Jalur Pentosa Fosfat 4s6211

JALUR PENTOSA FOSFAT Disusun oleh: Nisha Nur Aida Fira Annisa Denty Mulya F Ahmad Fahmi Ryan Ramadhan Tirta Putra Anisah Ansari

(140210090007) (140210090033) (140210090039) (140210090079) (140210090081) (140210090083) (1402100700)

PENDAHULUAN • Jalur utama katabolisme glukosa yaitu reaksi glikolisis menjadi piruvat, kemudian dioksidasi melalui siklus asam sitrat, akhirnya mengarah pada pembuatan ATP. • Glukosa 6- fosfat memiliki jalur katabolisme lain yang menghasilkan produk yang spesifik yang dibutuhkan oleh sel.

PENDAHULUAN • Glukosa 6-fosfat dioksidasi menjadi pentosa fosfat melalui jalur pentosa fosfat yang disebut juga jalur fosfogluconat atau jalur heksosa monofosfat. • Jalur oksidasi ini, NADP+ merupakan akseptor elektron dan terbentuk NADPH.

JALUR PENTOSA FOSFAT

GENERAL SCHEME OF THE PENTOSE PHOSPHATE PATHWAY Oxidative phase

Nonoxidative phase

Glukosa 6-fosfat Transketolase, transaldolase

NADP+ NADPH

6-Fosfoglukonat NADP+

CO2

NADPH

Ribulosa 5-fosfat Ribosa 5-fosfat

Nucleotida, koenzim, DNA, RNA

NADPH terbentuk dari fase oksidatif dimana digunakan untuk mereduksi glutation dan medukung reduksi biosintesis. Produk lain dari fase oksidatif adalah ribosa 5-fosfat, yang digunakan sebagai prekursor dari nukleotida, koenzim, dan asam nukleat. Di dalam sel tidak digunakan ribosa 5fosfat untuk biosintesis, fase nonoksidatif mendaur ulang 6 molekul pentosa menjadi 5 molekul heksosa glucosa 6 fosfat, diikuti dengan produksi NADPH secara kontinu dan perubahan glucosa 6-fosfat menjadi CO2

FUNGSI DARI PRODUK JALUR PENTOSA FOSFAT • PENTOSA 5-FOSFAT digunakan untuk membuat RNA, DNA, dan beberapa koenzim seperti ATP, NADH, FADH2 dan koenzim A • donor elektron NADPH yang dibutuhkan untuk reaksi reduksi biosintesis dan melawan radikal bebas oksigen

FUNGSI DARI PRODUK JALUR PENTOSA FOSFAT • NADPH yang dihasilkan dibutuhkan dalam sintesis asam lemak (hati, adiposa) dan sintesis gliserol dan hormon steroid. • NADPH juga penting dalam mencegah kerusakan oksidatif dari kelainan pada glukosa 6-Fosfat dehidrogenase

REAKSI OKSIDASI JALUR PENTOSA FOSFAT Dengan hasil akhir adalah ribosa 5-fosfat, CO2, dan 2 NADPH

Glukosa 6-fosfat  6-fosfo-glucono--lacton

C=O

HCOH Glukosa 6-fosfat dehidrogenase

HCOH HOCH HCOH

HC CH2OPO32Glukosa 6-fosfat

O

Mg2+

NADP+

HCOH HOCH

O

HCOH NADPH + H+

HC CH2OPO326-fosfo-glucono--lacton

GLUKOSA 6-FOSFAT  6-FOSFOGLUKONO--LACTON

Reaksi pertama dari jalur pentosa fosfat adalah oksidasi glukosa 6-fosfat oleh glucosa 6-fosfat dehidrogenase menjadi 6-fosfoglucono--lacton yang merupakan suatu ester intramolekular. NADP+ merupakan akseptor elektron dan membentuk suatu kesetimbangan yang berjalan secara langsung dengan pembentukan NADPH

6-fosfo-glucono--lacton  6-fosfo-gluconat  D-ribulosa 5-fosfat O

C

C=O lactonase

HCOH HOCH

O-

O

HCOH HC CH2OPO326-fosfo-glucono-lacton

Mg2+ H2O

HCOH HOCH HCOH HCOH CH2OPO326-fosfo-gluconat

CH2OH

6-fosfogluconat dehidrogenase

C=O HCOH

Mg2+

NADP+ NADPH + H+

CO2

HCOH CH2OPO32D-ribulosa 5fosfat

6-FOSFOGLUKONO--LACTON RIBULOSA 5-FOSFAT

• Lacton di hidrolisis mejadi asam 6-fosfo glukonat oleh enzim LACTONASE, kemudian 6- fosfo glukonat mengalami oksidasi dan dekarboksilasi dengan bantuan enzim 6-fosfoglukonat dehidrogenase untuk membentuk keto pentosa ribulosa 5-fosfat dan menghasilkan NADPH • Ribulosa 5-fosfat ini penting dalam regulasi glikolisis dan glukoneogenesis.

