       

            Lintasan glikolisis yang paling umum adalah lintasan Embden-Meyerhof-Parnas (bahasa Inggris: EMP pathway), yang pertama kali ditemukan oleh Gustav Embden, Otto Meyerhof dan Jakub Karol Parnas. Selain itu juga terdapat lintasan Entner–Doudoroff yang ditemukan oleh Michael Doudoroff dan Nathan Entner terjadi hanya pada sel prokariota, dan berbagai lintasan heterofermen-tatif dan homofermentatif (Bruce Albert dkk, 2002)
            Didalam sel, katabolisme glukosa, fruktosa dan galaktosa pertama kali dilakukan oleh enzim-enzim glikolisis yang larut dalam sitoplasma. Glikolisis (gluko= glukosa: lisis = penguraian) adalah proses penguraian karbohidrat (glukosa ) menjadi piruvat. Reaksi penguraian ini terjadi dalam keadaan ada atau tanpa oksigen. Bila ada oksigen, asam piruvat akan dioksidasi lebih lanjut menjadi CO2dan air, misalnya pada hewan, tanaman dan banyak sel mikroba yang berada pada kondisi aerobic. Bila tanpa oksigen, asam piruvat akan dirubah menjadi etano l(fermentasi alcohol) pada ragi atau menjadi asam laktat pada otot manusia yang berkontraksi. Tiap proses glikolisis menggunakan enzin tertentu (Anna Poedjiadi, 1994).

Glikolisis secara harfiah berarti pemecahan glukosa. Jalur glikolisis ditemukan di dalam sitosol dari sel, mempunyai dua peran; pemecahan monosakarida untuk menghasilkan energi dan menyediakan satuan pembentuk untuk sintesa senyawa yang diperlukan sel seperti gliserol untuk sintesa trigliserida atau lemak. Sebelum glikolisis dapat berlangsung, sebuah sel harus memperoleh glukosa. Hanya beberapa jenis sel seperti sel-sel hati dan buah pinggang (kidney) yang dapat menghasilkan glukosa dari asam amino, dan hanya hati dan sel-sel jaringan menyimpan glukosa dalam jumlah besar. Glukosa ini disimpan sebagai glikogen. Hati dan jaringan memecahkan glikogen menjadi glukosa (atau bentuk monosakarida lain). Sel-sel badan lainnya harus memperoleh glukosa dari sirkulasi darah, sehingga badan perlu mempertahankan suatu konsentrasi yang relatif tetap dari glukosa darah supaya dapat hidup. Hasil glikolisis adalah dua unit senyawa yang mengandung tiga atom karbon yaitu asam piruvat. Sebagian sel-sel mengubah asam piruvat menjadi asam laktat.

Di dalam glikolisis, reaksi pertama melibatkan satu ATP menyumbangkan satu gugus fospat ke glukosa. Pada tahap ketiga, satu lagi ATP digunakan menambah satu gugus fospat kedua.           

Maka untuk memulai jalur ini, satu sel memakai dua ATP. Pada saat molekul yang mengandung tiga atom karbon diubah menjadi piruvat, masing-masing menghasilkan dua ATP, sehingga total ada 4 ATP. Energi bersih yang dihasilkan sejauh ini dari glikolisis adalah dua ATP, karena dua ATP digunakan didalam proses dan empat ATP di hasilkan. Masih ada ATP yang akan terbentuk; ini hanya menyatakan sebanyak 5% dari total produksi ATP yang mungkin dari satu molekul glukosa. Energi kimia yang disimpan di dalam ikatan NADH akhirnya dapat ditransfer ke ATP. Pada umumnya setiap NADH + H⁺ menyumbangkan energy yang cukup untuk menghasilkan 2,5 ATP. Maka NADH + H⁺ adalah satu bentuk dari energi potensial untuk sel. Pada akhirnya sel memakai energi di dalam NADH+ H⁺ membentuk ATP (Simanjuntak dan Silalahi, 2003).

Glikolisis terdiri dari 2 fase: Fase preparasi (preparatory phase), yaitu fosforilasi glukosa dan konversinya menjadi gliseraldehid 3-fosfat. Fase pembayaran (payoff phase), yaitu konversi oksidatif gliseraldehid 3-P menjadi piruvat disertai pembentukan ATP dan NADH.

