Biologi Kelas XII
45 1. Keterkaitan Antara Anabolisme dengan Katabolisme
Karbohidrat
Telah dipelajari di depan bahwa anabolisme merupakan proses pembentukan senyawa kompleks dari senyawa
sederhana dengan memerlukan energi. Jadi, reaksi anabolisme bersifat endergonik. Sementara itu, katabolisme merupakan
proses pemecahan atau penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana dengan membebaskan energi.
Jadi, reaksi katabolisme bersifat eksergonik. Perhatikan skema Gambar 2.21 berikut.
Salah satu proses anabolisme yaitu sintesis atau pem- bentukan karbohidrat melalui fotosintesis yang terjadi pada
tumbuh-tumbuhan. CO
2
dan H
2
O, dalam reaksi ini, dengan bantuan energi cahaya diubah menjadi karbohidrat yang di
dalamnya mengandung energi dalam bentuk ikatan kimia. Sementara itu dalam sel-sel makhluk hidup, karbohidrat
dalam hal ini glukosa akan mengalami serangkaian reaksi respirasi sehingga dihasilkan energi. Selain dibebaskan energi,
reaksi pemecahan katabolisme glukosa ini juga menghasilkan CO
2
dan H
2
O, apabila digambarkan seperti Gambar 2.20 di atas.
2. Keterkaitan Metabolisme Karbohidrat, Lemak, dan Protein
Karbohidrat bukanlah satu-satunya zat makanan yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi. Zat makanan lain, seperti lemak
dan protein dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi. Tentu saja tahap-tahap reaksinya tidak sama dengan metabolisme karbohidrat.
Hidrolisis lemak menghasilkan asam lemak dan gliserol. Asam lemak akan mengalami beta-oksidasi menjadi asetil
Co-A. Selanjutnya, asetil Co-A akan memasuki daur atau siklus Krebs. Sementara itu, gliserol akan diubah menjadi senyawa
fosfogliseraldehid G3P agar dapat memasuki reaksi glikolisis.
Bagaimana jika protein digunakan sebagai sumber energi? Protein yang memiliki sistem pencernaan akan dipecah oleh enzim
protease menjadi asam amino. Selanjutnya, asam amino mengalami reaksi deaminasi sehingga dihasilkan NH
3
atau gugus amin dan asam keto. Pada mamalia dan beberapa hewan pada umumnya,
gugus Amin atau NH
3
diubah menjadi urea dan dikeluarkan sebagai urine. Sementara itu, asam keto dapat memasuki reaksi glikolisis
atau daur Krebs. Pelajari bagan pada Gambar 2.22 berikut untuk lebih jelasnya.
Energi Anabolisme
Karbohidrat Katabolisme
Energi CO
2
dan H
2
O Energi
Anabolisme Senyawa
Kompleks Katabolisme
Senyawa Sederhana
Sumber: Dokumentasi Penerbit
Gambar 2.21
Hubungan katabolisme dan anabolisme karbohidrat
Energi
Di unduh dari : Bukupaket.com
46
Metabolisme
Pada bagan tampak jelas adanya keterkaitan antara metabolisme karbohidrat, lemak, dan protein. Hal lain yang dapat
dijelaskan dari bagan tersebut yaitu bahwa lemak yang ada dalam tubuh kita tidak hanya berasal dari makanan yang
mengandung lemak, tetapi dapat juga berasal dari karbohidrat dan protein.
Telah dijelaskan bahwa oksidasi karbohidrat, lemak, dan pro- tein akan menghasilkan energi. Dari ketiga jenis zat makanan
tersebut, manakah yang menghasilkan energi paling banyak? Dibandingkan dengan karbohidrat dan protein, lemak lebih
banyak menghasilkan energi ketika dioksidasi. Suatu contoh: satu molekul asam lemak dengan atom 6C asam heksanoat
yang dioksidasi secara sempurna dapat menghasilkan 44 ATP. Sementara itu, glukosa yang juga mempunyai 6 atom C hanya
menghasilkan 36 ATP. Mengapa demikian?