D-ribulosa 5-fosfatD-ribulosa 5-fosfat CH2OH C=O

CHO Fosfopentosa isomerase

HCOH

HCOH

HCOH

HCOH

HCOH

CH2OPO32-

CH2OPO32-

D-ribulosa 5-fosfat

D-ribulosa 5-fosfat

RIBULOSA 5-FOSFAT RIBOSA 5-FOSFAT Posfopentosa isomerase mengubah ribulosa 5fosfat menjadi isomer aldosa, RIBOSA 5FOSFAT

NET REACTION OF FASA OKSIDATIF JALUR PENTOSA FOSFAT : GLUKOSA 6-FOSFAT + 2NADP+ + H2O  RIBOSA 5-FOSFAT + CO2 + 2NADPH + 2 H+

FASA NON-OKSIDASI (perubahan PENTOSA FOSFAT menjadi GLUKOSA 6FOSFAT)

EPIMERISASI RIBULOSA 5-FOSFAT MENJADI XYLULOSA 5-FOSFAT

CH2OH C=O HCOH

HCOH

CH2OH Ribosa 5-fosfat epimerase

C=O HOCH HCOH

CH2OPO32-

CH2OPO32-

D-ribulosa 5-fosfat

Xylulosa 5-fosfat

FASE NONOKSIDATIF JALUR PENTOSA FOSFAT Mengubah pentosa fosfat menjadi heksosa fosfat diikuti dengan reaksi oksidasi secara kontinue

REAKSI NONOKSIDATIF JALUR PENTOSA FOSFAT Reaksi oksidasi jalur pentosa fosfat

Ribosa 5-fosfat

Sedoheptulase 7-fosfat

Fruktosa 6fosfat

Glukosa 6-fosfat

isomerase epimerase

transketolase

Xylulosa 5-fosfat

Fosfoheksosa isomerase

transaldolase

Gliseraldehid 3fosfat

Erythrose 4fosfat

Fruktosa 6fosfat Fruktosa1,6bisfosfatase

Reaksi di atas mengubah pentosa fosfat menjadi heksosa fosfat diikuti reaksi oksidasi secara kontinue.

aldolase transaldolase

Xylulosa 5-fosfat

Triosafosfat isomerase

Gliseraldehid 3fosfat

DUA ENZIM YANG UNIK DALAM JALUR PENTOSA FOSFAT TRANSKETOLASE : mengkatalisis transfer 2 karbon dari ketosa (donor) ke aldosa (akseptor). • Transketolase tranfers C-1 dan C-2 dari xylulosa 5fosfat ke ribosa 5-fosfat, dan membentuk karbon 7 sedoheptulosa 7 fosfat • 3 karbon sisa dari xylulosa adalah gliseraldehid 3fosfat TRANSALDOLASE : mengkatalisis reaksi yang sama dengan yang dikatalisis oleh aldolase pada glikolisis. • 3 karbon dihilangkan dari sedoheptulosa7 –fosfat dan berkondensasi dengan gliseraldehid 3-fosfat membentuk fruktosa 6-fosfat dan tetrosa eritrosa 4fosfat

REAKSI YANG DIKATALISIS OLEH TRANSALDOLASE CH2OH C=O

O

HOCH HCOH

H C

+

HCOH HCOH CH2OPO32-

O transaldolase

HCOH CH2OPO32Gliseraldehid 3fosfat

CH2OH

H

C=O

C HCOH HCOH CH2OPO32-

Eritrosa 4-fosfat

+

HOCH

HCOH HCOH CH2OPO32Fruktosa 6-fosfat

Sedoheptulosa 7fosfat

3 karbon dihilangkan dari sedoheptulosa7 –fosfat dan berkondensasi dengan gliseraldehid 3-fosfat membentuk fruktosa 6-fosfat dan tetrosa eritrosa 4-fosfat

REAKSI YANG DIKATALISIS OLEH TRANSKETOLASE

CH2OH C=O HOCH

O

H

O

C

+

HCOH CH2OPO32Xylulosa 6-fosfat

HCOH

transketolase

CH2OPO32Eritrosa 4-fosfat

C=O

C

TPP

HCOH

CH2OH

H

HCOH

+

CH2OPO32Gliseraldehid 3fosfat

HOCH HCOH HCOH

CH2OPO32Fruktosa 6-fosfat

transketolase memerlukan kofaktor TPP (thiamin pyrofosfat) yang menstabilkan duacarbo ncarbanionpada reaksi ini, seperti halnya reaksi dekarboksilasi piruvat

PERAN NADPH DALAM MENGATUR PARTISI GLUKOSA 6FOSFAT ANTARA GLIKOLISIS DAN JALUR PENTOSA FOSFAT

glukosa Glukosa 6-fosfat Jalur Pentosa fosfat

NADPH

6-fosfoglukonolakton

NADPH Pentosa fosfat

glikolisis

ATP Ketika NADPH terbentuk lebih cepat dibandingkan dengan penggunaannya dalam biosintesis dan reduksi glutation, NADPH meningkatkan dan menghambat enzim pertama pada jalur pentosa fosfat, sehingga glukosa 6-fosfat tersedia untuk glikolisis