Reaksi netto glikolisis:

Glukosa + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi ———-> 2Piruvat + 2NADH + 2H+ + 2ATP + 2H2O

Glikolisis melibatkan banyak enzim, uraian lebih lengkapnya di bawah ini:

1.      Heksokinase

Tahap pertama pada proses glikolisis adalah pengubahan glukosa menjadi glukosa 6-fosfat dengan reaksi fosforilasi. Gugus fosfat diterima dari ATP dalam reaksi. Enzim heksokinase merupakan katalis dalam reaksi tersebut dibantu oleh ion Mg⁺⁺sebagai kofaktor. Enzim ini ditemukan Meyerhof pada tahum 1927 dan telah dapat dikristalkan dari ragi, mempunyai berat molekul 111.000. heksesokinase yang berasal dari ragi dapt merupakan katalis pada reaksi pemindahan gugus fosfat dari ATP tidak hanya kepada glukosa tetapi juga kepada fruktosa, manosa, glukosamina. Dalam otak, otot, dan hati terdapat enzim heksesokinase yang multi substrat ini. Disamping itu ada pula enzim-enzim yang khas tetapi juga kepada fruktosa, manosa, dan glukosamin. Dalam kinase. Hati juga memproduksi fruktokinase yang menghasilkan fruktosa-1-fosfat.

Enzim heksesokinase dari hati dapat dihambat oleh hasil reaksi sendiri. Jadi apabila glukosa-6-fosfat terbentuk dalam jumlah banyak, mak senyawa ini akan menjadi inhibitor bagi enzim heksesokinase tadi. Selanjutnya enzim akan aktif kembali apabila konsentrasi glukosa-6-fosfat menurun pada tingkat tertentu.

2.      Fosfoheksoisomerase

Reaksi berikutnya ialah isomerasi, yaitu pengubahan glukosa-6-fosfat menjadi fruktosa-6-fosfat, dengan enzim fosfoglukoisomerase. Enzim ini tidak memerlukan kofaktor dan telah diperoleh dari ragi dengan cara kristalisasi. Enzim fosfuheksoisomerase terdapat jaringan otot dan mempunyai beraat molekul 130.000.

3.      Fosfofruktokinase

Frukrosa-6-fosfat diubah menjagi fruktosa-1,6-difosfat oleh enzim fosfofruktokinase dibantu oleh ion Mg⁺⁺ sebagai kofaktor. Dalam reaksi ini gugus fosfat dipindahkan dariATP kepada fruktosa-6-fosfat dari ATP sendiri akan berubah menjadi ADP.

Fosfofruktokinase dapat dihambat atau dirangsang oleh beberapa metabolit, yaitu senyawa yang terlibat dalam proses metabolism ini.  Sebagai contoh, ATP yang berlebih dan asam sitrat dapat menghambat,dilain pihak adanya AMP, ADP, dan fruktosa-6-fosfat dapat menjadi efektor positif yang merangsang enzim fosfofruktokinase. Enzim ini merupakan suatu enzim alosterik dan mempunyai berat molekul kira-kira 360.000.

4.      Aldose

Reaksi tahap keempat dalam rangkaian reaksi glikolisis adalah penguraian molekul fruktosa-1,6-difosfat membentuk dua molekul triosa fosfat, yaitu dihidroksi aseton fosfat dan D-gliseraldehida-3-fosfat. Dalam tahap ini enzim aldolase yang menjadi katalis telah dimurnukan dan ditemukan oleh Warburg. Enzim ini terdapat dalam jaringan tertentu dan dapat bekerja sebagai kaalis dalam reaksi penguraian beberapa ketosa dan monofosfat, misalnya fruktosa-1,6-difosfat, sedoheptulose-1,7- difosfat, fruktosa-1-fosfat, eritulosa-1-fosfat. Hasil reaksi penguraian tiap senyawa tersebut yang sama adalah dihidroksi aseton fosfat.

