Jalur Pentosa Fosfat – Langkah Reaksi dan Regulasi

Pengertian dan Manfaat Jalur Pentosa Fosfat

Selain glikolisis, jalur pentosa fosfat (nama lain: jalur phosphogluconate  atau  hexose monophosphate shunt) adalah proses yang mengubah glukosa menjadi energi (NADH) dan ribosa 5-fosfat dan gula pentosa. Jalur fosfoglukonat ini merupakan salah metabolisme utama Sel yang mampu menghasilkan energi sekaligus prekursor metabolisme lain.Misalnya, ribosa 5-fosfat yang menjadi prekursor asam nukleat.

Siklus ini juga disebut hexose monophosphate shunt karena molekul glukosa 6-fosfat (gula heksosa) tidak langsung memasuki glikolisis, melainkan diubah terlebih dahulu menjadi ribulosa 5-fosfat (gula pentosa).

Berdasarkan manfaat jalur pentosa fosfat, jalur ini dipilih oleh sel ketika sel membutuhkan energi pereduksi yakni NADPH untuk proses biosintesis berbagai molekul.Selain NADPH, jalur ini juga menghasilkan gula pentosa untuk sintesis asam nukleat dan eritrosa fosfat untuk menyintesis asam amino atau senyawa metabolit aromatik. Hasil akhir dari jalur pentosa fosfat adalah G3P yang akan diproses dalam Glikolisis atau digunakan untuk sintesis lipid.

Pada mikroorganisme, terutama bakteri, jalur pentosa fosfat berguna dalam hal berikut :

  • Memanfaatkan sumber karbon seperti 3-xylose, 3-ribose, and 3-arabinose
  • Berperan dalam biosintesis lipopolisakarida

Pada artikel ini akan dipelajari proses dari reaksi katabolitik dari sebuah glukosa menjadi berbagai prekursor metabolisme utama sel dan energi reduksi yakni NADPH.

Langkah-langkah dalam Jalur Pentosa Fosfat

 

jalur pentosa fosfat

Gambar jalur pentosa fosfat

Ada tiga langkah utama dalam jalur pentosa fosfat, pertama adalah fase oksidasi, dilanjutkan dengan fase isomerasi dan terakhir adalah fase penataan ulang molekul.

Fase Oksidasi pada Jalur Pentosa Fosfat

  1. Molekul pertama yang masuk dalam jalur pentose fosfat adalah intermediet glikolisis, 3 buah molekul Glu-6-P. Molekul tersebut dioksidasi oleh Glu-6-P dehydrogenase dengan memanfaatkan 3 NADP+ menghasilkan 3 molekul NADPH dan 3 molekul 6-fosfoglukonat
  2. 6-fosfoglukonat selanjutnya didekarboksilasi secara oksidatif oleh NADP+ dengan bantuan 6-fosfoglukonat dehydrogenase menghasilkan NADPH, CO2 dan ribulosa-5-fosfat

Fase Isomerasi

Pada fase ini, ribulosa-6-fosfat diubah menjadi isomernya yakni xylosa-5-fosfat atau ribosa-5-fosfat.

Ribosa-5-fosfat adalah salah satu prekursor asam nukleat

Penataan Ulang Molekul

  1. Ada dua enzim yang berperan dalam mengatur posisi molekul intermediet jalur pentosa fosfat dan mensintesis molekul intermediet dengan jumlah karbon berbeda. Enzim-enzim tersebut adalah transketolase dan transaldolase.
  2. Transketolase bertanggung jawab dalam proses pemotongan 2 buah atom karbon dari xylulosa-5-fosfat dan menambahkan dua atom karbon tersebut pada ribosa-6-fosfat menghasilkan G3P dan sedoheptulosa-7-P.
  3. Transaldolase mengkatalis pemotongan tiga atom karbon dari sedoheptulosa-7-fosfat dan menambahkan tiga atom kerbon tersebut pada G3P menghasilkan erythrosa-4-fosfat dan fruktosa-6-fosfat
  4. Hasil akhir dari proses ini adalah molekul-molekul gula dengan jumlah atom karbon yang bervariasi dan dapat menjadi intermediet berbagai proses, contohnya adalah fruktosa-6-fosfat dan G3P yang menjadi intermediet glikolisis.

