BIOKIMIA PANGAN 6 (STKIP Muhammadiyah Sorong 2012)

BAB 5.

MEKANISME PENYIMPANAN DAN KONTROL DALAM

METABOLISME KARBOHIDRAT

5.1. Produksi dan degradasi glikogen

Ketika kita mencerna makanan yang tinggi karbohidrat, kita memiliki pasokan glukosa yang melebihi kebutuhan mendesak kita. Kita menyimpan glukosa dalam bentuk polimer glikogen, yang mirip dengan pati yang ditemukan dalam tanaman; glikogen berbeda dari pati
pada tingkat rantai cabang. Bahkan, kadang-kadang glikogen disebut " pati hewan " karena kesamaan ini. Jika melihat metabolisme glikogen akan memberi kita beberapa wawasan bagaimana glukosa dapat disimpan dalam bentuk ini dan membuat tersedia sesuai permintaan. Dalam degradasi glikogen, beberapa residu glukosa dapat dirilis secara bersamaan, satu dari setiap ujung cabang, bukan dari satu pada suatu waktu seperti terjadi pada kasus dalam polimer linier. Fitur ini berguna untuk organisme dalam memenuhi tuntutan energi jangka pendek dengan meningkatkan suplai glukosa secepat mungkin. Pemodelan matematika telah menunjukkan bahwa struktur glikogen dioptimalkan karena kemampuannya dalam menyimpan dan memberikan energi dengan cepat dan mungkin dalam jangka waktu yang panjang. Kunci untuk optimasi ini adalah panjang rantai rata-rata cabang (13 residu). Jika panjang rantai rata-rata jauh lebih besar atau jauh lebih pendek, glikogen tidak akan seefisien untuk penyimpanan energi
dan pemenuhan permintaan. Hasil penelitian mendukung kesimpulan yang dicapai dari model matematika.

Gambar. 1. Struktur rantai cabang glikogen. Struktur yang sangat bercabang glikogen memungkinkan beberapa residu glukosa akan digunakan sekaligus untuk memenuhi kebutuhan energi. Ini tidak terjadi pada polimer linier. Titik-titik merah menunjukkan terminal residu glukosa yang dilepaskan dari glikogen. Poin cabang semakinbanyak maka semakin banyak terminal residu ini yang tersedia pada satu waktu.

5.2. Pemecahan glikogen

Glikogen ditemukan terutama di hati dan otot. Pelepasan glikogen yang tersimpan dalam hati dipicu oleh rendahnya tingkat glukosa dalam darah. Glikogen di hati mengendap menjadi glukosa-6-fosfat, yang dihidrolisis untuk menghasilkan glukosa. Langkah glukosa dari hati oleh pemecahan glikogen mengisi ulang pasokan glukosa dalam darah. Pada otot, glukosa-6-fosfat diperoleh dari glikogen memasuki jalur glikolisis langsung bukannya dihidrolisis menjadi glukosa dan kemudian diekspor ke aliran darah.

Tiga reaksi memainkan peran dalam konversi glikogen menjadi glukosa-6- fosfat. Dalam reaksi pertama, setiap residu glukosa dari glikogen dibelah bereaksi dengan fosfat menjadi glukosa-1-fosfat. Perhatikan bahwa khususnya reaksi pembelahan ini adalah salah satu fosfolisis bukan hidrolisis.

Dalam reaksi kedua, glukosa-1-fosfat terisomerisasi menjadi glukosa-6-fosfat.

Rincian lengkap glikogen juga membutuhkan reaksi pembersihan cabang untuk menghidrolisis ikatan glikosidik dari residu glukosa pada titik-titik cabang dalam struktur glikogen. Enzim yang mengkatalisis dari reaksi pertama adalah glikogen fosforilase; reaksi kedua dikatalisis oleh
phosphoglucomutase.

Glikogen fosforilasa

Glikogen + Pi → Glukosa-1-fosfat + Sisa glikogen

Phosphoglucomutase
Glukosa-1-fosfat → Glukosa-6-fosfat

Glikogen Fosforilase membelah ikatan α(1→4) dalam glikogen. Menyelesaikan rincian membutuhkan pembersihan cabang enzim yang mendegradasi ikatan α (1→6). Perhatikan bahwa tidak ada ATP dihidrolisis dalam reaksi awal. Dalam jalur glikolisis, kami melihat contoh lain dari substrat fosforilasi langsung oleh fosfat tanpa keterlibatan ATP: fosforilasi gliseraldehida-3-fosfat untuk 1,3-bisfosfogliserat. Ini adalah modus alternatif masuk ke jalur glikolitik yang "menyimpan" satu molekul ATP untuk setiap molekul glukosa karena ia melewati langkah awal dalam glikolisis. Ketika glikogen merupakan glukosa bahan awal untuk glikolisis, ada keuntungan sisa dari tiga molekul ATP untuk setiap monomer glukosa, bukan dua molekul ATP, seperti ketika glukosa sendiri bertindak sebagai titik awal. Dengan demikian, glikogen adalah sumber energi yang lebih efektif daripada glukosa. Tentu saja, tidak ada "hal yang bebas" dalam biokimia dan, seperti akan kita lihat, dibutuhkan energi untuk menempatkan glukosa bersama menjadi glikogen.

Pelepasan cabang glikogen melibatkan sebuah transfer "cabang batas" dari
tiga residu glukosa ke ujung cabang lain, di mana mereka kemudian diputus oleh glikogen fosforilase. Enzim pemutus cabang glikogen yang sama kemudian menghidrolisis ikatan α (1 → 6) glikosidik residu glukosa terakhir yang tersisa pada titik cabang (Gambar 5.2).
Ketika organisme membutuhkan energi cepat, kerusakan (perubahan) glikogen adalah penting.
Jaringan otot dapat memobilisasi glikogen lebih mudah dibanding lemak dan dapat melakukannya dalam kondisi anaerob. Dengan intensitas latihan rendah, seperti jogging atau lari jarak jauh, lemak adalah bahan bakar yang disukai, tetapi ketika intensitas meningkat, glikogen otot dan hati menjadi lebih penting. Beberapa atlet, khususnya pelari jarak menengah
dan pengendara sepeda, cobalah untuk membangun cadangan glikogen mereka sebelum perlombaan dengan makan karbohidrat jumlah besar.

