Glukosa: Pengertian, sifat, jenis, peranan, gangguan

Glukosa terjadi secara alami dan ada di mana-mana. Glukosa adalah salah satu dari tiga monosakarida yang paling umum; dua lainnya adalah fruktosa dan galaktosa. Monosakarida adalah jenis karbohidrat yang paling mendasar. Mereka disebut gula sederhana sebagai lawan dari bentuk yang lebih kompleks seperti oligosakarida dan polisakarida. Mereka dapat bergabung, bagaimanapun, untuk membentuk karbohidrat kompleks melalui ikatan glikosidik.

Sifat glukosa

Glukosa adalah monosakarida heksosa. Glukosa adalah senyawa organik. Rumus kimia Glukosa adalah C6H12O6. Massa molar glukosa adalah 180,156 g / mol. Titik lebur adalah 146 ° C. Kapasitas panasnya adalah 218,6 J K − 1 mol − 1. Glukosa adalah kristal padat, larut dalam air, dan rasanya manis.

Perbedaan Glukosa, Galaktosa dan Fruktosa

Glukosa, galaktosa, dan fruktosa adalah tiga monosakarida yang paling umum. Namun demikian, glukosa adalah yang paling melimpah. Ketiganya memiliki rumus kimia yang sama: C6H12O6. Oleh karena itu, mereka adalah tipe monosakarida heksosa, karena enam atom karbon. Baik glukosa dan galaktosa adalah aldosa sedangkan fruktosa adalah ketosa.

Dengan demikian, glukosa dan galaktosa lebih mirip secara struktural. Meskipun demikian, glukosa dapat diidentifikasi secara struktural dari galaktosa berdasarkan orientasi gugus hidroksil (OH) pada karbon 4. Kecuali untuk gugus hidroksil pada karbon anomer (yaitu karbon di mana anomer berputar), gugus hidroksil glukosa berada dalam posisi ekuator. Juga, glukosa memiliki titik leleh yang lebih rendah (146 ° C vs 168-170 ° C galaktosa). Ini juga lebih manis daripada galaktosa. Namun, dari ketiganya, fruktosa memiliki titik leleh terendah (yaitu 103 ° C) dan paling manis.

Dalam hal metabolisme energi, glukosa adalah yang paling umum digunakan karena organisme siap menggunakan glukosa lebih dari galaktosa atau fruktosa dalam glikolisis. Dalam metabolisme galaktosa, galaktosa memasuki glikolisis dengan terlebih dahulu difosforilasi melalui enzim galaktokinase dan kemudian diubah menjadi glukosa-6-fosfat. Dalam metabolisme fruktosa, fruktosa memasuki glikolisis dengan cara yang sama melalui langkah-langkah tertentu sebelum memasuki glikolisis. Pada manusia, konversi fruktosa atau galaktosa menjadi glukosa terjadi terutama di hati.

Jenis glukosa

Ada dua bentuk: Dextroglucose (D-Glucose) dan Levoglucose (L-Glucose) berdasarkan proyeksi Fischer. Nomenklatur ini menunjukkan D- ketika stereoisomer glukosa memutar cahaya terpolarisasi bidang searah jarum jam. L- adalah ketika memutar bidang cahaya terpolarisasi dalam arah berlawanan arah. Bentuk yang terjadi secara alami dan lebih umum adalah D-glukosa. L-Glukosa diproduksi secara sintetis.

Peranan biologis

Glukosa adalah salah satu produk fotosintesis pada tumbuhan dan organisme fotosintesis lainnya. Pada tanaman, molekul glukosa disimpan sebagai unit gula berulang (mis. Pati). Glukosa juga merupakan komponen penting dari amilopektin dan selulosa. Jadi, Glukosa banyak terjadi pada buah-buahan, jus tanaman, dan banyak organ tanaman lainnya.

Glukosa juga memiliki peranan sebagai perantara metabolisme respirasi sel yang penting. Glukosa berfungsi sebagai sumber energi utama melalui respirasi aerobik, respirasi anaerob, atau fermentasi. Pada hewan, glukosa bersirkulasi dalam darah dan dengan demikian disebut sebagai gula darah. Molekul glukosa diangkut ke berbagai bagian tubuh. Dalam sel-sel hati dan otot, molekul glukosa berlebih disimpan sebagai glikogen. Otak mengambil glukosa karena lebih memilih glukosa daripada yang lain sebagai sumber energi.

