Vitamin B6 (piridoksin)

Taufik Ardiyanto

Buat Lencana Anda

Fungsi :

Berperan untuk menjalankan fungsi normal otak & syaraf. Bermanfaat juga untuk memecah protein & pembuatan sel darah merah. Berperan sebagai koenzim untuk metabolisme karbohidrat, lemak, dan protein yang berujung pada pelepasan energi. Berperan pada metabolisme asam amino dan sistem imun tubuh

Sumber:

Banyak terdapat pada kentang, pisang, buncis, kacang-kacangan & biji-bijian, daging merah, ikan, telur, bayam & makanan yang sudah difortifikasi.

Efisiensi Piridoksin

Pada hewan defisiensi vitamin ini menimbulkan akrodinia, dermatitis, dan penebalan cakar, telinga, hidung dan lain-lain. Pada manusia dapat timbul (1) kelainan kulit berupa dermatitis seboroik dan peradangan pada selaput lendir mulut dan lidah; (2) kelainan SSP berupa perangsangan sampai timbulnya kejang; dan (3) gangguan sistem eritropoetik berupa anemia hipokrom mikrositer.

Kebutuhan Sehari

Kebutuhan manusia akan piridoksin berhubungan dengan konsumsi protein yaitu kira-kira 2 mg/100 mg protein.

Sediaan dan Indikasi

Piridoksin tersedia sebagai tablet piridoksin HCl 10-100 mg dan sebagai larutan steril 100 mg/ml piridoksin HCl untuk injeksi. Selain untuk mencegah dan mengobati defisiensi vitamin B , vitamin ini juga diberikan bersama vitamin B lainnya atau sebagai multivitamin untuk pencegahan dan pengobatan defisiensi vitamin B kompleks. Indikasi lain untuk mencegah atau mengobati neuritis perifer oleh obat misalnya isoniazid, sikloserin, hidralazin, penisilamin yang bekerja sebagai antagonis piridoksin dan/atau meningkatkan ekskresinya melalui urin. Piridoksin dapat diberikan secara profilaksis sejumlah 30 %- 500 % AKG selama terapi antagonis piridoksin. Pemberiannya pada wanita yang menggunakan kontrasepsi oral yang mengandung estrogen juga dibenarkan, karena kemungkinan terjadinya defisiensi piridoksin pada wanita-wanita tersebut. Piridoksin juga dilaporkan dapat memperbaiki gejala keilosis, dermatitis seboroik, glositis dan stomatitis yang tidak memberikan respon terhadap tiamin, riboflafin dan niasin serta dapat mengurangi gejala-gejala yang menyertai  tegangan pra haid (premenstrual tension). Piridoksin diindikasikan untuk anemia yang responsive terhadap piridoksin yang biasanya sideroblastik dan mungkin disebabkan kelainan genetik. Sebaliknya pemakaian piridoksin hendaknya dihindsrkan pada penderita yang mendapat levodopa.

Efek Samping

Piridoksin dapat menyebabkan neuropatik sensorik atau sindrom neuropati dalam dosis antara 50 mg-2 g per hari untuk jangka panjang. Gejala awal dapat berupa sikap yang tidak stabil dan rasa kebas di kaki, diikuti pada tangan dan sekitar mulut. Gejala berangsur-angsur hilang setelah beberapa bulan bila asupan piridoksin dihentikan.

Read More

Vitamin B2 (Riboflavin)

Struktur Kimia dan Sejarah
Riboflavin (vitamin B2) dikenal pertama kali pada tahun 1879 sebagai suatu zat berwarna kuning yang terdapat dalam susu, dan dinamakan laktokrom. Ternyata zat yang sama ditemukan juga dalam daging, hati, ragi, telur dan berbagai sayuran, dan selanjutnya disebut sebagai  flavin. Oleh peneliti di Inggris disebut vitamin B2 setelah faktor antiberi-beri ditemukan vitamin B1. Nama riboflavin diberikan karena adanya ribose dalam rumus kimianya sperti terlihat pada gambar di bawah ini :

Struktur Kimia Vitamin B2 (Riboflavin)

Dalam badan riboflavin diubah  menjadi koenzim riboflavin fosfat atau flavin adenosin dinukleotida (FAD), melalui reaksi berikut :
Riboflavin + ATP---> FMN + ADP
FMN + ATP---> FAD + PP ( pirofosfat )
Keduanya merupakan bentuk aktif  riboflavin dan berperan sebagai koenzim dalam berbagai proses metabolisme (Hedi R Dewoto dan S.Wardhini B.P , 1995).