5.      Triosafosfat Isomerase

Dalam reaksi penguraian oleh enzim aldolase terbentuk dua macam senyawa, yaitu D-gliseraldehida-3-fosfat dan dihidroksi-aseton fosfat. Yang mengalami reaksi lebih lanjut dalam proses glikolisis adalah D-gliseraldehida-3-fosfat. Andaikata sel tidak mampu mengubah dihidroksiasotonfosfat menjadi D-gliseraldehida-3-fosfat, tentulah dihidrosiasetonfosfat akan bertimbun didalam sel. Hal ini tidak berllangsung karena dalam sel terdapat enzim triofosfat isomerase yang dapat mengubah dihidrokasetonfosfat menjadi D-gliseraldehida-3-fosfat. Adanya keseimbangan antara kedua senyawa tersebut dikemukakan oleh Mayerhof dan dalam keadaan keseimbangan dihidroksiaseton fosfat terdapat dalam jumlah dari 90%.

6.      Gliseraldehida-3-fosfat Dihidrogenase

Enzim ini bekerja sebagai katalis pada reaksi gliseraldehida-3-fosfat menjadi 1,3 difosfogliserat. Dalam reaksi ini digunakan koenzim NAD⁺. Sedangkan gugus fosfat diperoleh dari asam fosfat. Reaksi oksidasi ini mengubah aldehida menjadi asam karboksilat. Gliseraldehida-3-fosfat dehidrogenase telah dapat diperoleh dalam bentuk Kristal dari ragi dan mempunyai berat molekul 145.000. Enzim ini adalah suatu tetramer yang terdiri atas empat subunit yang masing-masing mengikat suatu molekul NAD⁺, jadi pada tiap molekul enzim terikat empat molekul NAD⁺.

7.      Fosfogliseril Kinase

Reaksi yang menggunakan enzim ini ialah reaksi pengubahan asam 1,3-difosfogliserat menjadi asam 3-fosfogliserat. Dalam reaksi ini terbentuk datu molekul ATP dari ADP dan ion Mg²⁺diperlukan sebagai kofaktor. Oleh karena ATP adalah senyawa fosfat berenergi tinggi, maka reaksi ini mempunyai fungsi untuk menyimpan energy yang dihasilkan oleh proses glikolisis dalam bentuk ATP.

8.      Fosfogliseril Mutase

Fosfogliseril mutase bekerja sebagai katalis pada reaksipengubahan asam 3-fosfogliserat menjadi asam 2-fosfogliserat.Enzim ini berfungsi memindahkan gugus fosfat dari suatu atom C kepada atom C lain dalam suatu molekul. Berat molekul enzim ini yang diperoleh dari ragi ialah 112.000.

9.      Enolase

Reaksi berikutnya ialah pembentukan asam fosfofenol piruvat dari asaam 2-fosfogliserar dengan katalis enzim enolase dan ion Mg²⁺ sebagai kofaktor. Reaksi pembentukkan asam fosfofenol piruvat ini ialah pembentukan asam fosfofenol piruvat dari asaam 2-fosfogliserar dengan katalis enzim enolase dan ion Mg²⁺ sebagai kofaktor. Reaksi pembentukkan asam fosfofenol piruvat ini ialah reaksi dehidrasi. Adanya ion F^- dapat menghambat kerja enzim enolase, sebab ion F^- dengan ion Mg²⁺dan fosfat dapat membentuk kompleks magnesium fluoro fosfat. Dengan terbentuknya kompleks ini akan mengurangi jumlah ion Mg²⁺ dalam campuran reaksi dan akibat berkurangnya ion Mg²⁺maka efektivitas reaksi berkurang.

Enzim ini menggunakan enzim laktat dehidrogenase ini ialah reaksi tahap akhir glikolisis, yaitu pembentukan asam laktat dengan cara reduksi asam piruvat. Dalam reaksi ini digunakan NAD sebagai koenzim (Anna Poedjiadi, 1994).

