MAKALAH
ILMU NUTRISI TERNAK
GLIKOGENESIS
GLIKOGENESIS
OLEH:
KASMITA
I 111 12 284
FAKULTAS PETERNAKAN
UNUVERSITAS HASANUDDIN
MAKASSAR
2013
BAB I
PENDAHULUAN
latar belakang
Pembentukan fosfat energi tinngi tidakalah sedikit, bahan bakar harus selalu tersedia untuk proses- proses penghasil fospatenenergi tinggi. Pada hewan yang pengambilan makananya terhenti, misalnya tidur panjang musim dingin,bahan bakar harus dapat disimpan dan digunakan waktu diperlukan salah satu bentuk penyimpanan
Glikogen adalah bentuk utama dari cadangan glukosa pada sel- sel hewan atau binatang,karbohidrat a-14 dari glukosa dan rata- rata mempunyai ikatan caban a-1,6 untuk tiap satuan yang terdiri dari 16 glukosa yang selanjutnya masuk ke dalam peredaran darah dan digunakan oleh berbagai jaringan lain. Otot juga memecah glikogen yang ada padanya bila perlu, akan tetapi tidak membebaskan glukosa yang selanjutnya masuk ke dalam peredaran darah dan digunakan oleh berbagai jaringan lain.untuk juga memecah glikogen yang ada padanya bila perlu, akan tetapi ia tidak membebaskan glukosa tersebut atau masuk ke dalam darah,melainkan mengoksidasinya untuk keperluanya sendiri. Ini terjadi karena otot tidaklah mempunyai enzim glikosa 6- fosfate yang operlu untuk menyingkirkan posfat. Yang terakhir ini haruslah terjadi lebih dulu,sebelum glukosa dapat dibawa keluar sel
Bila jumlah glukosa yang diperoleh dari makanan terlalu terlebih,maka glukosa akan disimpan dengan jalan diubah menjadi glikogen dalam hati dan jaringan otot. Proses glikogen dari glikosa ini disebut glikogenesis. Glikogen dalam hati dapat pula dibentuk dari asam laktat yang dihasilkan pada proses glikolisis
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 sehari – sehari. Contoh dari karbohidrat sederhana adalah monosakarida seperti glukosa, fruktosa dan galaktosa atau juga disakarida seperti sukrosa dan laktosa. Jenis – jenis karbohidrat sederhana ini dapat ditemui terkandung di dalam produk pangan seperti madu, buah- buahan dan susu. Sedangkan contoh dari karbohidrat kompleks adalah pati (starch), glikogen (simpanan energi di dalam tubuh), selulosa, serat (fiber) atau dalam konsumsi sehari-hari karbohidrat kompleks dapat ditemui terkandung di dalam produk pangan seperti, nasi, kentang, jagung, singkong, ubi, pasta, roti dan sebagainya. Metabolisme mempunyai pengertian yang amat luas, yang pada prinsipnya dapat diartikan sebagai semua reaksi kimia atau perubahan kimia yang terjadi di dalam tubuh mahluk hidup. Metabolisme yang terjadi dalam tubuh mahluk hidup melibatkan berbagai reaksi kimia yang saling berkaitan satu dengan yang lain yang saling menunjang. misalnya dalam sintesis jaringan terlibat metabolisme protein yang mempersiapkan kerangka dasar jaringan tersebut. Kemudian terkait metabolisme karbohidrat dan lemak untuk melengkapi komponen-komponen jaringan , disamping untuk memenuhi kebutuhan energi melalui metabolisme energi/bioenergetik. Kesemuanya terkait dalam suatu keterpaduan yang serasi termasuk disini pengendalian/kontrol sehingga semuanya dapat berjalan serasi, efektif dan efisien bagi kelangsungan hidup mahluk tersebut
rumusan masalah
pengertian glikogenesis
apa struktur- struktur dari glikogenesis
apa tujuan dari glikogenesis
apa fungsi dari glikogenesis pada organ tubuh
jelaskan proses pembentukan dan pemecahan glikogenesis
tujuan masalah
mahasiswa dapat mengetahui apa itu glikogenesis
agar kita dapat mngetahui struktu- struktur glikogenesis
agar mahasiswa mengetahui arti pentingya glikogenesis
agar kita dapat mengetahui peranan glikogenesis
agar kita dapat mengetahui proses pembentukan dan pemecahan glikogenesis
BAB II
GLIKOGENESIS
A. PENGERTIAN
Glikogenesis adalah proses anabolic pembentukan glikogen untuk simpanan glukosa saat kadar gula darah menjadi tinggi seperti setelah makan,glikogenesis terjadi terutama dalam sel-sel hati dan sel-sel otak rangka, tetapi tidak terjadi dalam sel-sel otak yang sangat bergantung pada pada persendian konstan gula darah untuk energy. (Ethel Sloane, 2003)
Glikogenesis adalah sintesis protein dari glukosa, seperti yang di temukan pada otot, tempat glukosa di simpan sebagai glikogen.