Asam lemak akan memasuki siklus Krebs setelah diubah menjadi asetil Co-A melalui reaksi beta-oksidasi. Asam lemak
dengan jumlah atom C = 2n, akan menghasilkan sejumlah n asetil Co-A. Dengan demikian, asam heksanoat 6C
menghasilkan 3 molekul asetil Co-A. Mula-mula, asam heksanoat yang telah teraktivasi memerlukan 2 ATP menjadi asil Co-A
akan memasuki mitokondria. Asil Co-A dalam mitokondria
Gambar 2.22
Metabolisme karbohidrat, lemak, dan protein
Protein Karbohidrat
Lemak Asam amino
Gula Gliserol
Asam lemak
Glikolisis
Piruvat Gliseraldehid –
Asetil Co-A
Siklus Krebs
Glukosa
Rantai transpor elektron
dan fosforilasi oksidatif
NH
3
Asam keto Deaminasi
Urea Dikeluarkan
dalam bentuk urine
Beta-oksidasi 3P
Sumber: Biology, Solomon
Di unduh dari : Bukupaket.com
Biologi Kelas XII
47
mengalami beta-oksidasi. Pada reaksi ini asil Co-A yang berasal dari asam heksanoat C = 6 mengalami dua kali siklus dan
menghasilkan 3 asetil Co-A C = 2. Siklus pertama menghasilkan 1 molekul asetil Co-A, 1 FADH, 1 NADH, dan butiril Co-A 4
atom C. Pada siklus 2 butiril Co-A dioksidasi menjadi 2 molekul asetil Co-A dengan menghasilkan 1 FADH
2
dan 1 NADH. Adapun jumlah ATP yang dihasilkan pada beta-oksidasi dapat dihitung
sebagai berikut. 2 FADH
2
→ 2 × 2 ATP = 4 ATP 2 NADH
→ 2 × 3 ATP = 6 ATP –––––––––––––––––––––––––––
Jumlah = 10 ATP
Oleh karena aktivasi asam heksanoat menjadi heksanoil Co- A memerlukan 2 ATP, maka hasil bersih ATP = 10 – 2 ATP = 8
ATP. Selanjutnya, 3 molekul asetil Co-A akan memasuki daur Krebs dan mengalami oksidasi sempurna menjadi CO
2
dan H
2
O. Pada oksidasi 3 molekul asetil Co-A ini dihasilkan 3 × 12 ATP =
36 ATP. Jadi, oksidasi asam lemak menghasilkan 44 ATP. Hal ini juga menunjukkan bahwa makin panjang rantai karbon
yang menyusun asam lemak, energi yang dihasilkan makin besar. Misalnya pada asam palmitat yang mempunyai 15 atom C
menghasilkan 129 ATP. Bukan hanya itu, senyawa lain hasil hidrolisis lemak yaitu gliserol dapat memasuki jalur glikolisis
setelah diubah menjadi gliseraldehid 3-fosfat PGAL. Selanjutnya, PGAL akan diubah menjadi PEP. PEP harus diubah
menjadi asetil Co-A agar dapat memasuki daur Krebs. Dari reaksi oksidasi, gliserol juga dihasilkan cukup banyak energi yaitu
sekitar 36 ATP. Perhatikan skema pada Gambar 2.23 berikut.
Glukosa Asil Co-A
Piruvat
3 Ase til C
o-A
STE 2 FAD
+
2 FADH
2
2 NAD
+
2 NADH
2
Siklus Krebs
Beta-oksidasi Asam heksanoat
2 ATP 2 ADP
Sumber: Dokumentasi Penerbit
Gambar 2.23
Jalur beta-oksidasi asam lemak
Di unduh dari : Bukupaket.com
48
Metabolisme
3. Teknologi yang Berkaitan dengan Metabolisme Makanan