Enzim yang Berperan dan Reaksi yang Dikatalis

Reaksi Enzim
Fase Oksidatif
Glucose 6-phosphate + NADP+→ 6-phosphoglucono-δ-lactone + NADPH + H+ Glucose 6-phosphate dehydrogenase
6-Phosphoglucono-δ-lactone + H2O → 6-phosphogluconate + H+ Lactonase
6-Phosphogluconate + NADP+→ ribulose 5-phosphate + CO2 + NADPH 6-Phosphogluconate dehydrogenase
Fase Isomerasi
Ribulose 5-phosphate ⇌ ribose 5-phosphate Phosphopentose isomerase
Ribulose 5-phosphate ⇌ xylulose 5-phosphate Phosphopentose epimerase
Xylulose 5-phosphate + ribose 5-phosphate ⇌ sedoheptulose 7-phosphate + glyceraldehyde 3-phosphate Transketolase
Sedoheptulose 7-phosphate + glyceraldehyde 3-phosphate ⇌ fructose 6-phosphate + erythrose 4-phosphate Transaldolase
Xylulose 5-phosphate + erythrose 4-phosphate ⇌ fructose 6-phosphate + glyceraldehyde 3-phosphate Transketolase

Hasil Akhir dari Jalur Fosfoglukonat

Pada fase oksidatif, jalur ini menghasilkan 2 buah NADPH, 1 buah ribulosa 5-fosfat, 2 proton dan sebuah molekul karbon dioksida

Glucose 6-phosphate + 2 NADP+ + H2O → ribulose 5-phosphate + 2 NADPH + 2 H+ + CO2 (wikipedia)

Sedangkan pada fase non-oksidatif  dihasilkan 2 buah fruktosa 6-fosfat dan sebuah G3P dari proses berikut:

3 ribulose-5-phosphate → 1 ribose-5-phosphate + 2 xylulose-5-phosphate → 2 fructose-6-phosphate + glyceraldehyde-3-phosphate

Regulasi dari Jalur Pentosa Fosfat

laktonase adalah satu-satunya enzim yang tidak reversible dalam jalur pentosa fosfat. Tapi, regulasi utama pada jalur ini adalah dengan mengontrol aktivitas enzim Glu-6-P dehidrogenase dan 6-fosfoglukonat dehidrogenase. Enzim-enzim tersebut inhibisi oleh akumulasi NADPH dan NADH.

Sumber Pustaka dan Ilustrasi

Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. Biochemistry. 5th edition. New York: W H Freeman; 2002. 20.3 the Pentose Phosphate Pathway Generates NADPH and Synthesizes Five-Carbon Sugars. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK22416/

Stincone, A., Prigione, A., Cramer, T., Wamelink, M. M. C., Campbell, K., Cheung, E., Ralser, M. 2015. The return of metabolism: biochemistry and physiology of the pentose phosphate pathway. Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society, 90(3), 927–963. http://doi.org/10.1111/brv.12140

Incoming search terms:

  • jalur pentosa fosfat
  • jalur pentosa
  • hasil akhir jalur pentosa fosfat dari satu molekul glukosa adalah
  • pentosa fosfat
  • apa perbedaan sistem transpor elektron melalui jalur siklus krebs dengan jalur pentosa posfat?
  • respirasi aerob melalui jalur pentosa fosfat
  • lintasan pentosa fosfat
  • 3 fungsi utama jalur pentosa fosfat
  • fungsi dari lintasan pentosa fosfat
  • bagan triosa fosfat
Bacaan lanjutan  Proses Glukoneogenesis - Regulasi dan Langkah Biosintesis Glukosa
author
Author: 
Laila Karomah yang lebih sering berpetualang di dunia maya sebagai evilgenius, merupakan mahasiswi Mikrobiologi Institut Pertanian Bogor. Bidang yang digemari oleh pegiat IT otodidak ini adalah mikrobiologi kesehatan, mikrobiologi lingkungan, bioteknologi mikrob, dan enzimologi.
  1. Download Ebook Master Mikrobiologi : Respirasi Sel Mikroorganisme - Master Mikrobiologi2 years ago

    […] Jalur Pentosa Fosfat – Langkah Reaksi dan Regulasi […]

    Reply

Leave a reply "Jalur Pentosa Fosfat – Langkah Reaksi dan Regulasi"

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.