Jelaskan hubungan katabolisme karbohidrat, lemak dan protein berdasarkan Gambar berikut

Katabolisme – proses penguraian atau pemecahan senyawa organik atau molekul yang kompleks menjadi senyawa anorganik atau molekul yang lebih sederhana untuk mengasilkan energi yang berupa ATP. ATP atau Adenosin Trifosfat merupakan bentuk energi yang digunakan oleh makhluk hidup untuk melakukan aktivitas tingkat sel.

Energi ATP merupakan hasil dari proton (H+) dan elektron yang berada di dalamnya. Pada katabolisme energi ATP dibawa oleh NAD+ (nikotinamid adenin dinukleotida) dan FAD (flavin adenin dinukleotida). Pada respirasi, ATP dihasilkan dari fosforilasi dengan perangkaian gugus fosfat dan reaksi redoks oleh O2. Katabolisme terdiri dari :

A. Katabolisme Karbohidrat (4,2 kkal/gram)

Berupa proses respirasi aerob dan respirasi anaerob. Reaksi penguraian energi saat Katabolisme adalah proses Respirasi. Respirasi dibedakan menjadi 2 macam, yaitu :

1. Respirasi Aerob

Respirasi Aerob adalah katabolisme karbohidrat yang membutuhkan O2 sebagai oksidator (penerima elektron terkahir dari reaksi).
Tahapan Respirasi Aerob, yaitu :

1. Glikolisis merupakan proses pemecah glukosa menjadi asam piruvat dalam bentuk NADH dan ATP pada respirasi aerob. Rekasi ini terjadi dalam sitoplasma sel.
2. Dekarboksilasi oksidatif asam piruvat merupakan reaksi yang merubah asam piruvat menjadi senyawa baru, yaitu asetil koenzim-A (asetil ko-A). Reaksi dekarboksilasi oksidatif atau DO juga disebut sebagai tahap persiapan untuk masuk ke siklus Krebs. Reaksi DO ini terjadi di dalam intermembran mitokondria.
3. Siklus Kreb atau siklus asam sitrat merupakan siklus yang terjadi setelah dekarboksilasi oksidatif asam piruvat. Siklus ini terjadi dalam matriks mitokondria.
4. Transpor Elektron atau kemiosmosis merupakan proses pelepasan energi berupa proton (H+) dan elektron (e) dari molekul NADH dan FADH2 yang dibentuk selama katabolisme. Reaksi ini terjadi dalam matriks mitokondria.

Baca Juga :   16 Istilah Penting Seputar Virus dan Pembahasannya Lengkap

2. Respirasi Anaerob

Respirasi Anaerob atau fermentasi merupakan katabolisme karbohidrat yang membutuhkan senyawa selain O2 sebagai oksidator (penerima elektron terkahir dari reaksi). Respirasi Anaerob terjadi jika setelah Glikolisis berakhir, sel mengalami kekurangan O2.
Hasil dari Respirasi Anaerob dibedakan menjadi 2 macam yaitu :

1. Pembentukan Asam Laktat atau Etanol
   Pembentukan ini dilakukan setelah glikolisis, jika sel mengalami kekurangan O2. Jika tidak, maka akan dilanjutkan ke respirasi aerob. Pembentukan etanol dilakukan oleh jamur golongan ragi (contohnya Saccharomyces). Pembentukan ini biasanya dilakukan oleh hewan dan manusia.
2. Pembentukan Alkohol
   Pembentukan ini dilakukan setelah glikolisis yang menghasilkan asam priruvat. Reaksi ini tanpa membutuhkan O2, sehingga asam piruvat dapat dirubah menjadi asam laktat, akibatnya elektron tidak bisa meneruskan dan tidak bisa lagi menerima elektron dari NADH dan FAD. Pada proses ini terjadi perubahan NADH menjadi NAD+, sehingga proses glikolisis bisa terjadi.