Skema Glikolisis

Proses glikolisis di sitoplasma berlangsung anaerob dengan menghasilkan senyawa 2 , 2, 2 (Asam Piruvat , ATP,NADH )dengan bahan glukosa (hasil fotosintesa) berjalan dengan 10 tahap GiGiFiFi PeGAL 3XPGA-P-P untuk jelasnya lihat ini

Produksi Laktat Adalah Titik Akhir Dari Glikolisis Anaerobik

Sebagian sel kekurangan jalur yang membutuhkan oksigen (aerobik) diperlukan untuk memakai NADH + H+ untuk sintesa ATP, dan pada saatnya selsel ini kurang mampu memakai proses ini untuk me-recycle NADH + H+ kembali menjadi NAD. Misalnya sel darah merah. Maka, pada saat sel darah merah mengubah glukosa menjadi piruvat, NADH + H+ meningkat di dalam sel. Akhirnya konsentrasi NAD menurun terlampu rendah sehingga glikolisis berlanjut, karena kebanyakan NAD ada di dalam bentuk NADH + H+. Untuk mengimbanginya, satu sel darah merah mereaksikan piruvat dengan satu NADH + H+ dan satu ion hidrogen bebas membentuk laktat, lihat. Di dalam proses itu, NADH + H+ berobah menjadi NAD.

Proses ini memungkinkan sel darah merah untuk menyediakan sendiri (resupply itself) dengan NAD karena sel-sel ini tidakmengandung mitochondria. Otot yang sedang latihan juga menghasilkan laktat jika kekurangan NAD. Bertambahnya laktat kemudian akan menyebabkan otot menjadi lelah (fatigue). Produksi laktat oleh suatu sel memungkinkan glikolisis anaerobik berlanjut karena disini tetap ada suatu pasokan dari NAD. Lagi pula, jalur ini menghasilkan hanya sekitar 5% dari potensial ATP per molekul glukosa. Tetapi untuk sebagian sel-sel seperti sel darah merah, glikolisis anaerobik adalah satu-satunya metode untuk menghasilkan ATP.     Asam laktat dilepaskan ke peredaran darah, ditangkap terutama oleh hati dan disintesa menjadi glukosa. .( Simanjuntak dan Silalahi, 2003 )

Glikolisis anarobik berperan hampir pada semua vertebrata, termasuk pada manusia, dalam waktu penedek pada aktivitas otot yang bersifat ekstrim, misalnya selama lari cepat 100 m, pada saat oksigen tidak dapat dibawa pada kecepatan yang cukup untuk dibawa ke otot, dan mengoksidasi piruvat, menghasilkan ATP. Sebaliknya, otot menggunakan glikogen cadangan sebagai bahan bakar untuk menghasilkan ATP oleh oksidasi glikolisis anaerobic dengna laktat sebagai produk akhir. Penggunaan glikolisis anaerobic sebagai sumber energy bagi kontruksi otot terutama penting pada otot putih. Contoh hewan yang sangat dipengaruhi aktivitasnya melalui glikolisis anaerobic pada otot putihnya yaitu burung kalkun, otot kaki kuda (Lehninger, 1982).

2.4. SIKLUS KREBS

1.Pengertian

• Siklus krebs adalah satu seri reaksi yang terjadi di dalam mitokondria yang membawa katabolisme residu asetyl, membebaskan ekuivalen hidrogen, yang dengan oksidasi menyebabkan pelepasan dan penangkapan ATP sebagai kebutuhan energi jaringan.
• Residu asetyl dalam bentuk asetyl-KoA (CH3-CO-S-CoA, asetat aktif)

2.Tujuan Siklus Krebs

• Menjelaskan reaksi-reaksi metabolik akhir yang umum terdapat pada jalur biokimia utama katabolisme tenaga
• Menggambarkan bahwa CO2 tidak hanya merupakan hasil akhir metabolisme, namun dapat berperan sebagai zat antara, misalnya untuk proses lipogenesis.
• Mengenali peran sentral mitokondria pada katalisis dan pengendalian jalur-jalur metabolik tertentu, mitokondria berfungsi sebagai penghasil energi.