Sumber dari alam dan sintetik
Sumber dari alam: daging, hati, ragi, telur dan berbagai sayuran serta susu. Susu dan produk-produk susu, misalnya keju, merupakan sumber yang baik untuk riboflavin. Untuk itu ketersediaannya  dalam makanan sehari-hari sangat penting. Hampir semua sayuran hijau dan biji-bijian mengandung riboflavin; brokoli, jamur dan bayam merupakan sumber yang baik (Hedi R. Dewoto dan S. Wardhini B.P , 1995)

Fungsi Vitamin B   ( Riboflavin )
Hal ini diperlukan untuk berbagai proses selular.
Riboflavin sangat penting untuk konversi protein, lemak dan karbohidrat menjadi gula, yang "dibakar" untuk menghasilkan energi.
Hal ini membantu dalam produksi dan perbaikan jaringan tubuh, efisiensi penggunaan oksigen oleh sel-sel.
Riboflavin  membantu pertumbuhan normal dan pengembangan, produksi dan regulasi hormon tertentu, pembentukan sel darah merah dan antibodi.
Ini   mempromosikan kulit yang sehat,   kuku, dan rambut, dan memperkuat lapisan lendir mulut, bibir, dan lidah.
Riboflavin juga memainkan peranan penting dalam kesehatan mata dan meredakan ketegangan mata. Vitamin ini terutama bermanfaat dalam menangkal kecenderungan terhadap glaukoma.
Tubuh membutuhkan riboflavin untuk mempertahankan selaput lendir yang di seluruh saluran pencernaan dan untuk menjaga otot sepanjang lapisan saluran pencernaan.
Riboflavin membantu pencernaan dan membantu dalam fungsi sistem saraf.
Ia juga bekerja sebagai antioksidan dengan cara menetralisir partikel merusak dalam tubuh yang dikenal sebagai radikal bebas.
Riboflavin juga dibutuhkan untuk aktivasi dan dukungan kegiatan vitamin B6, folat, niasin, dan vitamin K.
Persediaan cukup vitamin B2 memberikan kekuatan dan membantu untuk menjaga tampilan dan rasa pemuda.
Menanggulangi anemia (Anonim, Tanpa tahun)

Fisiologi dan Farmakodinamik
Pemberian riboflavin baik secara oral maupun parenteral tidak memberikan efek farmakodinamik yang jelas.

Defisiensi Riboflavin

Keadaan ini ditandai dengan gejala sakit tenggorok dan radang di sudut mulut (stomatitis angularis), keilosis, glositis, lidah berwarna merah dan licin. Timbul dermatisis seboroik di muka, anggota gerak dan seluruh badan. Gejala-gejala pada mata adalah fotofobia, lakrimasi, gatal  dan panas. Pada pemeriksaan tampak  vaskularisasi kornea dan katarak. Anemia yang menyertai defisiensi riboflavin biasanya bersifat normokrom normositer.

Kebutuhan sehari

Kebutuhan tiap individu akan riboflavin berbanding lurus dengan energy yang digunakan, minimum 0,3 mg /1000 kcal. RDA untuk riboflavin adalah 0,6 mg/1000 kkal perhari. Jadi sekitar 1,2 mg perhari untuk  2000 kkal  diet. Anak-anak dan wanita hamil membutuhkan tambahan riboflavin karena vitamin ini penting untuk pertumbuhan.

Farmakokinetik

Pemberian secara oral atau parenteral akan diabsorpsi dengan baikdan didistribusikan merata ke seluruh jaringan. Asupan yang berlebihan akan dikeluarkan melalui urin dalam bentuk utuh. Dalam tinja ditemukan riboflavin yang disintesis oleh kuman di saluran cerna, tetapi tidak ada bukti nyata yang menjelaskan bahwa zat tersebut dapat diabsorpsi melalui mukosa usus (Hedi  R.  Dewoto dan S. Wardhini  B.P , 1995).

Sediaan

Sediannya biasanya berupa bentuk tablet.

Indikasi

Penggunaannya yang utama adalah untuk pencegahan dan terapi defisiensi vitamin B2 yang sering menyertai pelagra atau defisiensi vitamin B kompleks lainnya, sehingga riboflavin sering diberikan bersama vitamin lain. Dosis untuk pengobatan adalah 5-10 mg/ hari (Hedi R. Dewoto dan S. Wardhini B.P , 1995).