Glikogenesis adalah proses pembentukan glikogen dari glukosa kemudian disimpan dalam hati dan otot. Glikogen merupakan bentuk simpanan karbohidrat yang utama di dalam tubuh dan analog dengan amilum pada tumbuhan. Unsur ini terutama terdapat didalam hati (sampai 6%), otot jarang melampaui jumlah 1%. Akan tetapi karena massa otot jauh lebih besar daripada hati, maka besarnya simpanan glikogen di otot bisa mencapai tiga sampai empat kali lebih banyak.
B. STRUKTUR GLIKOGEN
Glikogen bentuk penyimpanan glukosa adalah polisakarida glukosa bercabang yang terdiri dari rantai-rantai unit glukosil yang disatukan oleh ikatan α-1,4 dengan cabang α-1,6 di setiap 8-10 residu.
Dalam molekul dengan struktur bercabang –cabang lebat ini, hanya satu residu glukosil yang memiliki sebuah karbon anomerik yang tidak terkait ke residu glukosa lainnya. Karbon anomerik di awal rantai melekat ke protein glikogenin. Ujung lain pada rantai itu disebut ujung nonpereduksi. Struktur yang bercabang-cabang ini memungkinkan penguraian dan sintesis glikogen secara cepat karena enzim dapat bekerja pada beberapa rantai sekaligus dari ujung-ujung nonpereduksi.
Glikogen terdapat dalam jaringan sebagai polimer berberat molekul sangat besar (107-108) yang bersatu dalam partikel glikogen. Enzim yang berperan dalam sintesis dan penguraian glikogen dan sebagai enzim pengatur, terikat ke permukaan partikel glikogen.
Gambar 2.2 Ikatan α 1,4 dan α 1,6 glikosida
Fungsi Glikogen pada Otot Rangka dan Hati
Glikogen terurai terutama menjadi glukosa 1-fosfat yang kemudian diubah menjadi glukosa 6-fosfat. Di otot rangka dan jenis sel lain, glukosa 6-fosfat masuk ke dalam jalur glikolitik. Glikogen adalah sumber bahan bakar yang sangat penting untuk otot rangka saat kebutuhan akan ATP meningkat dan saat glukosa 6-fosfat digunakan secara cepat dalam glikolisis anaerobik.
Di hati berlainan dengan di otot rangka dan jaringan lainnya. Glikogen hati merupakan sumber glukosa yang pertama dan segera untuk mempertahankan kadar glukosa darah. Di hati, glukosa 6-fosfat yang dihasilkan dari penguraian glikogen dihidolisis menjadi glukosa oleh glukosa 6-fosfatase, suatu enzim yang hanya terdapat di hati dan ginjal. Dengan demikian, penguraian glikogen merupakan sumber glukosa darah yang dimobilisasi dengan cepat pada waktu glukosa dalam makanan berkurang atau pada waktu olahraga dimana terjadi peningkatan penggunaan glukosa oleh otot.