3.Fungsi

• Menghasilkan sebagian besar CO₂
• Metabolisme lain yang menghasilkan CO₂ misalnya jalur pentosa phospat atau P3 (pentosa phospat pathway) atau kalau di harper heksosa monofosfat.
• Sumber enzym-enzym tereduksi yang mendorong RR ( Rantai Respirasi)
• Merupakan alat agar tenaga yang berlebihan dapat digunakan untuk sintesis lemak sebelum pembentukan TG untuk penimbunan lemak
• Menyediakan prekursor-prekursor penting untuk sub-sub unit yang diperlukan dalam sintesis berbagai molekul
• Menyediakan mekanisme pengendalian langsung atau tidak langsung untuk lain-lain sistem enzyme

4.Daur Siklus Krebs

• Karbohidrat , Protein dan Lemak /Lipid akan dimetabolisme yang hasil akhirnya menjadi asetyl Co-A, dimana asetyl Co-A merupakan substrat untuk siklus krebs.
• Kemudian dari siklus krebs dihasilkan CO₂, Hidrogen (FAD NAD) dan ATP.
• Hidrogen (reducing ekivalen) merupakan substrat untuk rantai respirasi (RR).
• Siklus krebs harus berjalan dalamSiklus Asam Sitrat (Siklus Krebs)

Keterangan:

• Substrat siklus krebs adalah asetyl Co-A.
• Asetyl Co-A akan bereaksi dengan oksalo asetat (OAA)  hasilnya sitrat
• Asam sitrat rumusnya beda dengan asam askorbat (vitamin C), kalau vitamin C itu rumusnya lebih mirip glukosa. Manusia tidak bisa menghasilkan vitamin C karena ada suatu reaksi yang terputus dimana manusia itu tidak mempunyai enzim L-glunoluase oksidase yang mengoksidasi glukosa menjadi vitamin C.
• Dari isositrat ke alfa-ketoglutarat membebaskan CO₂ dan NADH (koenzim).
• Kalau menghasilkan NADH pasti membutuhkan NAD.
• NAD  dalam bentuk teroksidasi
• NADH  dalam bentuk tereduksi
• NAD merupakan derivat vitamin B₃.

1. B₁  thiamin
2. B₂  riboflavin
3. B₃  niasin

• Koenzim yang terkait dengan ATP hanya vitamin B₂ dan B₃.
• Kekurangan vitamin B akan mengganggu metabolisme energi.
• NADH  enzimnya isositrat dehidrogenase.
• NADH akan masuk ke rantai respirasi melepaskan hidrogen dan menghasilkan 3 ATP. Sedangkan FADH menghasilkan 2 ATP
• Dekarboksilasi oksidasi  melepaskan CO₂.
• Dari alfa-keto menjadi suksinil Co-A  prosesnya dekarboksilasi oksidasi.
• Dari succynyl Co-A menjadi succinate langsung dihasilkan ATP.
• Reaksi yang menghasilkan ATP langsung: siklus krebs, glikolisis, fosforilasi oksidatif, dan rantai respirasi.
• Lemak penghasil ATP paling banyak tapi tidak menghasilkan ATP secara langsung. Lemak banyak menghasilkan NADH dan FADH.
• Dari succinate menjadi fumarate dihasilkan FADH₂, membutuhkan koenzim FAD (derivat vitamin B₂), dihasilkan 2 ATP.
• Dari malate ke oxaloacetat dihasilkan NADH 3 ATP.
• Total ATP untuk 1 putaran (1 asetyl Co-A) siklus krebs  12 ATP.
• Glikolisis  2 asetyl Co-A
• Lemak  8 asetyl Co.A
• 1 mol glukosa  2 kali putaran
• 1 mol lemak  8 kali putaran
• Karbohidrat disimpan di dalam becak-bercak sitoplasma di dalam hepar.
• Hepar dapat bertahan menyimpan glikogen  0,5 gram
• Berfungsi mengoksidasi hasil glikolisis mjd CO₂ dan juga menyimpan energi ke bentuk molekul berenergi tinggi spt ATP, NADH, FADH₂
• Sentral dalam siklus oksidatif dlm respirasi à dimana semua makromolekul dikatabolis (Karbohidrat, Lipid dan Protein)
• Untuk kelangsungannya membutuhkan : NAD, FAD, ADP, Pyr (piruvat) dan OAA
• Menghasilkan senyawa intermedier yg penting à asetil Co A, a KG & OAA
• Asam amino yang dihasilkan dari alfa-ketoglutarat melalui proses transamnasi à glutamat. Kalau asam oksaloasetat à aspartat
• Merupakan prekursor untuk biosintesis makromolekul – makromolekul
• Siklus krebs selain sebagai jalur akhir karbohidrat , lemak dan protein, juga merupakan jalur awal ari makromolekul-makromolekul.
• Jalur akhir à katabolisme à mengubah KH à asetyl Co.A
• Jalur awal à anabolisme
• Berfungsi dalam katabolisme dan juga anabolisme à amfibolik
• Katabolisme à memproduksi molekul berenergi tinggi
• Anabolisme à memproduksi intermedier untuk prekursor biosintesis makromolekul