5.3. Glikogen terbentuk dari glukosa

Pembentukan glikogen dari glukosa bukan kebalikan yang tepat dari pemecahan glikogen menjadi glukosa. Sintesis glikogen membutuhkan energi, yang disediakan oleh hidrolisis dari nukleosida trifosfat, UTP. Dalam tahap sintesis glikogen pertama, glukosa-1-fosfat (diperoleh glukosa dari 6-fosfat oleh reaksi isomerisasi) bereaksi dengan UTP untuk menghasilkan glukosa uridin difosfat (juga disebut UDP-glukosa atau UDPG) dan pirofosfat (PPi).

 

Gambar. 5.2 Modus tindakan dari enzim pemutusan cabang dalam pemecahan glikogen.
Enzim transfer ikatan α (1 → 4) tiga residu glukosa dari cabang ujung cabang lain. Enzim yang sama juga mengkatalisis hidrolisis dari ikatan α (1→6) residu pada titik cabang.

Enzim yang mengkatalisis reaksi ini adalah UDP-glukosa fosforilase. pertukaran satu ikatan anhidrida fosfat itu selama memiliki energi bebas berubah mendekati nol. Pelepasan energi timbul pada saat enzim pirofosfatase anorganik mengkatalisis hidrolisis pirofosfat menjadi dua
fosfat, reaksi sangat eksergonik. Hal ini umum dalam biokimia untuk melihat energi yang dilepaskan oleh hidrolisis dari pirofosfat dikombinasikan dengan energi bebas dari hidrolisis suatu nukleosida trifosfat. Kopling dari kedua reaksi eksergonik untuk reaksi yang
tidak energetik memungkinkan menjadi reaksi sebaliknya endergonik untuk mengambil
posisi tempat. Pasokan UTP diisi kembali oleh reaksi pertukaran dengan ATP, yang dikatalisis oleh nukleosida kinase fosfat:

UDP + ATP ↔ADP +  UTP

Reaksi pertukaran membuat hidrolisis dari setiap nukleosida trifosfat cukup kuat setara dengan hidrolisis ATP. Penambahan UDPG ke rantai pertumbuhan glikogen adalah langkah berikutnya dalam sintesis glikogen. Setiap langkah melibatkan pembentukan ikatan glikosidik α (1→4) baru dalam reaksi dikatalisis oleh enzim glikogen sintase (Gambar 5.3).

 

Gambar. 5.3 Reaksi dikatalisis oleh glikogen sintase. Sebuah residu glukosa ditransfer dari UDPG ke ujung dari rantai glikogen dalam sebuah ikatan (1→ 4).

Enzim ini tidak bisa hanya membentuk ikatan antara dua molekul glukosa terisolasi; harus menambah rantai yang telah ada dengan α(1→4) glikosidik. Gugus hidroksil spesifik tirosin dari protein glikogenin (37.300 Da) melayani tujuan ini. Pada tahap pertama sintesis glikogen, residu glukosa terkait dengan residu hidroksil ini, dan glukosa tirosin berturut turut ditambahkan ke satu molekul pertama. Molekul glycogenin itu sendiri bertindak sebagai katalis untuk penambahan proses glukosa sampai ada sekitar delapan bagian terkait bersama-sama. Pada saat itu, peran diambil alih glikogen sintase.

 

Gambar. 5.4. Modus tindakan enzim percabangan dalam sintesis glikogen. Segmen tujuh residu lama ditransfer dari cabang ke titik cabang baru, di mana terbentuk ikatan α (1 →6).

Sintesis glikogen memerlukan pembentukan α(1→6) serta α(1→4) glikosidik. Tugas ini dilakukan oleh sebuah enzim percabangan. Ia melakukannya dengan mentransfer segmen sekitar 7 residu dari ujung rantai ke titik cabang dimana katalisis pembentukan yang membutuhkan ikatan α(1→6) glikosidik (Gambar 5.4). Perhatikan bahwa enzim ini telah mengkatalisis dengan memutuskan α(1→4) glikosidik dalam proses mentransfer segmen oligosakarida. Setiap segmen yang ditransfer harus dari rantai sedikitnya 11 residu; setiap titik cabang baru harus sejauh minimal 4 residu dari titik cabang terdekat yang ada.

5.4. Pengendalian metabolisme glikogen

Bagaimana organisme memastikan bahwa sintesis glikogen dan pemecahan glikogen tidak beroperasi secara bersamaan? Jika ini terjadi, hasil utama akan menjadi hidrolisis UTP, yang akan membuang energi kimia yang disimpan dalam ikatan fosfat anhidrida. Faktor pengendali utama terletak pada perilaku glikogen fosforilase. Enzim ini berfungsi bukan hanya untuk kontrol alosterik tetapi juga kontrol fitur yang lain: modifikasi kovalen. Misalnya, apakah fosforilasi dan defosforilasi ditentukan enzim itu aktif, dan efek yang sama terjadi di sini.
Gambar. 5.5 meringkas beberapa fitur kontrol penting yang mempengaruhi aktivitas glikogen
fosforilasa. Enzim adalah dimer yang ada dalam dua bentuk, bentuk tidak aktif T (kencang) dan bentuk aktif R (santai). Dalam bentuk T (dan hanya dalam bentuk T), dapat dimodifikasi oleh fosforilasi residu serin spesifik pada dua subunit masing-masing. Esterifikasi dari serin untuk asam fosfat dikatalisis oleh enzim fosforilasa kinase; defosforilasi adalah dikatalisis oleh fosfoprotein fosfatase. Bentuk terfosforilasi glikogen fosforilasa disebut fosforilasa a, dan bentuk defosforilasa  disebut b fosforilasa. Beralih dari fosforilasa b untuk fosforilasa sebuah adalah bentuk utama dari kontrol atas aktivitas fosforilasa.

 

Gambar. 5.5 Glikogen aktivitas fosforilasa tunduk pada kontrol alosterik dan modifikasi kovalen. Bentuk fosforilasi sebuah enzim mengkonversi ke bentuk b. Hanya bentuk T adalah tunduk pada modifikasi dan demodifikasi. Bentuk-bentuk a dan b menanggapi efektor alosterik berbeda.

Fosforilasa adalah juga dikontrol lebih cepat dalam waktu yang mendesak oleh efektor alosterik, dengan waktu respon milidetik.