Glikogen otot adalah sumber heksosa untuk proses glikolisis di dalam otot itu sendiri. Sedangkan glikogen hati adalah simpanan sumber heksosa untuk dikirim keluar guna mempertahankan kadar glukosa darah, khususnya di antara waktu makan. Setelah 12-18 jam puasa, hampir semua simpanan glikogen hati terkuras. Tetapi glikogen otot hanya terkuras setelah seseorang melakukan olahraga yang berat dan lama
C. TUJUAN GLIKOGENESIS
Proses glikogenesis terjadi jika kita membutuhkan energi, misalnya untuk berpikir, mencerna makanan, bekerja dan sebagainya. Jika jumlah glukosa melampaui kebutuhan, maka dirangkai menjadi glikogen untuk menambah simpanan glikogen dalam tubuh sebagai cadangan makanan jangka pendek melalui proses glikogenesis.
Jika kadar glukosa darah meningkat (hiperglikemia) glukosa akan di ubah dan di simpan sebagai sebagai glikogen atau lemak, glikogenesis (produksi glikogen) terjadi terutama dalam sel otot dan hati. Glikogenesis akan menurunkan kadar glukosa darah dan proses ini di stimulasi oleh insulin yang disekresi dari pangkreas.
D. PROSES PEMECAHAN GLIKOGEN (GLIKOGENESIS)
Rangkaian proses terjadinya glikogenesis digambarkan sebagai berikut:
1. Glukosa mengalami fosforilasi menjadi glukosa 6-fosfat (reaksi yang lazim terjadi juga pada lintasan glikolisis). Di otot reaksi ini dikatalisir oleh heksokinase sedangkan di hati oleh glukokinase.
ATP + D-glukosa D-glukosa 6- fosfat + ADP
2. Glukosa 6-fosfat diubah menjadi glukosa 1-fosfat dalam reaksi dengan bantuan katalisator enzim fosfoglukomutase. Enzim itu sendiri akan mengalami fosforilasi dan gugus fosfo akan mengambil bagian di dalam reaksi reversible yang intermediatnya adalah glukosa 1,6-bifosfat ( glukosa 1,6-bisfosfat b ertindak sebagai koenzim).
Glukosa 6-fosfat Glukosa 1- fosfat
Enz-P + Glukosa 1-fosfat Enz + Glukosa 1,6-bifosfat Enz-P + Glukosa 6-fosfa
3. Selanjutnya glukosa 1-fosfat bereaksi dengan uridin trifosfat (UTP) untuk membentuk uridin difosfat glukosa (UDPGlc). Reaksi ini dikatalisir oleh enzim UDPGlc pirofosforilase.
UTP + Glukosa 1-fosfat UDPGlc + PPi
Gambar 2.3 Uridin difosfat glukosa (UDPGlc) (dipetik dari: Murray dkk. Biokimia Harper)
Gambar 2.4 Lintasan glikogenesis dan glikogenolisis (dipetik dari: Murray dkk. Biokimia Harper)
4. Hidrolisis pirofosfat inorganic berikutnya oleh enzim pirofosfatase inorganik akan menarik reaksi kea rah kanan persamaan reaksi
5. Atom C1 pada glukosa yang diaktifkan oleh UDPGlc membentuk ikatan glikosidik dengan atom C4 pada residu glukosa terminal glikogen, sehingga membebaskan uridin difosfat. Reaksi ini dikatalisir oleh enzim glikogen sintase. Molekul glikogen yang sudah ada sebelumnya (disebut glikogen primer) harus ada untuk memulai reaksi ini. Glikogen primer selanjutnya dapat terbentuk pada primer protein yang dikenal sebagai glikogenin.
UDPGlc + (C6)n UDP + (C6)n+1
Glikogen Glikogen
Residu glukosa yang lebih lanjut melekat pada posisi 1 4 untuk membentuk rantai pendek yang diaktifkan oleh glikogen sintase. Pada otot rangka glikogenin tetap melekat pada pusat molekul glikogen, sedangkan di hati terdapat jumlah molekul glikogen yang melebihi jumlah molekul glikogenin.
6. Setelah rantai dari glikogen primer diperpanjang dengan penambahan glukosa tersebut hingga mencapai minimal 11 residu glukosa, maka enzim pembentuk cabang memindahkan bagian dari rantai 1 4 (panjang minimal 6 residu glukosa) pada rantai yang berdekatan untuk membentuk rangkaian 1 6 sehingga membuat titik cabang pada molekul tersebut. Cabang-cabang ini akan tumbuh dengan penambahan lebih lanjut 1 glukosil dan pembentukan cabang selanjutnya. Setelah jumlah residu terminal yang non reduktif bertambah, jumlah total tapak reaktif dalam molekul akan meningkat sehingga akan mempercepat glikogenesis maupun glikogenolisis.
