7.1.Glukoneogenesis adalah suatu pembentukan glukosa dari senyawa yang bukan karbohidrat. Glukoneogenesis penting sekali untuk menyediakan glukosa, apabila didalam diet tidak mengandung cukup karbohidrat. Syaraf, medulla dari ginjal, testes, jaringan embriyo dan eritrosit memerlukan glukosa sebagai sumber utama penghasil energi. Glukosa diperlukan oleh jaringan adiposa untuk menjaga senyawa antara siklus asam sitrat. Didalam mammae, glukosa diperlukan untuk membuat laktosa. Didalam otot, glukosa merupakan satu-satunya bahan untuk membentuk energi dalam keadaan anaerobik.
Untuk membersihkan darah dari asam laktat yang selalu dibuat oleh sel darah merah dan otot, dan juga gliserol yang dilepas jaringan lemak, diperlukan suatu proses atau jalur yang bisa memanfaatkannya.
Pada hewan memamah biak, asam propionat merupakan bahan utama untuk glukoneogenesis.
Perhatikan gambar-14 !
Jalur yang dipakai dalam glukoneogenesis adalah modifikasi dan adaptasi dari jalur Embden-Meyerhof dan siklus asam sitrat.
Enzim tambahan yang diperlukan dalam proses ini selain dari enzim-enzim dalam kedua jalur diatas adalah :
7.1.1Piruvat karboksilase.
7.1.2.Fosfoenolpiruvat karboksikinase.
7.1.3.Fruktosa 1,6-bisfosfatase (tidak ada dalam otot jantung dan otot polos).
7.1.4.Glukosa 6-fosfatase.
Dalam keadaan puasa, enzim piruvat karboksilase dan enzim fosfoenolpiruvat karboksikinase sintesisnya meningkat. Sintesis enzim ini juga dipengaruhi oleh hormon glukokortikoid. Dalam keadaan puasa, oksidasi asam lemak dalam hepar meningkat. Ini membawa akibat yang menguntungkan untuk glukoneogenesis karena akan menghasilkan ATP, NADH dan oksaloasetat.
Asam lemak dan asetil-KoA akan menghambat enzim-enzim fosfofruktokinase, piruvat kinase dan piruvat dehidrogenase, mengaktifkan enzim-enzim piruvat karboksilase dan fruktosa 1,6-bisfosfatase.
7.2.Substrat untuk glukoneogenesis adalah :
7.2.1.asam laktat yang berasal dari otot, sel darah merah, medulla dari glandula supra-renalis, retina dan sumsum tulang.
7.2.2.gliserol, yang berasal dari jaringan lemak dan asam amino yang berasal dari protein.
7.2.3.asam propionat, yang dihasilkan dalam proses pencernaan pada hewan memamah biak.
7.2.4.asam amino glikogenik.
7.3.Perubahan asam laktat menjadi glukosa
Untuk mengubah asam laktat menjadi glukosa dapat dilihat pada diagram (gambar 14):
Asam laktat di dalam sitoplasma diubah menjadi asam piruvat, kemudian asam piruvat masuk ke dalam mitokhondria dan diubah menjadi oksaloasetat. Karena oksaloasetat tidak dapat melewati membran mitokhondria, maka diubah dulu menjadi malat. Di sitoplasma malat diubah kembali menjadi oksaloasetat. Oksaloasetat kemudian diubah menjadi fosfoenolpiruvat yang selanjutnya berjalan ke arah kebalikan jalur Embden-Meyerhof dan akhirnya akan menjadi glukosa.
Pada diagram dapat juga kita lihat reaksi-reaksi yang diperlukan untuk mengubah gliserol dan asam-asam amino glukogenik menjadi glukosa. Asam amino glukogenik masuk ke dalam jalur glukoneogenesis ditandai dengan bundaran dan panah pada siklus asam tri karboksilat ( TCA cycle ).
Beberapa reaksi dan enzim-enzim tambahan untuk mengubah asam laktat menjadi glukosa (selain jalur kebalikan glikolisis dan TCA cycle) adalah :
Enzim piruvat karboksilase mengkatalisis reaksi
7.3.1.Piruvat ® Oksaloasetat (gambar 15-16).
Dalam reaksi ini diperlukan ATP, CO2 (berasal dari H2CO3), biotin ( yang diperlukan untuk mengikat bikarbonat pada enzim sebelum ditambahkan pada asam piruvat ) dan ion Mg.
7.3.2.Enzim fosfoenolpiruvat karboksikinase (ekstra mitokhondrial) mengkatalisis reaksi :
Oksaloasetat ® Fosfoenolpiruvat
Dalam reaksi ini diperlukan "high energy phosphate" GTP atau ATP, dan akan terbentuk CO2.
7.3.3.Enzim fruktosa 1,6-bisfosfatase akan mengkatalisis reaksi :
Fruktosa 1,6-bisfosfat ® Fruktosa 6-fosfat
Enzim ini bisa didapatkan dalam hati, ginjal otot bergaris, sedangkan jaringan lemak, otot jantung dan otot polos tidak mengandung enzim fruktosa 1,6-bisfosfatase.
7.3.4.Enzim glukosa 6-fosfatase mengkatalisis reaksi :
Glukosa 6-fosfat ® Glukosa
Enzim ini terdapat dalam usus halus, hati, ginjal dan platelet, akan tetapi tidak bisa dijumpai dalam otot dan jaringan lemak.
7.4.Enzim gliserokinase mengkatalisis reaksi :
Gliserol ® Gliserol 3-fosfat
Dalam reaksi ini diperlukan ATP dan menghasilkan ADP. Enzim ini terutama terdapat dalam hati dan ginjal.
Enzim gliserol 3-fosfat dehidrogenase mengkatalisis reaksi :
Gliserol 3-fosfat ® Dihidroksi aseton fosfat ( DHAP )
7.5.Asam propionat perlu diaktivasi dahulu menjadi propionil-KoA. Ensim tiokinase mengkatalisis reaksi ini dan memerlukan ATP , KoA dan ion Mg. Selanjutnya propionil-KoA diubah menjadi D-metilmalonil-KoA, selanjutnya setelah mengalami rasemisasi akan diubah menjadi L-metilmalonil-KoA. Senyawa ini kemudian akan diubah menjadi suksinil-KoA yang akan masuk ke dalam siklus asam sitrat yang akhirnya akan diubah menjadi glukosa melalui kebalikan jalur Embden-Meyerhof ( gambar-17 ).
Pada burung dara, ayam dan marmut fosfoenolpiruvat (PEP) kaboksikinase hepar terdapat dalam mitokhondria. PEP yang terbentuk keluar dari mitokhondria.
PEP karboksikinase pada tikus terdapat di sitoplasma. Malat keluar.
Pada manusia, guinea pig dan sapi PEP karboksikinase terdapat di dalam dan di luar mitokhondria.
Pertanyaan :
1.Tulislah definisi glukoneogenesis !
2.Tulislah rangkaian reaksi glukoneogenesis dari asam laktat menjadi glukosa di dalam tubuh
manusia !
3.Terangkan bagaimana enzim kunci rangkaian di atas dipengaruhi oleh adanya aseil-KoA !
Tulislah reaksi lengkapnya !
4.Tullislah rangkaian reaksi pembentukan glukosa dari gliserol !
ADS HERE !!!