Dalam hati, glukosa adalah inhibitor alosterik dari fosforilasa a. Ia mengikat untuk situs substrat dan lebih tepat transisi ke keadaan T. Hal ini juga memperlihatkan serines terfosforilasi sehingga fosfatase dapat menghidrolisis mereka. Pergeseran kesetimbangan ini untuk fosforilase b. Pada otot, efektor utama alosterik adalah ATP, AMP, dan glukosa-6-fosfat (G6P). Ketika otot menggunakan ATP untuk kontrak, tingkat AMP meningkat. Peningkatan AMP merangsang pembentukan R keadaan fosforilasa b, yang aktif. Ketika ATP berlimpah atau glukosa-6- fosfat terbentuk, molekul-molekul bertindak sebagai inhibitor alosterik menggeser kesetimbangan kembali ke bentuk T. Perbedaan ini memastikan bahwa glikogen akan terdegradasi ketika ada kebutuhan untuk energi, seperti halnya dengan tinggi [AMP], rendah [G6P], dan rendah [ATP]. Ketika sebaliknya rendah [AMP], tinggi [G6P], dan tinggi [ATP] kebutuhan energi, dan akibatnya untuk pemecahan glikogen, kurang. "Menghentikan" aktivitas glikogen fosforilase adalah sesuai respon. Kombinasi modifikasi kovalen dan kontrol alosterik dari proses memungkinkan untuk pensetelan yang baik yang tidak akan mungkin dengan mekanisme baik saja. Kontrol hormonal juga masuk ke dalam sistem. Ketika epinefrin dilepaskan dari kelenjar adrenal dalam respon terhadap stres, memicu serangkaian kegiatan, yang menekan aktivitas glikogen sintase dan merangsang glikogen fosforilase.

Kegiatan glikogen sintase sesuai pada jenis modifikasi kovalen yang sama sebagai glikogen fosforilase. Perbedaannya adalah respon berlawanan. Bentuk aktif dari glikogen sintase adalah bentuk terfosforilasi. Bentuk aktif unphosphorylated/yang ter-unfosforilase. Hormon sinyal (glukagon atau epinefrin) merangsang fosforilasi glikogen sintase melalui enzim yang disebut cAMP-dependent protein kinase. Setelah glikogen sintase terfosforilasi, menjadi tidak aktif pada saat yang sama sinyal hormonal yang mengaktifkan fosforilasa. Glikogen sintase juga dapat terfosforilasi oleh enzim lain, termasuk kinase fosforilasa dan beberapa enzim disebut glikogen sintase kinase. Glikogen sintase yang dephosphorylated/ yang ter-defosforilase oleh fosfatase yang sama fosfoprotein yang menghilangkan fosfat dari fosforilasa.

Fosforilasi glikogen sintase juga lebih rumit dalam situs fosforilasi ganda. Seperti sebanyak sembilan residu asam amino berbeda yang telah ditemukan untuk terfosforilasi. Sebagai tingkat progresif peningkatan fosforilasi, aktivitas enzim menurun. Sintase Glikogen juga di bawah kontrol alosterik. Hal ini dihambat oleh ATP. Penghambatan ini dapat diatasi dengan glukosa-6-fosfat, yang merupakan penggerak. Namun, dua bentuk glikogen sintase sangat berbeda terhadap glukosa-6-fosfat. Bentuk (tidak aktif) terfosforilasi disebut glikogen
sintase D (untuk "glukosa-6-fosfat dependen") karena hanya aktif di bawah glukosa-6-fosfat konsentrasi yang sangat tinggi. Bahkan, diperlukan peningkatan level untuk memberikan aktivitas yang signifikan akan melampaui kisaran fisiologis. Bentuk nonfosforilase disebut glikogen sintase I (untuk "glukosa-6-fosfat independen") karena aktif bahkan dengan konsentrasi rendah glukosa-6-fosfat. Dengan demikian, enzim dimurnikan meskipun dapat ditunjukkan menanggapi efektor alosterik, kontrol yang benar atas aktivitas sintase glikogen adalah dengan keadaan fosforilasi, yang pada gilirannya dikendalikan oleh keadaan hormon.

Kenyataan bahwa dua sasaran enzim, glikogen fosforilase dan sintase glikogen, dimodifikasi dengan cara yang sama oleh enzim yang sama menghubungkan perlawanan proses sintesis dan pemecahan glikogen. Akhirnya, enzim memodifikasi itu sendiri tunduk pada modifikasi kovalen dan kontrol alosterik. Fitur ini mempersulit proses jauh tetapi menambahkan kemungkinan respon diperkuat untuk perubahan kecil dalam kondisi. Sebuah perubahan kecil pada konsentrasi suatu efektor alosterik dari memodifikasi enzim dapat menyebabkan perubahan besar dalam konsentrasi aktif, dimodifikasi Target enzim; respon amplifikasi adalah karena fakta bahwa substrat untuk enzim memodifikasi enzim itu sendiri. Pada titik ini, situasi memiliki menjadi sangat kompleks, tapi itu adalah contoh yang baik bagaimana menentang proses kerusakan dan sintesis dapat dikontrol dengan keuntungan dari organisme. Ketika kita melihat pada bagian berikutnya bagaimana glukosa disintesis dari laktat, kita akan memiliki contoh lain, yang kita bisa lebih jelas dengan glikolisis untuk mengeksplorasi secara lebih rinci bagaimana metabolisme karbohidrat dikendalikan.

5.5. Glukoneogenesis Menghasilkan Glukosa dari Piruvat

Konversi piruvat menjadi glukosa terjadi dengan proses yang disebut glukoneogenesis. Glukoneogenesis bukan pembalikan yang tepat dari glikolisis. Pertam piruvat sebagai produk dari glikolisis, tetapi dapat berasal dari sumber lain untuk menjadi titik awal dari anabolisme glukosa. Beberapa reaksi glikolisis pada dasarnya ireversibel; reaksi-reaksi ini dilewati dalam glukoneogenesis. Sebuah analogi adalah pejalan kaki yang pergi langsung menuruni lereng curam tetapi naik kembali ke atas bukit dengan rute alternative yang lebih mudah. Kita akan melihat bahwa biosintesis dan degradasi biomolekul penting mengikuti jalur yang berbeda.

Glikolisis melibatkan tiga langkah ireversibel, dan perbedaan antara glikolisis dan glukoneogenesis ditemukan di tiga reaksi tersebut. Yang pertama dari reaksi glikolisis adalah produksi piruvat (dan ATP) dari fosfofenolpiruvat. Kedua adalah produksi fruktosa-1 ,6-bifosfat dari fruktosa-6-fosfat, dan yang ketiga adalah produksi glukosa-6-fosfat dari glukosa. Karena langkah pertama ini adalah reaksi eksergonik atau reaksi reverse endergonik. Reversing reaksi kedua dan ketiga akan memerlukan produksi ATP dari ADP, yang juga merupakan reaksi endergonik. Sisa hasil dari glukoneogenesis termasuk pembalikan dari ketiga reaksi glikolisis, tetapi dengan jalur yang berbeda, dan dengan berbeda reaksi dan enzim yang berbeda (Gambar 5.6.).