Jadi Dalam setiap siklus:

• 1 gugus asetil ( molekul 2C) masuk dan keluar sebagai 2 molekul CO₂
• Dalam setiap siklus : OAA digunakan untuk membentuk sitrat  setelah mengalami reaksi yang panjang  kembali diperoleh OAA
• Terdiri dari 8 reaksi : 4 mrpkn oksidasi  dimana energi  digunakan utk mereduksi NAD dan FAD
• Dihasilkan: 2 ATP, 8 NADH, 2 FADH₂
• Tidak diperlukan O₂ pada TCA, tetapi digunakan pada Fosforilasi oksidatif  untuk memberi pasokan NAD, shg piruvat dapat di ubah menjadi Asetil Co A

Glikolisis vs SIKLUS KREBS( TCA )

GLIKOLISIS	SIKLUS KREBS
a. Reaksi berjalan linier b. Lokasi di sitoplasma	a. Reaksi siklis b. letak di matriks mitokondria

PROSES KIMIAWI PENGIKATAN ASETIL CoA OLEH OKSALO ASETAT MENJADI SITRAT

BERIKUT RUMUS BANGUN SENYAWA YANG TERLIBAT DALAM SIKLUS KREBS

Enzim tersedia dalam mitokondria

Ada dua macam enzim:

1. memerlukan NAD
2. memerlukan NADP

NADP-dependent enzyme : terdapat di matriks mitokondria dan sitosol

Peran anabolisme dalam siklus krebs ditunjukkan oleh 4 senyawa intermediet, yaitu:

1. Sitrat

Dapat digunakan untuk membentuk kolestrol atau asam lemak. Jika terjadi gangguan atau hambatan pada perubahan sitrat menjadi sis-akusitrat sehingga sitrat menumpuk misalnya, maka sitrat tersebut akan terakumulasi dan dapat meningkatkan kolesterol atau asam lemak.

2. Alfa-ketoglutarat

Melalui proses transaminasi menghasilkan asam amino glutamat.

Purin  jika terlalu banyak di dalam tubuh akan diubah menjadi asam urat, bisa meningkatkan konsentrasi asam urat di dalam darah. Asam urat di dalam tubuh berfungsi sebagai antioksida endogen.

3. Succynil Co-A

• Digunakan untuk mensitesis hem. Hem+protein globin  hemoglobin.
• Kalau di dalam tanaman, succynil Co-A digunakan untuk pembentukan klorofil.
• Rumus hem dan rumus klorofil sama persis, bedanya kalau hem mengikat logam di tengahnya adalah Fe, sedangkan klorofil logam di tengahnya adalah Mg.

• Oksalo asetat

Melalui proses transaminasi, enzimnya transaminase menjadi aspartat, purin dan pirimidin.

PEMBEBASAN ATP oleh Siklus Krebs

• Siklus Krebs sebagai jalur metabolisme amfibolik
• Disebut amfibolik  anabolisme dan katabolisme.
• Contoh :

1. a-ketoglutarat +alanin  glutamat + piruvat
2. oksaloasetat +alanin  aspartat + piruvat
3. suksinil ko-A, merupakan prazat untuk biosintesis hem
4. Reaksi Siklus Krebs sebagai Jalur Metabolisme Amfibolik

• Reaksi-reaksi Anaplerotik Siklus Krebs
• Masukan banyak piruvat atau asetyl Ko-A ke dalam Siklus Krebs dapat mengurangi persediaan okasaloasetat yang digunakan untuk sintase sitrat.
• Dua reaksi yang yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan oksaloasetat disebut rx anaplerotik (memenuhi)
• Piruvat menjadi oksaloasetat
• Piruvat menjadi malat
• Pada jaringan otot yang dilatih berat, AMP menjadi IMP oleh deaminasi oksidatif. Hasil bersihnya membentuk FUMARAT
• Reaksi Anaplerotik Ketika produk intermedier TCA /siklus krebs digunakan sbg prekursor biosintesis lainnya