B. Katabolisme Lemak (9,1 kkal/gram

Tahapan katabolisme lemak, yaitu :

• Katabolisme asam lemak 1) Reaksi β-oksidasi Asam lemak bebas diaktifkan dulu menjadi asam lemak palmitat-KoA (asil-KoA), dengan menggunakan 2 ATP. Asil-KoA akan dibawa menuju mitkondria sel dan dioksidadi menjadi asetil-KoA. 2) Siklus Kreb

  Dalam siklus Kreb, asetil-KoA akan dioksidasi menjadi CO2.

• Katabolisme Gliserol 1) Gliserol akan diubah menjadi gliseraldehida 3-fosfat (PGAL) 2) Gliseraldehida 3-fosfat selanjutnya masuk ke katabolisme karbohidrat.

  Katabolisme asam lemak menghasilkan ATP sejumlah 35 ATP (+ATP) dan 2 ATP (-ATP) pada tahapan Reaksi β-oksidadi, serta 96 ATP (+ATP) pada tahapan Siklus Kreb, dari keseluruhan ATP yang dihasilkan sejumlah 129 ATP.

C. Katabolisme Protein

Hasil akhir dari katabolisme Protein adalah asam amino asam amino (esensial dan non esensial) yang nantinya akan diserap oleh tubuh. Asam amino akan melalui beberapa proses katabolisme asam amino sebelum diserap oleh tubuh. Proses katabolisme asam amino ada 3 jalur metabolik utama, yaitu :

1.  Tahapan pertama adalah di mana produksi asam amino yang dihasikan dari penguraian proteinyang ada di dalam tubuh, disugesti oleh protein diet kemudian di dintesis asam amini yang ada di dalam organ hati.
2. Tahapan kedua yaitu mencakup pengambilan nitrogen dan juga asam amino.
3. Tahapan terakhir yaitu akan terjadinya penguraian pada katabolisme asam amino menjadi energi . Penguraian ini melalui 2 siklus ,yaitu : – siklus asam

   – siklus urea

Baca Juga :   Fungsi Mulut Dan Rongga Mulut Manusia

Dimana keduan siklus tersebut merupakan sebuah proses pengolahan hasil sampingan dari penguraian asam amino itu sendiri. Pada proses terakhir, yaitu proses di mana sintesis protein berupa asam-asam amino yang telah dihasilkan tadi.

Tahapan katabolisme protein dilakukan melalui transmisi (pemindahan gugus NH2) atau deaminasi (pembuangan gugus NH2).

Transmisi dan deaminasi menghasilkan :

1. Rantai atom karbon beru
2. pa asam piruvat, asetil-KoA, oksaloasetat, dll. Dimana selanjutnya masuk ke katabolisme karbohidrat.Amonia (NH3) yang selanjutnya diubah menjadi urea untuk dibuang melalui sistem ekskresi.
   ATP yang dihasilkan oleh Katabolisme Protein memiliki jumlah yang sama dengan katabolisme karbohidrat yaitu 38 ATP.

D. Hubungan Antar Katabolisme

Hubungan katabolisme karbohidrat, lemak dan Protein :

1. Katabolisme yang utama dilakukan oleh tubuh adalah katabolisme karbohidrat. Jika karbohidrat habis, maka katabolisme lemak akan dilakukan. Jika lemak habis, maka katabolisme protein akan dilakukan.
2. Katabolisme lemak ketika masuk ke dalam sistem katabolisme karbohidrat, katabolisme lemak melakukan proses: a. Mengubah asam lemak menjadi asetil-KoA.

   b. Mengubah gliserol menjadi PGAL.

3. Katabolisme protein masuk ke dalam sistem katabolisme karbohidrat dengan tranminasi atau deaminasi asam amino menjadi suatu rantai atom karbon.

Demikian penjelasan tentang Katabolisme, semoga bermanfaat dan berguna bagi teman – teman yang sedang belajar tentang materi Metabolisme.