 

Gambar. 5.6. Jalur dari glukoneogenesis dan glikolisis. Bagian dengan warna biru, hijau, dan kotak merah muda menunjukkan poin entri lain untuk glukoneogenesis (selain piruvat).

Konversi piruvat untuk fosfoenolpiruvat di glukoneogenesis dalam dua langkah. Langkah pertama adalah reaksi dari piruvat dan karbon dioksida untuk memberikan oksaloasetat. Langkah ini membutuhkan energi, yang tersedia dari hidrolisis ATP.

Enzim yang mengkatalisis reaksi ini karboksilase piruvat, alosterik sebuah enzim yang ditemukan di dalam mitokondria. Asetil-KoA merupakan efektor alosterik yang mengaktifkan karboksilase piruvat. Jika jumlah yang ada asetil-KoA tinggi (Dengan kata lain, jika ada lebih asetil-KoA daripada yang dibutuhkan untuk memasok siklus asam sitrat), piruvat (pendahulu dari asetil-KoA) dapat dialihkan untuk glukoneogenesis. (Oksaloasetat dari siklus asam sitrat sering dapat menjadi titik awal untuk glukoneogenesis juga.) Ion Magnesium (Mg²⁺) dan biotin juga diperlukan untuk katalisis efektif. Kita telah melihat Mg²⁺ sebagai kofaktor sebelumnya, tapi tidak pada biotin.

Biotin adalah pembawa karbon dioksida, tetapi memiliki situs tertentu untuk membentuk ikatan kovalen CO₂ (Gambar 5.7). Gugus karboksil biotin membentuk ikatan amida dengan gugus ε-amino suatu rantai samping lisin dari karboksilase piruvat. CO₂ menempel pada biotin, pada akhirnya terikat kovalen untuk enzim, dan kemudian CO₂ digeser ke piruvat untuk membentuk oksaloasetat (Gambar. 5.8). Perhatikan bahwa pada reaksi ini dibutuhkan ATP. 

Gambar. 5.7. Struktur biotin dan mode lampirannya ke piruvat karboksilase.

Gambar. 5.8. Kedua tahap reaksi karboksilase piruvat. CO₂ terikta pada enzim terbiotinilasi. CO₂ akan ditransfer dari enzim terbiotinilasi ke piruvat, membentuk oksaloasetat. ATP dibutuhkan pada bagian pertama dari reaksi.

Konversi oksaloasetat untuk fosfofenolpiruvat dikatalisis oleh enzim fosfofenolpiruvat karboksikinase (PEPCK), yang ditemukan dalam mitokondria dan sitosol. Reaksi ini juga melibatkan hidrolisis dari nukleosida trifosfat-GTP.

Reaksi karboksilasi dan dekarboksilasi berturut-turut keduanya mendekati kesetimbangan (mereka memiliki nilai energi bebas standar rendah), sebagai akibatnya, konversi piruvat ke fosfofenolpiruvat juga mendekati kesetimbangan (ΔG°' = 2,1 kJ mol^-1 = 0,5 kkal mol^-1). Kenaikan kecil di tingkat oksaloasetat dapat mendorong kesetimbangan ke kanan, dan sedikit peningkatan pada tingkat fosfofenolpiruvat bisa menggeser ke kiri. Sebuah konsep yang dikenal secara umum dalam kimia, hukum aksi massa, berkaitan dengan konsentrasi reaktan dan produk dalam sistem pada kesetimbangan. Mengubah konsentrasi reaktan atau produk menyebabkan pergeseran untuk membangun kembali keseimbangan. Sebuah hasil reaksi terhadap sebelah kanan reaksi pada penambahan reaktan dan ke kiri pada penambahan produk. 

Piruvat + ATP + GTP → fosfofenolpiruvat + ADP + GDP + Pi 

Oksaloasetat yang dibentuk dalam mitokondria dapat memiliki dua jalur dengan respek ke glukoneogenesis. Hal ini dapat terus membentuk PPP, yang kemudian dapat meninggalkan mitokondria melalui transporter spesifik untuk melanjutkan glukoneogenesis di sitosol. Kemungkinan lain adalah oksaloasetat dapat berubah menjadi malat melalui malat dehidrogenase mitokondria, reaksi yang menggunakan NADH, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 5.9. Malate kemudian dapat meninggalkan mitokondria dan memiliki reaksi terbalik dengan malat dehidrogenase sitosol. Alasan untuk proses dua langkah ini adalah oksaloasetat tidak bisa meninggalkan mitokondria, tetapi malat bisa. (Jalur melibatkan malat adalah salah satu yang terjadi di hati, di mana sebagian besar glukoneogenesis terjadi.) adanya dua jalur untuk mendapatkan PEP ke dalam sitosol untuk melanjutkan glukoneogenesis. Itu akibat adanya enzim gliseraldehida-3-fosfat dehidrogenase. Tujuan dari dehidrogenase laktat adalah untuk mengurangi piruvat menjadi laktat sehingga NADH yang bisa menjadi teroksidasi membentuk NAD⁺, yang diperlukan untuk melanjutkan glikolisis. Reaksi ini harus dibalik dalam glukoneogenesis, dan sitosol memiliki rasio yang rendah perubahan NADH ke NAD⁺. Tujuan tidak langsung mendapatkan oksaloasetat dari mitokondria melalui malat dehidrogenase adalah untuk menghasilkan NADH di sitosol sehingga glukoneogenesis yang dapat terus berlangsung. 

Gambar. 5.9. Karboksilase Piruvat mengkatalisis reaksi terkotak. Piruvat diubah menjadi oksaloasetat di mitokondria. Karena oksaloasetat tidak dapat diangkut di seluruh membran mitokondria, maka harus direduksi dahulu menjadi malat kemudian diangkut ke sitosol dan selanjutnya teroksidasi kembali ke oksaloasetat sebelum glukoneogenesis bisa berlanjut.