Kekurangan

Tidak ada penyakit yang berhubungan dengan kekurangan riboflavin. Kekurangan riboflavin dapat menyebabkan gejala seperti iritasi, kulit merah dan keretakan kulit dekat dengan sudut mata dan bibir seperti halnya sensitivitas yang berlebihan terhadap sinar (photophobia). Hal ini dapat juga menyebabkan keretakan pada sudut mulut (cheilosis). Kekurangan vitamin B2 juga ini akan mengakibatkan pertumbuhan gigi dan tulang tidak sempurna, mata dan kulit mengering serta daya tahan tubuh terhadap infeksi menurun (Anonim, 2009).

sumber: Deviyanti, dkk. 2010. Vitamin. Universitas Islam Bandung

Read More

Vitamin B1 (Tiamin)

Sejarah
Sejak akhir abad ke-19 telah diketahui bahwa insiden penyakit beri-beri dapat diturunkan dengan suatu perubahan diet. Kemudian, Eijkman, seorang dokter dari Jawa menyatakan bahwa penyakit beri-beri dapat disembuhkan dengan pemberian bekatul beras. Ternyata vitamin ini juga ditemukan dalam ragi, sayur mayur, kacang-kacangan, susu, kuning telur dan hati.

 Kimia
Tiamin atau vitamin B1 merupakan kompleks molekul organik yang mengandung satu inti tiazol dan pirimidin. Dalam badan zat ini akan diubah menjadi tiaminpiroposfat atau tiamin-PP, dengan reaksi sebagai berikut :
Tiamin + ATP ---> Tiamin-PP  +  AMP

Farmakodinamik dan Fisiologi
Pada dosis kecil atau dosis terapi tiamin tidak memperlihatkan efek farmakodinamik yang nyata. Pada pemberian intravena secara cepat dapat terjadi efek langsung pada pembuluh darah perifer berupa vasodilatasi ringan, disertai penurunan darah yang bersifat sementara. Meskipun tiamin berperan dalam metabolisme karbohidrat, pemberian dosis besar tidak mempengaruhi kadar gula darah. Dosis toksik pada hewan coba adalah 125-350 mg/kg BB secara intravena dan kira-kira 40 kalinya untuk pemberian oral. Pada manusia reaksi toksik setelah pemberian parenteral biasanya terjadi karena reaksi alergi.
Tiaminpiroposfat adalah bentuk aktif tiamin yang berfungsi sebagai koenzim dalam karboksilasi asam piruvat dan asam ketoglutarat. Peningkatan kadar asam piruvat dalam darah merupakan salah satu defisiensi tiamin.

Defisiensi Tiamin
Defisiensi berat menimbulkan penyakit beri-beri yang gejalanya terutama tampak pada sistem saraf dan kardiovaskular. Gangguan saraf  dapat berupa neuritis perifer dengan gejala rasa berat dan lemah pada tungkai, gangguan sensorik seperti hiperestesia, anestesia, rasa nyeri dan rasa terbakar. Kekuatan otot semakin  berkurang dan  pada keadaan berat dapat terjadi kelumpuhan tungkai. Kelainan pada sistem  saraf pusat dapat berupa depresi, kelelahan, lekas tersinggung, serta  menurunnya kemampuan konsentrasi dan daya ingat. Gejala yang timbul pada sistem kardiovaskular dapat berupa gejala insufisiensi jantung antara lain sesak nafas setelah kerja jasmani, palpitasi, takikardi, gangguan ritme serta pembesaran jantung dan perubahan elektrokardiogram. Pada saluran cerna gangguan dapat berupa konstipasi, nafsu makan berkurang, perasaan tertekan dan nyeri di daerah epigastrium. Beri-beri basah adalah bentuk defisinsi tiamin yang disertai udem. Bengkak ini terjadi karena hipoprotro binemia dan gangguan fungsi jantung.

Kebutuhan sehari
Karena tiamin penting untuk metabolisme energi, terutama karbohidrat, maka kebutuhan akan tiamin umumnya sebanding dengan asupan kalori. Kebutuhan minimum adalah 0,3 mg/1000 kcal, sedangkan AKG di Indonesia ialah 0,3-0,4 mg/hari untuk bayi, 1,0 mg/hari untuk orang dewasa dan 1,2 mg/hari untuk wanita hamil.

Farmakokinetik
Setelah pemberian parenteral absorpsi berlangsung dalam usus halus dan duodenum, maksimal 8-15 mg/hari yang dicapai dengan pemberian oral sebanyak 40 mg. Dalam satu hari sebanyak 1 mg tiamin mengalami degradasi di jaringan tubuh. Jika asupan jauh melebihi jumlah tersebut, maka zat ini akan dikeluarkan melalui   urin sebagai tiamin atau pirimidin.

Efek Samping
Tiamin tidak menimbulkan efek toksik bila diberikan per oral dan bila kelebihan tiamin  cepat  diekskresi  melalui urin. Meskipun jarang reaksi anafilaktoid dapat terjadi setelah pemberian intravena dosis besar pada penderita yang sensitive, dan beberapa diantaranya bersifat fatal.

