Biasa HMP-Shunto Disebut juga jalur pentosa
fosfat / heksosa monofosfat. Jalur ini menghasilkan NADPH dan ribosa di luar
mitokondria. NADPH diperlukan untuk biosintesis; asam lemak,kolesterol, dan
steroid lain.Ribosa untuk biosintesis asam nukleat.Kepentingan lain HMP-shunt
berlangsung dalam jaringan; hepar, lemak, korteks adrenal, tiroid,eritrosit, kelenjar
mammae sedang laktasi. NADPH juga penting dalam; detoksifikasi obat oleh
monooksigenase, reduksiglutation.HMP-shunt terdiri dari fase:1. Oksidatif
(irreversible); glukosa 6-fosfat ---> ribulosa 5-fosfat2. Non-oksidatif
(reversible); ribulosa 5-fosfat ---> ribosa 5-fosfat
Jalur
ini aktif dalam hepar, jaringan adiposa (lemak), adrenal korteks, glandula
tiroid, sel darah merah,testes dan payudara yang sedang menyusui. Dalam otot
aktivitas jalur ini rendah sekali.
Fungsi
utama jalur ini adalah untuk menghasilkan NADPH, yaitu dengan mereduksi NADP+.
NADPH diperlukan untuk proses anabolik di luar mitokhondria, seperti sintesis
asam lemak dan steroid. Fungsi yang lain adalah menghasilkan ribosa-5-fosfat
untuk sintesis nukleotida dan asam nukleat. Jalannya reaksi sebagai berikut (
gambar 18-19 ):
a-D-glukosa
6-fosfat mengalami oksidasi menjadi 6-fosfoglukonolakton. Enzimnya adalah
glukosa 6-fosfat dehidrogenase (G6PD). Reaksi ini memerlukan Mg++
atau Ca++ , memakai NADP+ dan menghasilkan NADPH. Insulin
meningkatkan sintesis enzim ini.
Selanjutnya
6-fosfoglukonolakton diubah menjadi 6-fosfoglukonat. Reaksi ini juga
memer-lukan Mg++, Mn++ atau Ca++. Enzimnya glukono-lakton
hidrolase. Satu molekul air (H2O) terpakai, ikatan cincin terlepas.
6-fosfoglukonat selanjutnya mengalami dekarboksilasi dan berubah menjadi
riboluse-5-fosfat.
Sebelum dekarboksilasi 6-fosfoglukonat
dioksidasi menjadi semyawa antara 3-keto 6-fosfoglukonat. Ion Mg++,
Mn++ atau Ca++ diperlukan. NADP+ bertindak
sebagai hidrogen ekseptor menjadi NADPH. Enzim yang mengkatalisis reaksi ini
adalah 6-fosfoglukonat dehidrogenase. Aktivitas enzim ini tergantung adanya
NADP+. Seperti halnya enzim G6PD enzim 6-fosfoglukonat dehidrogenase
sintesisnya dirangsang oleh insulin.
Selanjutnya Ribulosa 5-fosfat dapat menjadi
dua substrat dari dua enzim yaitu:
1.
Ribulosa 5-fosfat epimerase, yang membentuk suatu epimer pada karbon ketiga,
yaitu xylulose 5-fosfat (xylulose 5-phosphate).
2. Ribosa 5-fosfat ketoisomerase, yang merubah ribulosa 5-fosfat menjadi
ribosa 5-fosfat.
Proses selanjutnya akan melibatkan
suatu enzim transketolase, yang dapat memindah dua unit karbon ( C1 dan C2 )
dari suatu ketosa pada aldehida dari
aldosa. Dalam reaksi ini diperlukan suatu koenzim, tiamin difosfat dan ion Mg++.
Dua karbon dari xylulose 5-fosfat dipindah pada ribosa 5-fosfat, menghasilkan
suatu ketosa dengan tujuh karbon yaitu sedoheptulosa 7-fosfat dan aldosa dengan
tiga karbon gliseraldehida 3-fosfat.
Sedoheptulosa 7-fosfat dan
gliseraldehida 3-fosfat akan bereaksi dengan bantuan enzim transaldolase dan
membentuk fruktosa 6-fosfat dan eritrosa 4-fosfat.Dalam reaksi ini,
transaldolase memindah tiga karbon "active dihydroxy acetone" (C1-C3)
dari keto dengan tujuh karbon pada aldosa dengan tiga karbon.