Baca juga:

Diposkan oleh Unknown di 10:12 PM

Hubungan antara Katabolisme Lemak, Protein, dan Karbohidrat - Lemak merupakan molekul besar yang tersusun oleh 2 molekul kecil, yaitu asam lemak dan gliserol. Lemak dapat tersusun oleh 2-20 atom karbon. Lemak berfungsi sebagai cadangan energi yang tinggi. Satu gram lemak mempunyai kandungan energi yang lebih besar (kira-kira 2 kali lipat) dibandingkan dengan 1 gram karbohidrat. Bagaimana hal ini dapat terjadi? (Baca juga : Pengertian Metabolisme)

Salah satu contoh dari asam lemak yang mempunyai jumlah atom karbon sama dengan glukosa (6 atom C) adalah asam heksanoat (heksa = enam).

CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – COOH 

Lemak akan diuraikan menjadi asam lemak dan gliserol. Gliserol dapat diubah menjadi gliseraldehid fosfat dalam siklus glikolisis. Selanjutnya, akan masuk ke tahapan dekarboksilasi oksidatif, siklus Krebs, dan sistem transportasi elektron. Oleh karena itu, dihasilkan energi yang setara dengan katabolisme karbohidrat (glukosa) yaitu 38 ATP. Selanjutnya, bagaimana dengan asam lemak hasil penguraian lemak?

Asam lemak akan dioksidasi menjadi asetil Ko-A. Oksidasi asam heksanoat (6 atom C) akan menghasilkan 3 molekul asetil Ko-A (3 molekul masing-masing dengan 2 atom C) yang akan masuk ke siklus Krebs. Cobalah kalian ingat kembali hasil akhir dari siklus Krebs. Pada siklus Krebs tersebut dihasilkan 6 NADH, 3 FADH2, dan 2 ATP (dari 2 molekul asetil Ko-A yang berasal dari 1 molekul glukosa). Dengan demikian, ATP yang dihasilkan oleh 3 molekul glukosa tentunya akan menghasilkan jumlah ATP lebih besar dibandingkan katabolisme glukosa.

Oleh karena itu, semakin panjang rantai karbon penyusun asam lemak semakin banyak jumlah energi yang dihasilkan. Selanjutnya, bagaimana dengan katabolisme protein?

Pemecahan atau katabolisme protein dilakukan oleh organisme, jika cadangan makanan berupa karbohidrat dan lemak telah habis. Seperti halnya karbohidrat dan lemak, protein juga merupakan molekul besar yang tersusun oleh molekul-molekul yang lebih kecil, yaitu asam amino. Oleh karena itu, protein akan dipecah menjadi asam-asam amino penyusunnya. Asam-asam amino seperti tirosin dan fenilalanin akan diubah menjadi fumarat. Metionin dan valin akan menjadi suksinat, serta asam amino arginin, prolin, histidin, dan glutamin akan diubah menjadi α-ketoglutarat. Selanjutnya, asam-asam amino tersebut masuk ke dalam siklus Krebs. Beberapa asam amino dapat mengalami deaminasi atau pelepasan gugus aminnya (-NH2). Kerangka-kerangka karbon hasil pemecahan asam amino tersebut akan masuk ke siklus glikolisis, siklus Krebs dan dihasilkan jumlah energi yang setara dengan katabolisme karbohidrat. Hubungan antara katabolisme karbohidrat dengan katabolisme protein dan lemak dapat dilihat pada Gambar 1.1.

Gambar 1.1 Hubungan katabolisme karbohidrat, protein, dan lemak

Anda sekarang sudah mengetahui Hubungan Katabolisme Lemak, Protein, dan Karbohidrat. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.

Referensi :

Rochmah, S. N., Sri Widayati, Mazrikhatul Miah. 2009. Biologi : SMA dan MA Kelas XII. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 282.

Tags : Katabolisme

Related : (LENGKAP) Hubungan antara Katabolisme Lemak, Protein, dan Karbohidrat