Sediaan dan Indikasi
Tiamin HCl (Vitamin B1, aneorin HCL) tersedia dalam bentuk tablet 5-500 mg, larutan steril 100-200 mg untuk penggunaan parenteral, dan eklisir mengandung 2-25 mg tiamin tiap ml.
Tiamin diindikasikan pada pencegahan dan pengobatan defisiensi tiamin dengan dosis 2-5 mg/hari   untuk  pencegahan defisiensi dan 5-10 mg tiga kali sehari untuk pengobatan defisiensi. Dosis lebih besar parenteral dianjurkan untuk kasus berat akan tetapi respons tidak meningkat dengan dosis lebih dari 30 mg/hari. Tindakan pencegahan dilakukan pada penderita dengan gangguan absorpsi, misalnya pada diare kronik, atau pada keadaan dengan kecepatan metabolisme yang meningkat.

Tiamin berguna untuk pengobatan berbagai neuritis yang disebabkan oleh defisiensi tiamin, misalnya pada (1) neuritis alkoholik yang terjadi karena sumber kalori hanya alkohol saja; (2) wanita hamil yang kurang gizi; atau  (3) penderita emesis gravidarum. Pada trigeminal neuralgia, neuritis yang menyertai anemia, penyakit infeksi dan pemakaian obat tertentu, pemberian tiamin kadang-kadang dapat memberikan Tiamin juga digunakan untuk pengobatan penyakit jantung dan gangguan saluran cerna yang dasarnya defisiensi tiamin.

sumber: Deviyanti, dkk. 2010. Vitamin. Universitas Islam Bandung

Read More

Rumus Struktur Asam Amino

asam amino adalah zat organik yang mengandung gugus amino dan karboksil yang merupakan senyawa dasar dalam pembentukan protein.

 

klasifikasinya berdasarkan cara sintesisnya dibagi dua yaitu asam amino esensial dan asam amino non esensial. asam amino esensial adalah asam amino yang tidak dapat disintesis dalam tubuh makhluk hidup yang diperlukan untuk pertumbuhan dan fungsi normal. contohnya adalah: Histidin (His), Isoleusin (Ile), Leusin (Leu) ,Valin (Val), Lisin (Lys), Metionin (Met), Treonin (Thr), Triptofan (Trp), Fenilalanin (Phe), dan Arginin (Arg).

Asam amino non esensial adalah asam amino yang dapat disintesis sendiri oleh tubuh makhluk hidup. contoh: Alanin (Ala), Asam Aspartat (Asp), Asam Glutamat (Glu), Prolin (Pro), Glisin (Gly), Serin (Ser), Sistein (Cys), Triosin (Tyr), Asparagin (Asn), dan Glutamin (Gln).

Klasifikasi berdasarkan gugus -R nya:
a) -R non polar (tidak mengutub):
-R alifatik : Alanin (Ala), Isoleusin (Ile), Valin (Val), Leusin (Leu), dan Glisin (Gly)
-R aromatik:  Triptofan (Trp), Fenilalanin (Phe), Metionin (Met), dan Prolin (Pro)

b) -R polar (mengutub tidak bermuatan)
amida:  Asparagin (Asn), Glutamin (Gln)
OH:  Serin (Ser), Treonin (Thr), Triosin (Tyr)
SH:  Sistein (Cys)

c) -R polar (bermuatan negatif): Asam Aspartat (Asp), Asam Glutamat (Glu)
d) -R polar (bermuatan positif):  Lisin (Lys), Arginin (Arg), Histidin (His)

Histidin (His)

 

 Alanin (Ala)

 

Valin (Val)

 

leusin (Leu)

Isoleusin (Ile)

 

Metionin (Met)

Fenilalanin (Phe)

 

Triptofan (Trp)

Prolin (Pro)

 

Serin (Ser)

Treonin (Thr)

 

Sistein (Cys)

Tirosin (Tyr)

 

Asparagin (Asn)

Glutamin (Gln)

 

Asam Aspartat (Asp)

Asam Glutamat (Glu)

 

Lisin (Lys)

Arginin (Arg)

Glisin (Gly)

Read More

Mekanisme Oksidasi Dengan Rantai Transpor Elektron

masalah mekanisme aktual oksidasi dengan rantai transpor elektron dengan sintesis ATP merupakan subjek dari banyak penelitian dan spekulasi yang ekstensif. Ide-ide yang lebih tua menekankan keikutsertaan enzim-enzim fosforilasi yang spesifik di sepanjang rantai transpor elektron, enzim-enzim yang dulu diduga terkonsentrasi pada ujung-ujung berkas-berkas kecil yang terdapat di membran dalam mitokondria. Ide yang lebuh luas diterima saat ini adalah yang melibatkan pemompaan ion hidrogen menyeberangi membran dalam mitokondria ke kompartmen luar selama migrasi elektron di sepanjang rantai transpor elektron.

