15 Soal (Essay) Metabolisme Beserta Jawaban
Kumpulan Soal (Uraian) Materi Metabolisme
1. Kenapa enzim heksokinase dapat membantu fosforilase manosa untuk menjadi manosa-6-phospat? mekanisme kerjanya?
Jawaban:
Fruktosa-6-fosfat akan membentuk 2 molekul fosfat yaitu GDP dan GAP dengan mengikat satu gugus fosfat lagi membentuk fruktosa-1,6-difosfat. Kemudian akan mengalami pemecahan oleh enzim aldosa menjadi gliseraldehida. Dengan menggunakan enzim gliseraldehid kinase, gliseraldehid menjadi gliseraldehid-3-fosfat, yang akan membentuk asam piruvat untuk masuk ke siklus krebs.
2. Kenapa semua monosakarida harus dirubah menjadi fruktosa-6-phospat?
Jawaban:
Karena fruktosa 6-phospat dapat diubah menjadi asam piruvat yang dapat masuk ke dalam siklus Krebs.
3. Fungsi pengaturan dekarboksilasi ?
Jawaban:
Dalam dekarboksilasi piruvat terdapat dua subunit, piruvat dehidrogenase kinase dan piruvat dehidrogenase fosfatase. Kedua enzim ini berperan dalam mengatur laju reaksi dekarboksilasi piruvat dengan cara mengendalikan kegiatan sub unit katalitiknya pada kompleks enzim piruvat dehidrogenase itu sendiri. Bila jumlah ATP yang dihasilkan oleh daur Krebs dan fosforilasi bersifat oksidasi terlalu banyak, keseimbangan reaksi berjalan ke bawah (laju reaksi fosforilasi sub unit katalitik kompleks piruvat dehidrogenase bertambah besar) sehingga kegiatan kompleks piruvat dehidrogenase terhambat dan menjadi tidak aktif. Hal ini menyebabakan terhentinya reaksi pembentukan asetilkoenzim-A dari piruvat. Akibatnya, jumlah asetil koenzim-A yang diperlukan untuk daur Krebs akan berkurang sehingga laju reaksi daur Krebs terhsambat dan produksi ATP terhenti. Sebaliknya, bila jumlah ADP banyak (ATP sedikit) keseimbangan reaksi didorong keatas (laju reaksi defosforilasi kompleks piruvat dehidrogenase bertambah besar) sehingga kegiatan kompleks piruvat dehidrogenase bertambah. Akibatnya reaksi dekarboksilasi piruvat menjadi koenzim-A naik, sehingga laju reaksi daur Krebs bertambah besar dan produksi ATP bertambah banyak.
4. Jelaskan pula enzim enzim yang berperan dalam Glikolisis Tiap reaksi dalam proses glikolisis ini menggunakan enzim tertentu?
Jawaban:
Heksokinase
Enzim heksokinase merupakan katalis dalam reaksi tersebut dibantu oleh ion Mg+ sebagai kofaktor. Heksokinase yang berasal dari ragi dapat merupakan katalis pada reaksi pemindahan gugus fosfat dari ATP tidak hanya kepada glukosa tetapi juga kepada fruktosa, manosa, dan glukosamina.Fosfoheksoisomerase
Reaksi berikutnya ialah isomerisasi, yaitu pengubahan glukosa -6- fosfat menjadi fruktosa -6- fosfat, dengan enzim fosfoglukoisomerase.Fosfofruktokinase
Fruktosa -6- fosfat diubah menjadi fruktosa -1,6- difosfat oleh enzim fosfofruktokinase dibantu oleh ion Mg+ sebagai kofaktor.Aldolase Enzim ini terdapat dalam jaringan tertentu dan dapat bekerja sebagai katalis dalam reaksi penguraian beberapa ketosa dan monofosfat, misalnya fruktosa -1,6- difosfat, segoheptulosa -1,7- difosfat, fruktosa -1- fosfat, Eritrulosa -1- fosfat.
Hasil reaksi penguraian tiap senyawa tersebut yang sama adalah dihidroksi acetone fosfat.Triosafosfat Isomerase
Andaikata sel tidak mampu mengubah dihidroksi aseton fosfat menjadi D-gliseraldehida-3-fosfat, tentulah dihidroksi aseton fosfat akan tertimbun dalam sel.
Hal ini tidak berlangsung karena dalam sel terdapat enzim triosafosfat isomerase yang dapat mengubah dihidroksi aseton fosfat menjadi D-gliseraldehida-3-fosfat.Fosfogliseril Kinase
Reaksi yang menggunakan enzim ini ialah reaksi pengubahan asam 1,3-difosfogliserat menjadi asam 3-fosfogliserat.Fosfogliseril Mutase
Fosfogliseril mutase bekerja sebagai katalis pada reaksi pengubahan asam 3-fosfogliserat menjadi asam 2-fosfogliserat.Enolase
Reaksi berikutnya ialah reaksi pembentukan asam fosfoenol piruvat dari asam 2-fosfogliserat dengan katalis enzim enolase dan ion Mg++ sebagai kofaktor.Piruvat Kinase
Enzim ini merupakan katalis pada reaksi pemindahan gugus fosfat dari asam fosfoenolpiruvat kepada ADP sehingga terbentuk molekul ATP dan molekul asam piruvatLaktat Dehidrogenase
Reaksi yang menggunakan enzim laktat dehidrogenase ini ialah reaksi tahap akhir glikolisis, yaitu pembentukan asam laktat dengan cara reduksi asam piruvat.