Konsentrasi intermedier  turun  memperlambat kecepatan TCA Ada 5 reaksi :

1. Piruvat OAA dgn enzim piruvat karboksilase
2. PEP OAA dgn enzim PEP karboksikinase
3. PEP OAA dgn enzim PEP karboksilase
4. Piruvat malat dg enzim malat ketoglutarat

Jalur metabolisme daur asam trikarboksilat (asam sitrat) pertama diketemukan oleh Krebs (1937).

• Oleh karena itu, jalur ini disebut pula daur Krebs. Jalur daur ini merupakan ajlur metabolisme yang utama dari berbagai senyawa hasil metabolisme, yaitu hasil katabolisme karbohidrat, lemak, dan protein.

• Asetil ko-A (sebagai hasil katabolisme lemak dan karbohidrat), oksalasetat, fumarat, dan α-ketoglutarat (sebagaihasil katabolismeasam amino dan protein), masuk kedalam daur Krebs untuk selanjutnya dioksidasi melalui beberapa tahap reaksi yang kompleks menjadi CO2, H2O dan energi ATP.
• Kegiatan daur asam tri karboksilat terdapat dalam sel hewan, tumbuhan, dan jasad renik yang aerob dan merupakan metabolisme penghasil energi yang utama. Jasad yang anaerob tidak menggunakan metabolisme daur ini sebagai penghasil energinya.

• Daur Krebs merupakan bagian rangkaian proses pernafasan yang panjang dan kompleks, yaitu oksidasi glukosa menjadi CO2dan H2O serta produksi ATP.
• Proses pernafasan terdiri dari 4 tahap utama:

1. glikolisis (oksidasi glukosa menjadi piruvat)
2. konversi piruvat ke asetil ko-A
3. daur Krebs dan
4. proses pengangkutan elektron melalui rantai pernafasan yang dirangkaikan degan sintesis ATP dari ADP = Pi melalui proses fosforilasi bersifat oksidasi.

Didalam sel eukariota, metabolisme asam trikarboksilat berlangsung didalam mitokondrion. Sebagian enzim dalam metabolisme ini terdapat di dalam cairan matriks dan sebagian lagi terikat pada bagian dalam membran mitokondrion.

2.5. Transpor Elektron

Tahap akhir dari respirasi aerob adalah sistem transpor elektron sering disebut juga sistem (enzim) sitokrom oksidase atau sistem rantai pernapasan yang berlangsung pada krista dalam mitokondria. Pada tahap ini melibatkan donor elektron, akseptor elektron, dan reaksi reduksi dan oksidasi (redoks). Donor elektron adalah senyawa yang dihasilkan selama tahap glikolisis maupun siklus Krebs dan berpotensi untuk melepaskan elektron, yaitu NADH₂ dan FADH₂.

            Akseptor elektron adalah senyawa yang berperan sebagai penerima elektron yang di lepaskan oleh donor elektron yaitu enzim sitokrom dan Oksigen.                  .

            Sebanyak 10 molekul NADH₂ dan 2 molekul FADH₂ dihasilkan selama tahap glikolisis dan siklus Krebs. Seluruhnya akan memasuki reaksi redoks pada sistem transpor elektron. Setiap pelepasan elektron akan menghasilkan energi berupa ATP, 1 molekul NADH₂ akan menghasilkan 3 molekul ATP, dan 1 molekul FADH₂ akan menghasilkan 2 molekul ATP.

            Mula-mula molekul NADH₂ memasuki reaksi dan dihidrolisis oleh enzim dehidrogenase diikuti molekul FADH2 yang dihidrolisis oleh enzim flavoprotein, keduanya melepaskan ion Hidrogen diikuti elektron, peristiwa ini reaksi oksidasi.