Ketidakseimbangan antara ion-ion hidrogen atau proton-proton menciptakan suatu keadaan terenergisasi . pergerakan proton yang terjadi sesudahnya kembali ke kondisi kesetimbangan melepaskan energi yang tersimpan , yang lalu digunakan oleh enzim-enzim membran untuk membentuk ATP. Pandangan ini diistilahkan sebagai model kemiosmotik. Teori yang lain lagi memfokuskan perhatian pada kemungkinan terjadinya perubahan struktur tiga dimensi dari protein membran selama migrasi elektron sepanjang rantai transfor elektron. Kembalinya protein-protein itu kedalam bentuk aslinya, mirip seperti bola karet yang ditekan yang kembali ke bentuk bulat, akan melepaskan energi yang cukup untuk produksi ATP.

Read More

Bagaimana Bisa Glikolisis Berlangsung Dalam Kondisi Anaerobik?

Bagaimana bisa glikolisis berlangsung dalam kondisi-kondisi anaerobik jika salah satu tahapan kunci dalam proses tersebut melibatkan oksidasi fosfogliseraldehida (PGAL)? Jawaban dari pertanyaan ini kita harus tahu dahulu apa itu oksidasi. 

Oksidasi dapat didefinisikan sebagai pengeluaran elektron atau atom hidrogen utuh dari unsur snyawa. Walaupun oksigen adalah salah satu agen pengoksidasi yang paling umum (dan proses oksidasi mendapatkan namanya dari nama oksigen), bukan artinya oksigen adalah agen satu-satunya, ataupun keberadaan oksigen diperlukan agar oksidasi terjadi. Dalam sebuah tahapan kunci glikolisis, PGAL dioksidasi (kehilangan hidrogen) dan karenanya terkonversi menjadi asam 1,3-difosfogliserat. Elektron-elektron (dalam pasangan) dan ion-ion hidrogen yang menyertainya (yang dilepaskan dari aldehida untuk menghasilkan asam) diterima oleh koenzim NAD+. NAD+ mengalami reduksi karenanya menjadi NADH, dan aldehida pun teroksidasi. Karena energi bebas yang dilepaskan dalam reaksi yang sangat ekserogenik itu sangat besar, sebuah gugus fosfat diambil dari medium sekeliling dan diletakkan sebagai sebuah fosfat berenergi tinggi (-P) ke ujung asam gliserat. Fosfat berenergi tinggi untuk membentuk ATP dalam reaksi berikutnya. 

Read More

Dapatkah Glikolisis Atau Siklus Krebs Dibalik?

Secara teoritis, peristiwa membalik glikolisis atau siklus krebs agar terbentuk glukosa dari metabolit-metabolit yang dihasilkan dalam proses tersebut dapat terjadi, dan pada umumnya memang benar-benar terjadi. Akan tetapi, banyak tahapan dalam glikolisis dan siklus krebs yang nyaris tak dapat dibalik, sehingga "jalan potong" untuk melewati tahapan-tahapan penghalang tersebut diperlukan dalam pembentukan (anabolisme) zat-zat kompleks seperti glukosa. Salah satu contoh dari modifikasi anabolik semacam itu adalah konversi glukosa 6-fosfat menjadi glukosa bebas. Ingatlah bahwa tahapan awal glikolisis melibatkan fosforilasi glukosa menjadi glukosa 6-fosfat yang menggunakan sebuah molekul ATP dan bantuan katalitik dari heksokinase atau glukokinase. Tahapan ini tak dapat dibalik dengan mudah dan sejenis enzim bernama glukosa 6-fosfatase diperlukan untuk memecah gugus fosfat pada glukosa 6-fosfat dan menghasilkan glukosa bebas. Enzim tersebut dan enzim-enzim lain yang digunakan pada tahapan-tahapan yang berurutan pada proses pembalikan reaksi tersebut merupakan bagian dari suatu jalur yang dikenal sebagai glukoneogenesis ("pembentukan glukosa baru"). Enzim-enzim glukoneogenesis distimulasi oleh kortison dan hormon-hormon korteks adrenal lain; hal ini berpengaruh misalnya pada peningkatan gula darah saat kita sedang marah atau ketakutan. Sebab kondisi-kondisi emosional tersebut meningkatkan aktivitas kelenjar adrenal. Glukoneogenesis umumnya terjadi di hati dan ginjal.