Reaksi
selanjutnya kembali melibatkan enzim transketolase, dimana xylulose 5-fosfat
menjadi donor "active glycoaldehyde" (C1-C2). Eritrosa 4-fosfat yang
terbentuk dari reaksi sebelumnya, akan bertindak sebagai akseptor (penerima)
C1-C2. Reaksi ini memerlukan tiamin dan ion Mg++ sebagai ko-enzim
dan menghasilkan fruktosa 6-fosfat dan gliseraldehida 3-fosfat.
Agar
glukosa dapat dioksidasi secara sempurna menjadi CO2, diperlukan
enzim yang dapat mengubah gliseraldehide 3-fosfat menjadi glukosa 6-fosfat.
Untuk ini diperlukan enzim Embden-Meyerhof (glikolisis) yang bekerja kearah
yang berlawanan. Selain itu, juga diperlukan enzim fruktosa 1,6-difosfatase.
Enzim ini mengubah fruktosa 1,6-difosfat menjadi fruktosa 6-fosfat.
Secara
keseluruhan proses ini dapat dianggap suatu oksidasi tiga molekul glukosa
6-fosfat menjadi tiga molekul CO2 dan tiga molekul pentosa fosfat.
Tiga molekul pentosa fosfat diubah menjadi dua molekul glukosa fosfat dan satu
molekul gliseraldehida 3-fosfat. Karena dua molekul gliseraldehide 3-fosfat
dapat diubah menjadi satu molekul glukosa 6-fosfat melalui jalur kebalikan
glikolisis, maka HMP Shunt dapat dikatakan suatu oksidasi glukosa yang komplit
(sempurna) (gambar-20 ).
Enzim 6-fosfoglukonat dehidrogenase
mengontrol HMP Shunt. Enzim ini dapat dihambat oleh NADPH. Reaksi yang
dikatalisis enzim ini tidak akan berjalan apabila NADPH tidak dipakai atau
dengan kata lain konsentrasinya tidak menurun. Perlu diingat bahwa produksi
ribosa 5-fosfat tidak tergantung pada oksidasi glukosa, tapi dapat melewati
kebalikan jalur glikolisis.
NADPH yang terbentuk berguna dalam
sintesis asam lemak, steroid dan sintesis asam amino. Sintesis asam amino
melalui glutamat dehidrogenase. Adanya lipogenesis yang aktif ,maka NADPH
diperlukan, hal ini mungkin akan merangsang oksidasi glukosa lewat HMP Shunt.
"Fed state", suatu keadaan dimana seseorang baru saja makan, mungkin
dapat menginduksi sintesis enzim-enzim glukosa 6-fosfat dehidro-genase dan
6-fosfoglukonat dehidrogenase.
HMP
Shunt dalam eritrosit berguna sebagai penghasil suatu reduktor (NADPH). NADPH
dapat mereduksi glutation yang telah mengalami oksidasi ( G-S-S-G ) menjadi
glutation yang tereduksi (2 G-SH). Enzim yang mengkatalisis reaksi ini adalah
glutation reduktase. Selanjutnya glutation yang tereduksi dapat membebaskan
eritrosit dari H2O2 dengan suatu reaksi yang dikatalisis
oleh enzim glutation peroksidase.
2 G-SH
+ H2O2 ® G-S-S-G
+ 2 H2O
Reaksi
ini penting sebab penimbunan H2O2 memperpendek umur eritrosit.
Telah dibuktikan adanya korelasi terbalik antara aktivitas enzim glukosa
6-fosfat dehidrogenase dengan fragilitas sel darah merah. Pada beberapa orang
yang mengalami mutasi dimana enzim ini berkurang, maka mereka akan lebih mudah
mengalami hemolisis sel darah merah apabila diberi suatu oksidan seperti
primaquin, aspirin, sulfonamid atau apabila diberi makan "fava bean".
HMP
Shunt akan menghasilkan suatu pentosa untuk sintesis nukleotida dan asam
nukleat. Ribosa 5-fosfat akan bereaksi dengan ATP menjadi
5-fosforibosil-1-pirofosfat (PRPP).
Dalam
otot enzim glukosa 6-fosfat dehidro-genase dan 6-fosfoglukonat dehidrogenase
hanya sedikit sekali, namun otot dapat membuat ribosa 5-fosfat, yaitu dengan
kebalikan HMP-Shunt
DAFTAR PUSTAKA
Lehninger A.L., Nelson D.L and Cox M.M : Principles of
Biochemistry. Second Ed. Worth Publ. Inc. New York. 1993