5.6. Peran fosfat gula dalam glukoneogenesis.

Dua reaksi lainnya dalam glukoneogenesis yang berbeda dari glikolisis adalah ikatan ester fosfat untuk gugus hidroksil gula dihidrolisis. Kedua reaksi dikatalisis oleh fosfatase, dan keduanya reaksi tersebut eksergonik. Reaksi yang pertama adalah reaksi hidrolisis fruktosa-1,6-bifosfat menghasilkan fruktosa-6-fosfat dan ion fosfat (ΔG°' = -16,7 kJ mol^-1 = -4,0 kkal mol^-1). 

 

Reaksi ini dikatalisis oleh enzim fruktosa-1,6-bisphosphatase, sebuah enzim alosterik sangat dihambat oleh adenosin monofosfat (AMP) tapi dirangsang oleh ATP. Karena regulasi alosterik, reaksi ini juga merupakan titik kontrol pada jalur tersebut. Ketika sel memiliki cukup persediaan ATP, pembentukan lebih memungkinkan dibanding dengan pemecahan glukosa. Enzim ini dihambat oleh fruktosa-2,6-bifosfat, suatu senyawa yang sangat ampuh sebagai penggerak fosfofruktokinase.

Reaksi kedua adalah hidrolisis glukosa-6-fosfat menjadi glukosa dan ion fosfat (ΔG°'= -13,8 kJ mol^-1 = -3,3 kkal mol^-1). Enzim yang mengkatalisis reaksi ini adalah glukosa-6-fosfatase.

Ketika membahas glikolisis, kedua reaksi fosforilasi, yang merupakan kebalikan dari kedua reaksi katalis fosfatase, adalah endergonik. Dalam glikolisis, reaksi fosforilasi harus digabungkan ke hidrolisis ATP untuk membuat menjadi eksergonik. Pada glukoneogenesis, organisme dapat menggunakan langsung dari fakta bahwa hidrolisis reaksi dari gula fosfat eksergonik. Yang sesuai reaksi bukan kebalikan satu sama lain dalam dua jalur. Reaksi tersebut berbeda dari satu sama lain dalam hal keperluan terhadap ATP dan enzim yang terlibat. Hidrolisis glukosa-6-fosfat menjadi glukosa terjadi dalam retikulum endoplasma. Ini adalah contoh dari jalur yang memerlukan tiga lokasi seluler (Mitokondria, sitosol, retikulum endoplasma).

5.7. Kontrol Metabolisme Karbohidrat

Dari beberapa aspek metabolisme karbohidrat: glikolisis, glukoneogenesis, dan kerusakan timbal balik dan sintesis glikogen maka glukosa memiliki peran sentral dalam semua proses ini. Ini adalah titik awal untuk glikolisis, di mana ia dipecah menjadi piruvat, dan menjadi sintesis glikogen, di mana residu glukosa banyak bergabung untuk memberikan polimer glikogen. Glukosa juga merupakan produk dari glukoneogenesis, yang memiliki efek membalikkan glikolisis, glukosa juga diperoleh dari pemecahan glikogen. Masing-masing dari jalur glikolisis, yang berlawanan dan glukoneogenesis, pada satu sisi, dan pemecahan dan sintesis glikogen, di sisi lain, bukan pembalikan yang tepat dari yang lain.dengan kata lain, jalan yang berbeda digunakan untuk sampai pada tempat yang sama. Sudah saatnya untuk melihat bagaimana semua jalur terkait dikendalikan.

Sebuah elemen penting dalam proses kontrol melibatkan fruktosa-2,6-bifosfat (F2,6P). senyawa ini adalah alosterik penting penggerak fosfofruktokinase (PFK), enzim kunci dari glikolisis; juga merupakan inhibitor fruktosa bisfosfat fosfatase (FBPase), yang berperan dalam glukoneogenesis. F2,6P konsentrasi tinggi merangsang glikolisis, sedangkan konsentrasi rendah merangsang glukoneogenesis. konsentrasi F2,6P itu dalam sel tergantung pada keseimbangan antara sintesis, yang dikatalisis oleh fosfofruktokinase-2 (PFK-2), dan gangguannya, dikatalisis oleh fruktosa-bisfosfatase-2 (FBPase-2). Enzim yang mengontrol pembentukan dan penguraian F2,6P sendiri dikendalikan oleh fosforilasi/defosforilasi mirip dengan apa yang telah dilihat dalam mekanisme kasus glikogen fosforilasa sintase dan glikogen (Gambar. 5.10). Kedua aktivitas enzim terletak pada protein yang sama (massa molekul dimer sekitar 100 kDa). protein dimer Fosforilasi menyebabkan peningkatan dalam kegiatan FBPase-2 dan penurunan konsentrasi F2,6P, yang pada akhirnya merangsang glukoneogenesis. Defosforilasi dimer protein mengarah pada peningkatan kegiatan PFK-2 dan peningkatan konsentrasi F2, 6P, yang akhirnya merangsang glikolisis. Hasil akhirnya adalah sama dengan kontrol sintesis dan pemecahan glikogen.

Gambar. 5.10. Pembentukan dan pemecahan fruktosa-2,6-bifosfat (F2,6P). Kedua proses dikatalisis oleh kegiatan dua enzim pada protein yang sama. Kegiatan dua enzim Ini dikendalikan oleh mekanisme fosforilasi/defosforilasi. Fosforilasi mengaktifkan enzim yang mendegradasi F2, sedangkan 6P defosforilasi mengaktifkan enzim yang memproduksinya.

Gambar. 5.11. menunjukkan efek dari fruktosa-2,6-bifosfat pada aktivitas FBPase. Inhibitor ini bekerja dengan sendirinya, tetapi efeknya sangat meningkat oleh kehadiran inhibitor AMP alosterik. Tabel. 5.1 merangkum mekanisme penting dari kontrol metabolik. Bahkan pembahasan dalam konteks metabolisme karbohidrat, mereka berlaku untuk semua aspek metabolisme. Dari empat jenis mekanisme kontrol tercantum dalam Tabel. 5.1 kontrol-alosterik, modifikasi kovalen, siklus substrat, dan kontrol genetik. 

Siklus Substrat merujuk pada fakta bahwa reaksi berlawanan dapat dikatalisis oleh enzim yang berbeda. Akibatnya, reaksi yang berlawanan dapat diatur independen dan memiliki tingkat yang berbeda. Tidak akan mungkin untuk memiliki tingkat yang berbeda dengan enzim yang sama karena katalis mempercepat reaksi dan kebalikan dari reaksi pada tingkat yang sama. Dengan menggunakan konversi fruktosa-6-fosfat menjadi fruktosa-1,6-bifosfat dan kemudian kembali ke fruktosa-6-fosfat sebagai contoh untuk siklus substrat. Dalam reaksi glikolisis, dikatalisis oleh fosfofruktokinase sangat eksergonik dibawah kondisi fisiologis (ΔG = -25,9 kJ mol^-1 = -6,2 kkal mol^-1).