Read More

Mekanisme Pengendali Laju Glikolisis

Sejumlah faktor berperan dalam menentukan laju glikolisis maupun arah dari banyak reaksi dapat dibalik yang ada dalam jalur metabolik tersebut. Konsentrasi yang meningkat dari suatu metabolit tertentu akan mendorong terjadinya reaksi dengan metabolit tersebut sebagai subtratnya, sementara konsentrasi yang menurun akan menarik reaksi enzimatik dengan metabolit tersebut sebagai produknya. Sebagai contoh, dalam reaksi A à B, peningkatan jumlah A akan mendorong reaksi ke kanan, sementara penurunan jumlah B akan menarik reaksi ke kanan. Pengurangan jumlah A atau peningkatan jumlah B akan mengerem laju reaksi tersebut.

Karena salah satu tahapan dari glikolisis, oksidasi PGAL menjadi asam 1,3-difosfogliserat, memerlukan NAD+, ketersediaan koenzim tersebut dalam bentuk teroksidasi juga akan menimbulkan suatu aksi regulatoris. Dengan cara yang serupa, jumlah P_i (fosfat anorganik) di dalam sitosol menjadi faktor pembatas, walaupun hal tersebut jarang terjadi. Barangkali mekanisme kontrol yang paling penting bagi glikolisis dan berbagai jalur metabolik lainnya adalah adanya enzim-enzim alosterik di dalam sistem. Dalam struktur tiga dimensi (konformasi) enzim-enzim tesebut, terdapat situs aktif untuk perlekatan subtrat dan juga sebuah daerah alosterik tabahan yang bisa dilekati oleh zat-zat yang akan memodifikasi konformasi enzim. Zat-zat pemodifikasi tersebut mengubah konformasi keseluruhan enzim dan karenanya mengubah aktivitas katalitiknya. Salah satu enzim alosterik dalam glikolisis adalah fosfofruktokinase (PFK). Enzim yang mengkatalisis pembentukan fruktosa 1,6-difosfat dari fruktosa 6-fosfat. ATP cenderung untuk berikatan dengan situs alosterik enzim dan menghambat aktivitasnya. Dengan demikian dalam sel yang mengandung ATP dalam jumlah yang cukup, penghambatan PFK akan cenderung menghentikan glikolisis sampai diperlukan lagi produksi ATP.

Read More

Kenapa Kita Tidak Mendaur Ulang Energi Yang Kita Miliki?

Jika energi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan, mengapa kita memerlukan suplai energi baru terus menerus untuk bertahan hidup? Mengapa kita tidak mendaur ulang saja energi yang kita miliki? Hukum-hukum termodinamika pada dasarnya berlaku untuk sistem-sistem tertutup yakni sistem-sistem yang tidak berhubungan dengan dunia luar. Organisme hidup misalnya manusia merupakan sistem terbuka yang saling bertukar materi dan energi dengan lingkungan luar, dan karenanya secara konstan kehilangan suplai materi dan energinya. Sebenarnya, bahkan jika kita diisolasi dari lingkungan, hukum kedua termodinamika akan berlaku bagi kita. Hukum kedua menyatakan bahwa dalam transformasi energi apapun ada kecenderungan ke arah ketidakteraturan yang lebih besar dari energi yang diproduksi . dengan potensial yang diperendah seperti itu, bentuk-bentuk energi yang tidak teratur semacam panas yang dilepaskan oleh organisme hidup tak lagi mampu menghasikan kerja yang berguna dalam kondisi-kondisi yang biasa.

Read More

Bagaimana Menjelaskan Pertumbuhan, Perkembangan, dan Peningkatan Kompleksitas Pada Organisme Hidup

Kecenderungan universal ke arah ketidakteraturan dan keacakan bisa menjelaskan pertumbuhan perkembangan, dan peningkatan kompleksitas pada organisme hidup. Kecenderungan ke arah keacakan tersebut terjadi jika kita melihatnya secara keseluruhan. Di dalam organisme hidup, peningkatan “menaiki bukit” dari keteraturan di satu bagian dikopel dengan penurunan “kebawah bukit” dari keteraturan di bagian lainnya. Keacakan dari keseluruhan sistem meningkat tetapi satu bagian terisolasi dari sistem yang dikopel itu dapat menunjukkan keteraturan yang makin meningkat. Dalam istilah termodinamika, reaksi-reaksi endergonik (yang menghasilkan pola-pola baru keteraturan) dikopel dengan reaksi-reaksi eksergonik (yang menghasilkan penurunan keteraturan)agar jenis-jenis sintesis yang spesifik dapat berlangsung.

Read More

Pentingnya Tahapan Aldolase Pada Glikolisis

Aldolase memecah fruktosa yang terfosforilasi ganda menjadi dua gula 3-karbon (triosa).