Reaksi berikutnya ialah isomerisasi, yaitu pengubahan glukosa -6- fosfat menjadi fruktosa -6- fosfat, dengan enzim fosfoglukoisomerase.Fosfofruktokinase
Fruktosa -6- fosfat diubah menjadi fruktosa -1,6- difosfat oleh enzim fosfofruktokinase dibantu oleh ion Mg+ sebagai kofaktor.Aldolase Enzim ini terdapat dalam jaringan tertentu dan dapat bekerja sebagai katalis dalam reaksi penguraian beberapa ketosa dan monofosfat, misalnya fruktosa -1,6- difosfat, segoheptulosa -1,7- difosfat, fruktosa -1- fosfat, Eritrulosa -1- fosfat.
Hasil reaksi penguraian tiap senyawa tersebut yang sama adalah dihidroksi acetone fosfat.Triosafosfat Isomerase
Andaikata sel tidak mampu mengubah dihidroksi aseton fosfat menjadi D-gliseraldehida-3-fosfat, tentulah dihidroksi aseton fosfat akan tertimbun dalam sel.
Hal ini tidak berlangsung karena dalam sel terdapat enzim triosafosfat isomerase yang dapat mengubah dihidroksi aseton fosfat menjadi D-gliseraldehida-3-fosfat.Fosfogliseril Kinase
Reaksi yang menggunakan enzim ini ialah reaksi pengubahan asam 1,3-difosfogliserat menjadi asam 3-fosfogliserat.Fosfogliseril Mutase
Fosfogliseril mutase bekerja sebagai katalis pada reaksi pengubahan asam 3-fosfogliserat menjadi asam 2-fosfogliserat.Enolase
Reaksi berikutnya ialah reaksi pembentukan asam fosfoenol piruvat dari asam 2-fosfogliserat dengan katalis enzim enolase dan ion Mg++ sebagai kofaktor.Piruvat Kinase
Enzim ini merupakan katalis pada reaksi pemindahan gugus fosfat dari asam fosfoenolpiruvat kepada ADP sehingga terbentuk molekul ATP dan molekul asam piruvatLaktat Dehidrogenase
Reaksi yang menggunakan enzim laktat dehidrogenase ini ialah reaksi tahap akhir glikolisis, yaitu pembentukan asam laktat dengan cara reduksi asam piruvat.
5. Tuliskan Asetil coA, reaksi total atau Dekarboksilasi Oksidatif dan energi yang didapat ?
Jawaban:
Piruvat + NAD+ + koenzim-A asetilkoenzim-A + NADH + CO2
Energy yang di hasilkan sebanyak 22,5 Kj /mol
6. Apa Fungsi Mg2+ ?
Jawaban:
Sebagai kofaktor pada reaksi pengaturan dekarboksilasi piruvat
Mg2= juga yang menonaktifkan kompleks piruvat dehidrogenase dengan subunit katalitiknya yang terfosforilasi.
7. Dimana penyimpanan piruvat, apakah terjadi reaksi lebih lanjut?
Jawaban:
Piruvat adalah suatu senyawa kimia yang penting dalam biokimia. Senyawa ini merupakan hasil metabolisme glukosa yang disebut glikolisis. Sebuah molekul glukosa terpecah menjadi dua molekul asam piruvat (C6 - C3) Piruvat kemudian digunakan untuk menghasilkan energi.
Jika tersedia cukup oksigen, maka asam piruvat diubah menjadi asetil-KoA, yang kemudian diproses dalam siklus Krebs. Jika tidak tersedia cukup oksigen, asam piruvat dipecah secara anaerobik, menghasilkan asam laktat pada hewan dan manusia, atau etanol pada tumbuhan. Piruvat diubah menjadi laktat menggunakan enzim laktat dehidrogenase dan koenzim NADH melalui fermentasi laktat, atau menjadi asetaldehida dan lalu etanol melalui fermentasi alkohol.
8. Berapa lama proses fermentasi menghasilkan etanol?
Jawaban:
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + 2 ATP ∆H= 118 kJ/mol
Waktu yang di perlukan untuk mengubah glukosa menjadi alkohol dapat di hitung dengan rumus: Laju fermentasi = kadar kemurnian alkohol (%)
Laju Fermentasi Waktu ( hari )
Laju Fermentasi Waktu ( hari )
9. Jelaskan metabolisme jalur lingkar glukuronat dan asam askorbat! Enzim apa yang digunakan pada pembentukan L-gulonolakton dari L-gulonat.