Selanjutnya elektron ini akan ditangkap oleh Fe⁺⁺⁺ sebagai akseptor elektron dan dikatalis oleh enzim sitokrom b, c, dan a. Peristiwa ini disebut reaksi reduksi. Reaksi reduksi dan oksidasi ini berjalan terus sampai elektron ini ditangkap oleh Oksigen (O₂) sehingga berikatan dengan ion Hidrogen (H⁺) menghasilkan H₂O (air). Hasil akhir dari sistem transpor elektron ini adalah 34 molekul ATP, 6 molekul H₂O (air). Secara keseluruhan reaksi respirasi sel aerob menghasilkan 38 molekul ATP, 6 molekul H₂O, dan 2 molekul CO₂.

Rantai transpor elektron (bahasa Inggris: electron transport chain, respiratory chain, ETC), pada sel eukariota, merupakan membran mitokondria sebelah dalam, berupa deretan molekul sardiolipin, yang berfungsi sebagai medium yang melewatkan elektron untuk memicu reaksi redoks yang mengubah O₂ menjadi H₂O

Rantai transpor elektron

ETC pada eukariota.

ETC pada prokariota.

BAB III

KESIMPULAN DAN SARAN

3.1.Kesimpulan

1. Karbohidrat

Karbohidrat adalah senyawa organik terdiri dari unsur karbon, hidrogen, dan oksigen. contoh; glukosa C6H12O6, sukrosa C12H22O11, sellulosa (C6H10O5)n. Rumus umum karbohidrat Cn(H2O)m.

Karena komposisi yang demikian, senyawa ini pernah disangka sebagai hidrat karbon, tetapi sejak 1880, senyawa tersebut bukan hidrat dari karbon. Nama lain dari karbohidrat adalah sakarida, berasal dari bahasa Arab "sakkar" artinya gula. Karbohidrat sederhana mempunyai rasa manis sehingga dikaitkan dengan gula. Melihat struktur molekulnya, karbohidrat lebih tepat didefinisikan sebagai suatu polihidroksialdehid atau polihidroksiketon. Contoh glukosa; adalah suatu polihidroksi aldehid karena mempunyai satu gugus aldehid da 5 gugus hidroksil (OH).

2.Metabolisme

Metabolisme adalah segala proses reaksi kimia yang terjadi di dalam makhluk hidup, mulai makhluk hidup bersel satu yang sangat sederhana seperti bakteri, protozoa, jamur, tumbuhan, hewan; sampai mkhluk yang susunan tubuhnya kompleks seperti manuasia. Di dalam proses ini, makhluk hidup mendapat, mengubah dan memakai senyawa kimia dari sekitarnya untuk mempertahankan hidupnya

3.Glikolisis

Glikolisis adalah serangkaian reaksi biokimia dimana glukosa dioksidasi menjadi molekul asam piruvat. Glikolisis adalah salah satu proses metabolisme yang paling universal yang kita kenal, dan terjadi (dengan berbagai variasi) di banyak jenis sel dalam hampir seluruh bentuk organisme.

4.Siklus Krebs

• Siklus krebs adalah satu seri reaksi yang terjadi di dalam mitokondria yang membawa katabolisme residu asetyl, membebaskan ekuivalen hidrogen, yang dengan oksidasi menyebabkan pelepasan dan penangkapan ATP sebagai kebutuhan energi jaringan.
• Residu asetyl dalam bentuk asetyl-KoA (CH3-CO-S-CoA, asetat aktif)

5.Transpor Elektron

·         Tahap akhir dari respirasi aerob adalah sistem transpor elektron sering disebut juga sistem (enzim) sitokrom oksidase atau sistem rantai pernapasan yang berlangsung pada krista dalam mitokondria. Pada tahap ini melibatkan donor elektron, akseptor elektron, dan reaksi reduksi dan oksidasi (redoks). Donor elektron adalah senyawa yang dihasilkan selama tahap glikolisis maupun siklus Krebs dan berpotensi untuk melepaskan elektron, yaitu NADH₂ dan FADH₂.

3.2. Saran 

            Bagi pembaca maupun pendengar makalah ini saran dari penulis jika ada kesalahan penulisan kata,penyusunan kata maupun kejenggalan kata,kita semua mengetahui manusia tidak liput dari kesalahan dan kehilafan maka dari mohon kritik dan saran nya kangan dekur yang bersifat membangun makalah ini untuk lebih kesempurnaan makalah ini.