Fruktosa-6-fosfat + ATP → Fruktosa-1,6-bifosfat + ADP

Reaksi yang berlawanan, yang merupakan bagian dari glukoneogenesis, juga eksergonik (ΔG = -8,6 KJ mol^-1 = -2,1 kkal mol^-1 dalam kondisi fisiologis) dan dikatalisis oleh enzim lain, yaitu fruktosa-1,6-bisfosfatase.

Fruktosa-1,6-bifosfat + H₂O → Fruktosa-6-fosfat + Pi

Perhatikan bahwa reaksi berlawanan bukan kebalikan satu sama lain. Penggabungan kedua persamaan reaksi diperoleh reaksi keseluruhan menjadi:

ATP + H₂O ↔ ADP + Pi

Hidrolisis ATP adalah nilai energetik yang dibutuhkan untuk kontrol independen dari reaksi lawan.

Organ yang berbeda berbagi metabolisme karbohidrat dengan menggunakan kombinasi dari mekanisme kontrol, organisme dapat mengatur pembagian kerja di antara jaringan dan organ untuk mempertahankan kontrol metabolisme glukosa. Satu contoh yang sangat jelas ditemukan dalam siklus Cori. Ditampilkan di Gambar. 5.12, siklus Cori adalah nama untuk Gerty dan Carl Cori, yakni orang yang pertama menjelaskan hal itu. Ada siklus glukosa karena glikolisis di otot dan glukoneogenesis di hati. Glikolisis pada otot rangka dengan kedutan-cepat menghasilkan laktat dalam kondisi kurang oksigen, seperti sprint. Cepat-kedutan otot memiliki relatif sedikit mitokondria, sehingga metabolisme sebagian besar adalah anaerob dalam jaringan ini. Penumpukan laktat memberikan kontribusi terhadap nyeri otot yang melakuka kegiatan atau latihan berat. Glukoneogenesis mendaur ulang laktat yang dihasilkan (laktat pertama teroksidasi untuk piruvat). Proses ini terjadi sebagian besar di hati setelah laktat diangkut oleh darah. Glukosa diproduksi di hati diangkut kembali ke otot rangka oleh darah, di mana ia menyimpan energi untuk latihan/gerakan besar berikutnya. Ini adalah alasan utama bahwa atlet menerima pijat setelah kegiatan dan mereka selalu merasa dingin setelah kegiatan. Pendinginan membuat darah mengalir melalui otot-otot dan memungkinkan asam laktat dan lainnya untuk meninggalkan sel dan masuk ke dalam darah. Pijat meningkatkan gerakan ini dari sel ke darah. Perhatikan bahwa kita memiliki pembagian kerja antara dua jenis organ yang berbeda yakni otot dan hati. Dalam sel yang sama (dari jenis apapun), dua jalur metabolik-glikolisis dan glukoneogenesis ini tidak aktif secara bersamaan. Ketika sel membutuhkan ATP, glikolisis lebih aktif, ketika ada sedikit kebutuhan untuk ATP ini, glukoneogenesis lebih aktif. Karena hidrolisis ATP dan GTP dalam reaksi glukoneogenesis yang berbeda dari glikolisis, jalur secara keseluruhan dari dua molekul piruvat kembali ke satu molekul glukosa adalah eksergonik (ΔG°'= -37,6 kJ mol^-1 = -9,0 kkal mol^-1, untuk satu mol glukosa). Konversi piruvat menjadi laktat adalah eksergonik, yang berarti bahwa reaksi reverse endergonik. Energi yang dilepaskan oleh konversi eksergonik piruvat menjadi glukosa oleh glukoneogenesis memfasilitasi konversi endergonik laktat menjadi piruvat. 

Gambar. 5.12 Siklus Cori. Laktat diproduksi di otot dengan glikolisis diangkut oleh darah ke hati. Glukoneogenesis di hati mengubah kembali laktat menjadi glukosa, yang dapat dibawa kembali ke otot-otot oleh darah. Glukosa dapat disimpan sebagai glikogen sampai terdegradasi oleh glikogenolisis. (NTP singkatan trifosfat nukleosida.)

Perhatikan bahwa siklus Cori membutuhkan hidrolisis keseluruhan dua ATP dan dua GTP. ATP diproduksi oleh bagian glikolitik dari siklus, tapi porsi yang melibatkan glukoneogenesis masih lebih membutuhkan ATP selain GTP.

Glikolisis:

Glukosa + 2NAD⁺ +  2ADP + 2pi → 2 Piruvat  + 2NADH + 4H⁺ + 2H₂O + 2ATP

Glukoneogenesis:
2Piruvat + 2NADH +4H⁺ +4ATP +2GTP +6H₂O → Glukosa +2NAD⁺ +4ADP +2GDP +6Pi

Semuanya:
2ATP  + 4H₂O + 2GTP → 2ADP + 2GDP + 4Pi

Hidrolisis ATP dan GTP keduanya adalah nilai simultan peningkatan pengontrol dari dua jalur yang berlawanan.

Langkah akhir glikolisis juga merupakan titik kontrol utama dalam metabolisme glukosa. Piruvat kinase (PK) yang ter-allosterik dipengaruhi oleh beberapa senyawa. ATP dan alanine cukup baik sebagai penghambat proses itu. ATP dianggap masuk akal karena akan ada alasan mengorbankan glukosa untuk membuat energi lebih jika ada ATP yang cukup. Sedangkan, alanin mungkin kurang intuitif. Alanin adalah versi amino dari piruvat. Dengan kata lain, ini adalah salah reaksi dari piruvat melalui enzim yang disebut transaminase a. Oleh karena itu, alanin tingkat tinggi menunjukkan bahwa tingkat tinggi piruvat sudah ada, sehingga enzim yang akan membuat piruvat lebih dapat ditutup. Fruktosa-1,6-bisfosfat ter-alosterik mengaktifkan PK sehingga masuk produk-produk dari reaksi glikolisis lebih dulu dapat diproses. Piruvat kinase juga ditemukan sebagai isozim dengan tiga jenis subunit, M, L, dan A. Subunit M menonjol dalam otot; L, di hati, dan A, di jaringan lain. Sebuah molekul piruvat kinase asli memiliki empat subunit, mirip dengan laktat dehidrogenase dan fosfofruktokinase. Selain kontrol alosterik disebutkan sebelumnya, isozim hati juga sesuai dengan modifikasi kovalen, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 5.13. Rendahnya tingkat gula darah memicu pelepasan glukagon, yang menyebabkan produksi protein kinase, seperti terlihat pada glikogen fosforilase. Protein kinase fosforilasetes PK, yang membuat PK kurang aktif. Dengan cara ini, glikolisis dimatikan di hati ketika glukosa darah rendah. 