Jawaban:
Pembentukan asam glukuronat dari glukosa 6-fosfat merupakan tahap pertama jalur metabolisme glukosa lainnya yang terjadi di dalam sel hewan dan tumbuhan. Jalur lingkar glukuronat Ini melibatkan juga jalur biosintesis asam askorbat (Vitamin C). Reaksi pembentukan glukuronat dari glukosa melibatkan uridin mukleosida sebagai kofaktor.
Tahap reaksi pembentukan L-gulonat dari D-Glukuronat merupakan salah satu reaksi reduksi (yang memakai NADPH) dalam jalur metabolisme ini. Di sini L-gulonat berperan, baik sebagai senyawa-antara dari jalur lingkar metabolisme maupun sebagai prazat untuk biosintesis L-askorbat. Reaksi oksidasi dalam jalur metabolisme lingkar ini menggunakan NAD + dan bukan NADP+. Enzim yang digunakan pada pembentukan L-gilonolakton dari L-gulonat adalah enzim L-gulonolakton dehidrogenase yang hanya terdapat pada tumbuhan. Hal inilah yang menyebabkan pembentukan Asam askorbat(vitamin C) hanya terjadi pada tumbuhan karena pada Manusia dan primata tidak memiliki enzim tersebut.
10. Kenapa CO2 berlebih mendorong oksalasetat dari piruvat?
Jawaban:
Perubahan piruvat ke oksaloasetat, reaksi ini memerlukan ATP (adenosin trifosfat) dan dikatalisis oleh piruvat karboksilase. Pada reaksi ini CO2 dibutuhkan untuk melakukan reaksi fiksasi dan memerlukan biotin sebagai co-enzim.
11. Efek kebanyakan oksaloasetat dalam tubuh?
Jawaban:
Asetil ko-A masuk ke dalam siklus dan bergabung dengan asam oksaloasetat membentuk asam sitrat. Asam sitrat mengalami pengurangan dan penambahan satu molekul air membentuk asam isositrat. Asam isositrat mengalami oksidasi mereduksi NAD+ menjadi NADH, dan melepaskan satu molekul CO2 dan membentuk asam a-ketoglutarat. Selain itu, asam a-ketoglutarat mendapatkan tambahan satu ko-A dan membentuk suksinil ko-A. Pelepasan ko-A dan perubahan suksinil ko-A menjadi asam suksinat menghasilkan cukup energi untuk menggabungkan satu molekul ADP dan satu gugus fosfat anorganik menjadi satu molekul ATP. Terlalu banyaknya oksaloasetat yang masuk kedalam tubuh menyebabkan penumpukan ATP sehingga reaksi dekarboksilasi asam piruvat tak terjadi dan laju reaksi siklus krebs berkurang.
12. Pengaturan dekarboksilasi piruvat: apa yang dimaksud laju reaksi fosforilasi subunit katalitik kompleks piruvat dehidrogenase (aktif) dan kompleks piruvat ? Bedanya apa! Dan hubungannya apa?
Jawaban:
Dalam pembentukan piruvat menjadi asetil koenzim-A terjadi kompleks enzim-substrat (sub unit katalik kompleks piruvatdehidrogenase) yang mana kompleks enzim-substrat ini bersifat aktif sehingga terjadi proses dehidrogenasee yang di tandai dengan pembentukan NAD+ menjadi NADH, Bila tubuh dalam keadaan ATP yang banyak, maka kompleks enzim-substrat (sub unit katalik kompleks piruvat dehidrogenase) akan terhambat karna adanya penambahan pospat dari ATP sehingga kompleks Enzim-substrat yang terbentuk adalah kompleks piruvat dehidrogenase dengan sub unit kataliknya yang terfosforilasidan di bantu dengan ion Mg2+, kompleks enzim-substrat ini bersifat tidak aktif sehingga proses dehidrogenasee tidak terjadi.
Namun bila ternyata jumlah ADP banyak, maka laju reaksi defosforilasi kompleks piruvat dehidrogenase bertambah besar sehingga kegiatan kompleks enzim-substrat (kompleks piruvat deehidrogenase) bertambah besar sehingga produksi NADH bertambah dan produksi asetil koenzim-A bertambah.
13. Adakah fermentasi kecuali ragi? Contohnya?
Jawaban:
Ada Contohnya: fermentasi yang dilakukan oleh bakteri asam cuka (acetobacter aceti).
14. Apakah yang dimaksud jalur metabolisme simpang fosfoglukonat?
Jawaban:
Jalur Metabolisme Simpang Fosfoglukonat juga di namai jalur metabolisme pentosa fosfat atau jalur simpang heksosa monofosfat adalah Jalur metabolisme yang terjadi di dalam cairan sitoplasma, proses yang menghasilkan NADPH dan pentosa (gula 5-karbon).
15. Kenapa reaksi dekarboksilase irreversible?
Jawaban:
Karna tidak ada enzim yang mengkatalisis reaksi pembentukan asam piruvat dari asetil koenzim-A
Karna tidak ada enzim yang mengkatalisis reaksi pembentukan asam piruvat dari asetil koenzim-A