Tahap-tahap perangkaian glukosa demi glukosa digambarkan pada bagan berikut.
Gambar 2.5 Biosintesis glikogen (dipetik dari: Murray dkk. Biokimia Harper)
Tampak bahwa setiap penambahan 1 glukosa pada glikogen dikatalisir oleh enzim glikogen sintase. Sekelompok glukosa dalam rangkaian linier dapat putus dari glikogen induknya dan berpindah tempat untuk membentuk cabang. Enzim yang berperan dalam tahap ini adalah enzim pembentuk cabang (branching enzyme).
Glukosa 6-fosfat dan glukosa 1-fosfat merupakan senyawa antara dalam proses glikogenesis atau pembentukan glikogen dari glukosa.
Proses kebalikannya, penguraian glikogen menjadi glukosa yang disebut glikogenolisis juga melibatkan terjadinya kedua senyawa antara tersebut tetapi dengan jalur yang berbeda seperti digambarkan pada Gambar dibawah.
Senyawa antara UDP-glukosa (Glukosa Uridin Difosfat) terjadi pada jalur pembentukan tetapi tidak pada jalur penguraian glikogen. Demikian pula enzim yang berperan dalam kedua jalur tersebut juga berbeda.
Gugus fosfat dan energi yang diperlukan dalam reaksi pembentukan glukosa 6-fosfat dsari glukosa diberikan oleh ATP yang berperan sebagai senyawa kimia berenergi tinggi.
Sedang enzim yang mengkatalisnya adalah glukokinase. Selanjutnya, dengan fosfoglukomutase, glukosa 6-fosfat mengalami reaksi isomerasi menjadi glukosa 1-fosfat.
Gambar 2.7 Pembentukan Uridin Di Phosphat Glucosa
Glukosa 1-fosfat bereaksi dengan uridin tri fosfat (UTP) dikatalis oleh glukosa 1-fosfat uridil transferase menghasilkan uridin difosfat glukosa (UDP-glukosa)dan pirofosfat (PPi).
Mekanisme reaksi glikogenesis juga merupakan jalur metabolisme umum untuk biosintesis disakarida dan polisakarida.
Dalam berbagai tumbuhan seperti tanaman tebu, disakarida sukrosa dihasilkan dari glukosa dan fruktosa melalui mekanisme biosintesis tersebut.
Dalam hal ini UDP-glukosa abereaksi dengan fruktosa 6-fosfat, dikatalis oleh sukrosa fosfat sintase, membentuk sukrosa 6-fosfat yang kemudian dengan enzim sukrosa fosfatase dihidrolisis menjadi sukros.
BAB III
PENUTUP
Kesimpulan
jalur glukoneogenesis dari bahan lipid maupun protein dijelaskan sebagai berikut: 1. Lipid terpecah menjadi komponen penyusunnya yaitu asam lemak dan gliserol. Asam lemak dapat dioksidasi menjadi asetil KoA. Selanjutnya asetil KoA masuk dalam siklus Kreb's. Sementara itu gliserol masuk dalam jalur glikolisis. 2. Untuk protein, asam-asam amino penyusunnya akan masuk ke dalam siklus Kreb's.Metabolisme Karbohidrat
DAFTAR PUSTAKA
Anwari. 2007. Karbohidrat. http://www.pssplab.com/journal/03.pdf. Diakses tanggal 14 November 2012Fedril. 2011. Biokimia. http://fedrildwi.blogspot.com/. Diakses tanggal 15 November 2012Fitria,Lailatul. 2012. Biokimia Karbohidrat. http://blog.ub.ac.id/. Diakses tanggal 14 November 2012Yuyun. 2011. Absorbsi Karbohidrat dalam Tubuh. http://yu2n-sevenfoldism.blogspot.com/. Diaksestanggal 14 November 2012Metabolisme Karbohidrat 22