 

Gambar. 5.13. Pengendalian kinase piruvat hati oleh fosforilasi. ketika glukosa darah rendah, fosforilasi kinase piruvat disukai. Bentuk terfosforilasi kurang aktif, sehingga memperlambat glikolisis dan memungkinkan piruvat untuk menghasilkan glukosa oleh glukoneogenesis.

Heksokinase dihambat oleh tingginya tingkat produk glukosa-6-fosfat. Ketika glikolisis dihambat melalui fosfofruktokinase, glukosa-6-fosfatterbentuk, mematikan heksokinase. Hal ini memproduksi glukosa dari yang dimetabolisme pada hati ketika dibutuhkan dalam darah dan jaringan lain. Namun, hati mengandung enzim kedua yakni glukokinase yang merupakan fosforylates glukosa. Glukokinase memiliki KM yang lebih tinggi untuk glukosa daripada heksokinase, sehingga berfungsi hanya ketika glukosa berlimpah. Jika ada kelebihan glukosa dalam hati, glukokinase fosforilates ke glukosa 6-fosfat. Tujuan dari fosforilasi ini adalah agar pada akhirnya dapat dipolimerisasi menjadi glikogen.

5.8. Glukosa Terkadang Dialihkan melalui jalur pentosa fosfat

Jalur pentosa fosfat adalah sebuah alternatif untuk glikolisis dan berbeda dalam beberapa cara penting. Dalam glikolisis, hal yang paling penting adalah produksi ATP. Dalam jalur fosfat pentosa, produksi ATP bukan inti dari masalah tersebut. Sebagai nama jalur menunjukkan, gula lima-karbon, termasuk ribosa, diproduksi dari glukosa. Ribosa dan deoksiribosa turunannya memainkan peran penting dalam struktur asam nukleat. Sisi lain yang penting dari jalur fosfat pentosa adalah produksi dari senyawa nikotinamida adenin dinukleotida fosfat (NADPH), yang berbeda dari nikotinamida adenin dinukleotida (NADH) dengan memiliki satu tambahan gugus fosfat kelompok teresterifikasi menjadi siklis ribosa dari bagian molekul nukleotida adenin (Gambar. 5.14). Perbedaan lebih penting adalah dalam cara ini dua koenzim berfungsi. NADH yang dihasilkan dalam reaksi-reaksi oksidatif yang memberikan peningkatan menjadi ATP. NADPH adalah agen pereduksi dalam biosintesis, yang, pada dasarnya, adalah proses reduktif. 

 

Gambar. 5,14. Struktur adenin dinukleotida fosfat (NADPH) tereduksi.

Jalur pentosa fosfat dimulai dengan serangkaian reaksi oksidasi yang menghasilkan NADPH dan gula lima-karbon. Sisa dari jalur melibatkan reshuffle nonoksidatif kerangka karbon dari gula yang terlibat. Produk dari reaksi ini nonoksidatif termasuk zat seperti fruktosa-6-fosfat dan gliseraldehida-3-fosfat, yang berperan dalam glikolisis. Beberapa reaksi ini reshuffle akan muncul kembali ketika produksi gula dalam fotosintesis.

Reaksi oksidatif dari jalur fosfat pentose.

Dalam reaksi terlebih dulu dari jalur, glukosa-6-fosfat dioksidasi menjadi 6 -phosphogluconate (Gambar 5.15, atas). Enzim yang mengkatalisis reaksi ini adalah glukosa-6-fosfat dehidrogenase. Perhatikan bahwa reaksi menghasilakan NADPH. Reaksi berikutnya adalah dekarboksilasi oksidatif, dan reaksi ini juga mengahsilkan NADPH. Molekul 6-fosfoglukonat kehilangan gugus karboksil. Gugus karboksil yang dilepaskan dalam bentuk karbon dioksida, dan lima karbon keto-gula (ketose) ribulosa- 5-fosfat. Enzim yang mengkatalisis reaksi ini adalah 6-fosfoglukonat dehidrogenase. Dalam proses ini, gugus hidroksil C-3 dari 6-fosfoglukonat teroksidasi membentuk asam β-keto, yang tidak stabil dan mudah untuk membentuk ribulosa dekarboksilates-5-fosfat.

Dalam langkah-langkah yang tersisa dari jalur fosfat pentosa, reaksi beberapa melibatkan transfer dua dan tiga-unit karbon. Untuk melacak karbon rantai induk gula dan gugus fungsional aldehida dan keton, kita akan menulis rumus dalam bentuk rantai terbuka. Ada dua reaksi yang berbeda di isomerisi ribulosa-5-fosfat. Dalam salah satu reaksi ini, dikatalisis oleh fosfopentosa-3-epimerase, ada inversi konfigurasi sekitar 3atom karbon, menghasilkan xilulose-5- fosfat, yang juga merupakan ketose (Gambar 18.15, bawah). Isomerisasi reaksi lain, dikatalisis oleh phosphopentose isomerase, menghasilkan gula dengan gugus aldehida (aldosa sebuah) lebih memungkinkan daripada keton. Dalam reaksi kedua, isomerisasi ribulosa-5-fosfat untuk ribosa-5-fosfat (Gambar 18.15, bawah). Ribosa-5-fosfat adalah sebuah blok yang diperlukan untuk sintesis asam nukleat dan koenzim seperti NADH.