Tanpa jumlah glukosa yang memadai, otak tidak dapat berfungsi dengan baik dan proses seperti pengambilan keputusan dan pengendalian diri terganggu. Glukosa adalah sumber energi utama tidak hanya di otak tetapi juga di bagian tubuh lainnya. Glukosa memberikan sekitar 4 kalori per gram. Jadi, penyajian glukosa diet, misalnya, 100 gram akan menjadi sekitar 400 kalori. Namun, terlalu banyak glukosa terlibat dalam penyakit tertentu seperti diabetes mellitus dan dalam kondisi seperti hiperglikemia, glukosuria, dan obesitas.

Glukosa juga merupakan konstituen penting dari beberapa senyawa biologis lain, seperti karbohidrat struktural: selulosa dan kitin. Ini juga merupakan komponen vital dari disakarida penting, seperti laktosa (gula susu), maltosa (gula malt), dan sukrosa (gula meja). Glukosa juga dapat dipecah lebih lanjut dan kemudian diubah menjadi lipid. Glukosa juga berperan sebagai prekursor untuk sintesis asam askorbat. Glukosa juga digunakan melalui jalur pentosa fosfat untuk menyediakan pentosa untuk digunakan dalam biosintesis DNA dan RNA.

Gangguan metabolisme yang melibatkan glukosa

Metabolisme fruktosa yang tidak tepat menyebabkan gangguan metabolisme. Gangguan metabolisme umum yang melibatkan glukosa dapat menyebabkan gangguan glikolisis, sintesis glikogen, dan degradasi glikogen. Sebagai contoh, defisiensi isomerase glukosa-6-fosfat mempengaruhi glikolisis karena enzim glukosa-6-fosfat isomerase digunakan dalam sitosol untuk mengubah glukosa-6-fosfat menjadi fruktosa-6-fosfat.

Kekurangan enzim ini mungkin disebabkan oleh gen GPI yang rusak pada kromosom 19 pada manusia. Lainnya adalah defisiensi piruvat kinase. Tanpa enzim piruvat kinase kekurangan, glikolisis juga terganggu karena enzim yang mentransfer gugus fosfat dari fosfoenol piruvat ke adenosin difosfat untuk menghasilkan ATP dan piruvat selama langkah glikolisis terakhir. Defisiensi piruvat kinase adalah kelainan metabolisme yang diturunkan yang disebabkan oleh mutasi pada gen PKLR.

Contoh lain kesalahan metabolisme glukosa bawaan adalah:

  • Hipoglikemia hiperinsulinemia, yaitu hiperglikemia akibat hiperinsulinisme, karena defisiensi glukokinase (enzim esensial dalam glikolisis), yang disebabkan oleh gen GCK yang rusak dalam sel beta pankreas
  • Diabetes dewasa dengan onset tipe II muda, yaitu tipe diabetes yang ditandai oleh hiperglikemia akibat hipoinsulinemia saat puasa, karena defisiensi glukokinase (enzim esensial dalam glikolisis), yang disebabkan oleh gen GCK yang rusak dalam sel beta pankreas
  • Defisiensi isomerase glukosa-6-fosfat, yaitu anemia hemolitik karena defisiensi glomerofosfat isomerase (enzim esensial dalam glikolisis), yang disebabkan oleh gen GPI yang rusak dalam sel darah merah
  • Penyakit penyimpanan glikogen tipe VII (atau penyakit Tarui), yaitu defisiensi fosfofruktokinase (enzim esensial dalam glikolisis), yang disebabkan oleh gen PFKL yang rusak di sel hati atau oleh gen PFKM dalam sel otot
  • Penyakit penyimpanan glikogen tipe XII, yaitu defisiensi aldolase A yang disebabkan oleh gen ALDOA yang rusak pada sel otot, hati, dan darah merah; aldolase A adalah enzim penting dalam glikolisis
  • Defisiensi triosephosphate isomerase, yaitu defisiensi dalam triosephosphate isomerase (enzim esensial dalam glikolisis), yang disebabkan oleh gen TPI1 yang rusak dalam sel darah merah
  • GSD tipe X, mis. Defisiensi fosfogliserat mutase mengakibatkan miopati, yang disebabkan oleh gen PGAM2 yang rusak pada otot; phosphoglycerate mutase adalah enzim penting dalam glikolisis
  • Defisiensi Enolase, yaitu gangguan autoimun karena kurangnya enolase yang cukup (enzim esensial dalam glikolisis), yang disebabkan oleh gen ENO1 yang rusak dalam sel darah merah
  • Defisiensi piruvat kinase, yaitu defisiensi piruvat kinase (enzim esensial dalam glikolisis), yang disebabkan oleh gen PKLR yang rusak dalam sel darah merah dan hati.
  • Penyakit Baker-Winegrad, yaitu defisiensi fruktosa bisphosphatase (enzim esensial dalam glukoneogenesis), yang disebabkan oleh gen FBP1 yang rusak di hati
Glukosa

Tinggalkan Balasan