Proses Glukoneogenesis – Regulasi dan Langkah Biosintesis Glukosa

Ada satu alasan fisiologis mengapa mikroorganisme seperti bakteri mampu tumbuh dengan baik pada medium miskin sumber karbon, seperti medium yang hanya berisi suksinat, malat, asetat dan gliserol. Alasan tersebut adalah proses glikoneogenesis.

Proses glukoneogenesis pada mikroorganisme tersebut memang berfungsi mensintesis gula heksosa dari bahan organik non-karbohidrat terutama asam piruvat, namun, proses ini bukanlah kebalikan dari glikolisis,

mengapa bukan kebalikan jalur tersebut?

Alasannya adalah beberapa enzim pada jalur metabolisme Embden-Meyerhoff-Parnas atau Glikolisis, atau jalur lain seperti Entnerr-Doudoroff tidak reversibel karena kondisi kinetika yang tidak memungkinkan (energi yang dibutuhkan untuk membalikkan reaksi dengan enzim yang sama terlalu besar).

Berikut beberapa enzim yang tidak reversibel tersebut dan bagaimana cara sel mikrob menggantikan perananan enzim tersebut.

Enzim yang Tidak Reversibel dalam Glikolisis dan Penggantinya di Proses Glukoneogenesis

Piruvat Kinase Berganti PEP Carboxykinase, atau PEP Synthase

Piruvat Kinase adalah enzim yang mengkatalis defosforilasi PEP menjadi piruvat dan menghasilkan ATP dari proses tersebut. Hal yang perlu diingat lagi adalah enzim ini bukan enzim reversibel karena tidak memungkinkan secara kinetika.
Sel mikrob memiliki beberapa pilihan enzim untuk mengatasi masalah ini. 
Enzim pertama adalah PEP Carboksikinase yang mengkatalis biosintesis PEP dengan memanfaatkan intermediet siklus krebs yakni oksaloasetat (OAA) dan Guanosin trifosfat (GTP) yang memiliki energi lebih tinggi dari ATP sebagai sumber energi. Hasil dari proses dekarboksilasi dan fosforilasi OAA adalah satu molekul PEP, CO2 dan GDP.
Enzim kedua adalah PEP synthase yang dimiliki banyak bakteri. Enzim ini mengkatalis pembentukan PEP dengan bahan baku asam piruvat dan ATP sebagai sumber energi. Hasil reaksi ini adalah satu buah molekul ADP dan PEP.
enzim glukoneogenesis
Enzim-enzim yang berperan dalam proses glikoneogenesis

Fosfofruktokinase berganti Fruktosa-1,6-Bifosfatase

Fosfotruktokinase adalah enzim yang mengkatalis reaksi fosforilasi kedua fruktosa-6-fosfat menjadi fruktosa-1,6-bifosfat. Hal yang perlu diingat lagi adalah enzim ini bukan enzim reversibel karena tidak memungkinkan secara kinetika.
Untuk menghasilkan Fruktosa-6-fosfat kembali, yang akan diubah menjadi glukosa-6-fosfat, sel menggunakan fruktosa-1,6-bifosfatase yang mengkatalis reaksi defosforilasi molekul fruktosa-1,6-bifosfat.
Enzim glikoneogenik ini terbukti berperan penting pada mikroorganisme, terkait dengan kemampuannya untuk tumbuh dimedia minimal. Mutan E.coli yang kehilangan kemampuan untuk mengekspresikan gen fbp, penyandi fruktosa bifosfatase ini tidak mampu tumbuh dalam media minimal.
Sedangkan archaea hiperthermofil Thermoproteus tenax memiliki enzim lain yakni PPi-dependent Phosphofructokinase yang mampu mengkatalis reaksi defosforilasi sekaligus fosforilasi fruktosa-1,6-bifosfat dan fruktosa-6-fosfat secara reversibel.

Proses Glukoneogenesis – Tahapan Biosintesis Glukosa

Ada tiga tahapan utama dalam proses glikolisis. Pertama adalah bypass 1 yang meliputi reaksi konversi piruvat menjadi PEP seperti yang telah dijelaskan diatas. 
Tahapan kedua adalah bypass 2 yang meliputi reaksi defosforilasi fruktosa-1,6-bifosfat menjadi fruktosa-6-fosfat yang dapat langsung dikonversi menjadi isomernya yakni glukosa-6-fosfat oleh enzim Fosfoglukoisomerase. 
Tahapan terakhir adalah reaksi defosforilasi Glu-6-fosfat menjadi glukosa atau dilanjutkan menuju jalur biosintesis lain, misalnya proses pembentukan kitin, selulosa maupu molekul lain


tahapan terjadinya glikolisis
Bacaan lanjutan  Jalur Metabolisme Entner-Doudoroff Pada Bakteri

Regulasi Glukoneogenesis

Regulasi yang mengontrol proses reaksi glukoneogenesis pada mikroorganisme

Sumber Pustaka dan Ilustasi

Kim, BH dan Gadd, GM. 2008. Bacterial Physiology and Metabolism. https://books.google.co.id/books/about/Bacterial_Physiology_and_Metabolism.html?id=bUfQTpN3vkYC&redir_esc=y

Incoming search terms:

  • proses glukoneogenesis
  • glukoneogenesis
  • jalur glukoneogenesis
  • reaksi glukoneogenesis
  • tahapan glukoneogenesis
  • siklus glukoneogenesis
  • proses glukoneogenesis secara singkat
  • mekanisme glukoneogenesis
  • jalur glikolisis pdf
  • jalur metabolisme ADA synthase
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.

Leave a reply "Proses Glukoneogenesis – Regulasi dan Langkah Biosintesis Glukosa"

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