Kelompok reaksi transfer yang menghubungkan jalur fosfat pentosa dengan glikolisis memerlukan dua gula lima karbon yang dihasilkan oleh isomerisasi dari ribulosa 5-fosfat-. Dua molekul xylulose-5-fosfat dan satu molekul ribosa-5-fosfat mengatur ulang untuk dijadikan dua molekul fruktosa-6-fosfat dan satu molekul gliseraldehida-3-fosfat. Dengan kata lain, tiga molekul pentosa (masing-masing dengan lima atom karbon) memberikan dua molekul heksosa (masing-masing dengan enam atom karbon) dan satu molekul triose (dengan tiga atom karbon). Jumlah atom karbon (15) tidak berubah, tetapi ada penataan ulang yang cukup besar sebagai akibat dari perpindahan gugus. Dua enzim, transketolase dan transaldolase, yang menjadikan reshuffle dari atom karbon dari gula seperti ribosa-5-fosfat dan xylulose-5- fosfat dalam sisa dari jalur mekanisme ini, yang terdiri dari tiga reaksi. Transketolase transfer unit dua-karbon. Transaldolase transfer sebuah unit tiga karbon. Transketolase mengkatalisis reaksi pertama dan yang ketiga dalam proses penataan ulang, dan transaldolase mengkatalisis reaksi kedua. Pada reaksi yang pertama ini, unit dua-karbon dari xylulose-5-fosfat  (lima karbon) ditransfer menjadi ribosa-5-fosfat (lima karbon) menghasilkan sedoheptulose-7-fosfat (Tujuh karbon) dan gliseraldehida-3-fosfat (tiga karbon), seperti ditunjukkan pada Gambar 5.15, bawah, angka merah 1.

Dalam reaksi dikatalisis oleh transaldolase, unit tiga-karbon ditransfer dari sedoheptulose-7- fosfat tujuh-karbon pada tiga karbon gliseraldehida-3-fosfat (Gambar 5.15, angka merah 2). Produk dari reaksi adalah fruktosa-6-fosfat (enam karbon) dan erythrose-4-fosfat (Empat karbon). Dalam reaksi terakhir dari jenis ini dalam jalur, xylulose-5-fosfat bereaksi dengan erythrose-4-fosfat. Reaksi ini dikatalisis oleh transketolase. Produk dari reaksi ini fruktosa-6-fosfat dan gliseraldehida-3- fosfat (Gambar 5.15, angka merah 3). Dalam jalur fosfat pentosa, glukosa-6-fosfat dapat dikonversi ke fruktosa-6-fosfat dan gliseraldehida-3-fosfat dengan sarana selain jalur glikolisis. Untuk alasan ini, jalur fosfat pentosa juga disebut shunt monofosfat heksosa, dan nama ini digunakan dalam beberapa teks. Sebuah fitur utama dari jalur fosfat pentosa adalah produksi ribosa- 5-fosfat dan NADPH. Mekanisme kontrol terhadap fosfat pentosa jalur dapat merespon berbagai kebutuhan organisme untuk salah satu atau kedua senyawa ini.

Kendali jalur fosfat pentosa

Sebagaimana telah kita lihat, reaksi dikatalisis oleh transketolase dan transaldolase adalah reversibel, yang memungkinkan jalur fosfat pentosa untuk merespon kebutuhan dari suatu organisme. Bahan awal, glukosa-6-fosfat, mengalami berbeda reaksi tergantung pada apakah ada kebutuhan lebih besar untuk ribosa-5-fosfat atau untuk NADPH. Operasi dari bagian oksidatif dari jalur tergantung pada kebutuhan organisme untuk NADPH. Kebutuhan ribosa-5-fosfat dapat dipenuhi dengan cara lain, karena ribosa-5-fosfat dapat diperoleh dari intermediet glikolisis tanpa reaksi oksidatif pentosa yang fosfat jalur (Gambar. 5.16). 

Gambar 5.15 Jalur pentosa fosfat. Angka dalam lingkaran merah menunjukkan langkah-langkah yang dibahas dalam teks.

 

Gambar. 5.16 Hubungan antara jalur fosfat pentosa dan glikolisis. Jika organisme membutuhkan NADPH lebih dari ribosa-5-fosfat, jalur pentosa fosfat adalah seluruh operasi. Jika organisme kebutuhan ribosa-5-fosfat lebih dari NADPH, reaksi nonoksidatif dari jalur fosfat pentosa, yang beroperasi secara terbalik, menghasilkan ribosa-5-fosfat (lihat teks).

Jika organisme membutuhkan lebih NADPH dari ribosa-5-fosfat, reaksi seri berjalan hanya dibahas melalui jalur yang lengkap. reaksi oksidatif pada awal jalur tersebut diperlukan untuk menghasilkan NADPH. reaksi keseluruhan untuk bagian oksidatif dari jalur adalah

6-Glukosa-6-fosfat +12NADP⁺ + 6H₂O → 6 ribosa-5-fosfat + 6CO₂+ 12NADPH + 12H⁺

Biokimia Koneksi kotak berikut membahas manifestasi klinis dari kerusakan enzim dalam jalur fosfat pentosa. Jika organisme memiliki kebutuhan lebih besar untuk ribosa-5-fosfat daripada NADPH, fruktosa-6-fosfat dan gliseraldehida-3-fosfat dapat menimbulkan ribosa-5- fosfat oleh operasi berurutan dari reaksi transketolase dan transaldolase, melewati bagian oksidatif dari jalur fosfat pentosa (Mengikuti jalan yang diarsir merah ke gliseraldehida-3-fosfat dan kemudian ke ribosa-5-fosfat) (Gambar 5.16). Reaksi dikatalisis oleh transketolase dan transaldolase adalah reversibel, dan fakta ini, memainkan peran penting dalam Kemampuan organisme untuk menyesuaikan metabolisme untuk perubahan kondisi. sekarang kita melihat cara kerja dari kedua enzim.

Transaldolase memiliki banyak fitur yang sama dengan enzim aldolase, yang ditemui di jalur glikolisis. Kedua rangkaian sebuah aldol kondensasi dan aldol terjadi pada berbagai tahap reaksi. Kita sudah melihat mekanisme rangkaian aldol, melibatkan pembentukan basa Schiff, ketika dibahas reaksi Aldolase dalam glikolisis. Transketolase menyerupai dekarboksilase piruvat, enzim yang mengkonversi piruvat menjadi asetaldehida, dalam hal ini juga membutuhkan Mg²⁺ dan tiamin pirofosfat (TPP). Seperti dalam reaksi dekarboksilase piruvat, sebuah karbanion memainkan peran penting dalam mekanisme reaksi, yang mirip dengan konversi piruvat menjadi asetaldehida.

Referensi/diambil dari :

Mary K. Campbell dan Shawn O. Farrell,(2009),BIOCHEMISTRY 6th EDITION, Thomson Brooks/Cole, a part of The Thomson Corporation.