Melalui reaksi-reaksi yang mengikuti pemecahan tersebut, setiap PGAL menghasilkan dua molekul ATP. Karena DHAP pada akhirnya akan dikonversi menjadi PGAL, seluruh hasil reaksi berikutnya menjadi berlipat ganda

Read More

Fosforilasi Glukosa Dalam Glikolisis

Gugus fosfat terminal ATP ditransfer ke karbon diposisi keenam pada glukosa. Reaksi ini bersifat ekserogenik, dan sebagian dari energi yang dilepaskan ditahan dalam ikatan kimiawi yang menghubungkan fosfat dengan  glukosa. Glukosa yang telah ditransformasi pada akhirnya akan dipakai untuk mengonversi ADP menjadi ATP, dan gugus fosfat terminalnya akan disumbangkan ke ADP yang lebih rendah energinya. Fosforilasi glukosa memberi energi pada molekul tersebut dan menjadikannya lebih reaktif. Selain itu membran sel juga lebih sulit meloloskan molekul yang terfosforilasi tersebut dibandingkan dengan glukosa bebas; dengan demikian molekul yang terfosforilasi itu dicegah agar tidak keluar dari sel sebelum selesai diproses dengan benar.

Setelah fosforilasi struktur molekul glukosa dari cincin bersegi enam menjadi fruktosa dengan cincin bersegi lima. Perhatikan bahwa jumlah karbon atom kedua molekul itu sama, sebab fruktosa merupakan isomer dari glukosa. Isomer adalah susunan alternatif dari jumlah dan jenis atom yang sama pada molekul tertentu.

Fosforilasi glukosa diregulasi oleh heksokinase atau glukokinase. Enzim-enzim tersebut mirip fungsinya, tetapi berbeda dalam hal spesifisitas subtratnya. Perhatikan bahwa setiap reaksi dalam glikolisis diregulasi oleh enzim-enzim yang spesifik.

Read More

Total ATP Dari Oksidasi (Respirasi) Sebuah Molekul Glukosa

Walaupun ada sejumlah pendapat yang berbeda mengenai jumlah pasti ATP yang diproduksi, konsensus pendapat antara para ahli biokimia adalah 36 ATP. Glikolisis saja menghasilkan empat ATP, tetapi dua ATP digunakan dalam langkah-langkah fosforilasi awal, sehingga jumlah nettonya adalah dua. NAD yang tereduksi dalam pembentukan asam 1,3-difosfogliserat akan menghasilkan tiga ATP, atau total enam ATP, sebab satu molekul glukosa akan menghasilkan 2 molekul asam 1,3-difosfogliserat. Akan tetapi untuk membawa molekul-molekul NADH ke dalam mitokondria, di mana molekul-molekul itu akan bergabung dengan rantai transfer elektron, satu molekul ATP digunakan bagi masing-masing dari dua molekul NADH yang ditranspor, sehingga hasil netto dari glikolisis dalam kondisi aerobik adalah enam ATP [(4-2)+(6-2)]. Dekarboksilasi oksidatif asam piruvat menghasilkan NADH di dalam mitokondria; dengan demikian dihasilkan enam ATP lagi (dua asam piruvat dihasilkan dari masing-masing molekul glukosa). Akhirnya pembentukan 12 ATP bagi masing-masing siklus krebs berarti satu molekul glukosa akan menghasilkan 24 ATP, dengan jumlah keseluruhan 36 ATP (6+6+24). Dengan demikian tersedianya mekanisme-mekanisme aerobik bagi degradasi karbohidrat seperti glukosa meningkatkan jumlah energi sebesar 18 kali. Akan tetapi organisme semacam bakteri tetanus tetap hidup saat ini meskipun metabolismenya terbatas pada mode anaerobik yang relatif tidak efisien. Dalam tubuh manusia penyediaan energi dalam jumlah besar secara mendadak dapat dilakukan oleh glikolisis saja. Hal tersebut terjadi ketika otot memerlukan energi yang melebihi kapasitas aliran darah untuk membawa oksigen yang cukup bagi reaksi-reaksi di jalur-jalur aerobik. Dalam kondisi-kondisi tersebut, asam laktat akan terakumulasi sebagai "utang oksigen", yang akan dibayar ketika kondisi-kondisi kembali normal saat asam laktat dapat direkonversi menjadi asam piruvat, yang akan memasuki jalur-jalur aerobik yang biasa.

Read More

Jalur Krebs Dikenal Sebagai Siklus

Jalur krebs dikenal sebagai siklus karena asam sitrat yang dihasilkan dalam reaksi kondensasi awal dari asetil KoA dengan asam oksaloasetat berjalan melalui suatu kincir dan pada akhirnyamenghasilkan sebuah molekul asam oksaloasetat lain, rangkaian tahapan tersebut dapat dianggap kembali ke titik awalnya dalam sebuah siklus yang khas. Sebuah asetol KoA yang baru kemudian akan bergabung dengan asam oksaloasetat itu dan memulai lagi sebuah putaran yang baru. Siklus krebs dapat dicirikan dengan sesuai sebagai sebuah sistem metabolik, di mana produk-produk glikolisis dimodifikasi pada awalnya dan kemudian diubah menjadi produk-produk berenergi rendah dengan bantuan jalur-jalur sampingan yang terkait sangat erat dengan siklus utama

Read More

Peregulasi Fosforilasi Fruktosa 1,6-difosfat

Fosfofruktokinase mengkatalis fosforilasi fruktosa 1,6-difosfat. Enzim tersebut berinteraksi secara alosterik dengan ATP; yakni enzim tersebut berikatan dengan ATP pada satu situs selain situs aktifnya sehingga menyebabkan perubahan bentuk dan sebagai akinatnya terjadi pula perubahan kemampuan fosfofruktokinase untuk mengkatalisis fosforilasi. Dalam kasus ini, berikatannya ATP dengan enzim akan menghambat reaksi tersebut-perubahan bentuk yang diinduksi pada fosfofruktokinase menyebabkannya tak mampu berikatan dengan fruktosa 6-fosfat dan karenanya memengaruhi fosforilasi.

Read More

Proses Pada Asam 1,3-difosfogliserat Dalam Glikolisis

Asam 1,3-difosfogliserat dalam glikolisis kehilangan fosfat berenergi tingginya. Fosfat itu diterima oleh ADP dan terbentuklah ATP.

 Banyak energi dilepaskan dalam transfer fosfat berenergi tinggi dari asam 1,3-difosfogliserat menuju ATP. delta G-nya karenanya bernilai negatif, dan reaksinya bersifat ekserogenik. Sejumlah energi yang dilepaskan ditahan dalam ikatan kimiawi dari ATP yang terbentuk

Read More

Pentingnya Interaksi Alosterik ATP dan Fosfofruktokinase

Interaksi alosterik antara ATP dan fosfofruktokinase penting karena interaksi tersebut mengendalikan produksi ATP dalam glikolisis agar sesuai dengan kebutuhan ATP sel. Jika tingkat ATP selulercukup untuk berikatan dengan enzim (dan dengan  demikian menghambat interaksi fosfofruktokinase dengan fruktosa6-fosfat), glikolisis terhenti. Setelah sel kehabisan persediaan ATP-nya,ATP yang terikat ke fosfofruktokinase dilepaskan. Enzim kembali ke konfigulasi aktifnya, dan glikolisis berlangsung kembali.

Read More

Hubungan Asam Piruvat Dengan Siklus Krebs

Asam piruvat tidak memasuki siklus krebs secara langsung. Asam piruvat pertama kali diolah dulu oleh sebuah kompleks multienzim dalam mitokondria., dimana asam itu di dekarboksilasi (kehilangan gugus karboksilnya dalam wujud CO2) secara oksidatif menjadi asam asetat. Asam asetat itu diletakkan ke sebuah molekul koenzim A dan sebagai asetil KoA yang sangat rektif. Barulah memasuki siklus krebs. Dalam pembentukan asetil KoA, sebuah molekul NADH dihasilkan. Asetil KoA kemudian bergabung dengan asam oksaloasetat (C4). Dalam usaha menjabarkan tahapan-tahapan spesifik siklus tersebut pada percobaan-percobaan awalnya, Sir Hans Krebs menyadari adanya pembentukan awal dari sitrat, dan hal itu menyebabkan jalur tersebutmemperoleh nama deskriftif siklus asam sitrat.

Read More

Tujuan Penyusunan Ulang molekul yang mengikuti Pembuatan 3-fosfogliserat

Penyusunan ulang molekul yang mengikuti pembuatan asam 3-fosfogliserat terjadi agar dapat terbentuk sebuah ikatan fosfat berenergi tinggi lain, yang akan menghasilkan sebuah molekul ATP lagi untuk sel. Langkah pertama dalam penyusunan ulang tersebut adalah transfer fosfat yang tersisa ke posisi 2:

Hal itu memungkinkan penyingkiran satu molekul air saat pemusatan energi ke ikatan fosfat.

Fosfat berenergi tinggi lantas ditransfer ke ADP untuk membentuk sebuah molekul ATP lagi.

Read More

Oksidasi PGAL Penting Setelah Glikolisis

Reaksi oksidasi-reduksi ini adalah pertama kali menghasilkan energi bagi sel, dalam bentuk sebuah ikatan fosfat berenergi tinggi dan sebuah molekul NADH yang dibentuk dari oksidasi. Adapun diagaram dari reaksi ini adalah:

Read More