BAB I
PENDAHULUAN
A.LATAR BELAKANG
Glikolisis berasal dari kata glukosa dan lisis (pemecahan), adalah serangkaian reaksi biokimia di mana glukosa dioksidasi menjadi molekul asam piruvat. Glikolisis adalah salah satu
proses metabolisme yang paling universal
yang kita kenal, dan terjadi (dengan berbagai variasi) di banyak jenis sel dalam hampir seluruh bentuk organisme. Proses glikolisis sendiri
menghasilkan lebih sedikit energi
per molekul glukosa dibandingkan dengan oksidasi aerobik yang sempurna. Energi yang
dihasilkan disimpan dalam senyawa organik berupa adenosine triphosphate atau yang lebih umum dikenal dengan
istilah ATP dan NADH.
Siklus Krebs adalah tahapan
selanjutnya dari respirasi seluler. Siklus Krebs adalah reaksi antara asetil
ko-A dengan asam oksaloasetat, yang kemudian membentuk asam sitrat. Siklus
Krebs disebut juga dengan siklus asam sitrat, karena menggambarkan langkah
pertama dari siklus tersebut, yaitu penyatuan asetil ko-A dengan asam oksaloasetat
untuk membentuk asam sitrat.
B.RUMUSAN MASALAH
·
Bagaiamana
proses dari glikolisis?
·
Bagaimana
proses dari siklus kreb?
·
Bagaimana
proses glikolisis jalur EMP?
·
Bagaimana
proses glikolisis aerob dan anaerob?
C.TUJUAN
·
Agar
mahasiswa dapat mengetahui bagaimana proses dari glikolisis.
·
Agar
mahasiswa dapat mengetahui bagaimana proses siklus kreb.
·
Agar
mahasiswa dapat ,mengetahui bagaimana proses dari glikolisis jalur EMP?
·
Agar
mahasiswa dapat mengetahui bagaimana proses glikolisis aerob dan anaerob.
BAB II
PEMBAHASAN
A.GLIKOLISIS
Glikolisis adalah peristiwa
pemecahan satu molekul glukosa (senyawa beratom C 6 buah) menjadi 2 molekul
asam piruvat (senyawa beratom C 3 buah). Peristiwa ini berlangsung di dalam
sitosol (sitoplasma) sel hidup dalam kondisi anaerob (tanpa oksigen bebas) dikatalis
oleh enzim-einzim antara lain: heksokinase, isomerase, fosfogliserokinase,
piruvatkinase, dehidrogenase. Tahap ini menghasilkan 2 molekul ATP dan 2
molekul NADH2.
Untuk memecah molekul glukosa
menjadi asam piruvat ternyata melalui tahapan terbentuknya senyawa antara,
berupa Phosfogliseraldehid (PGAL), yaitu senyawa beratom C6 yang mendapat
tambahan posfat yang berasal dari 2ATP, artinya perubahan molekul glukosa
memerlukan energi sebanyak 2 molekul ATP.
Pemecahan molekul PGAL menjadi
asam piruvat akan melepaskan energi sebanyak 4 molekul ATP dan pelepasan 2 atom
hidrogen yang berpotensi energi tinggi, selanjutnya hidrogen yang dilepaskan
ini akan ditangkap oleh kofaktor berupa NAD+ dan membentuk senyawa 2NADH2.
Hasil akhir dari tahap Glikolisis menghasilkan 2 molekul asam piruvat, 2
molekul ATP, dan 2 molekul NADH2.
TAHAPAN GLIKOLISIS
Tahap1: Fosforilasi Glukosa
Tahap pertama adalah fosforilasi
glukosa (penambahan gugus fosfat). Reaksi ini dimungkinkan oleh heksokinase
enzim, yang memisahkan satu kelompok fosfat dari ATP (Adenosine Triphsophate)
dan menambahkannya ke glukosa, mengubahnya menjadi glukosa 6-fosfat. Dalam
proses satu ATP molekul, yang merupakan mata uang energi tubuh, digunakan dan
akan ditransformasikan ke ADP (Adenosin difosfat), karena pemisahan satu
kelompok fosfat. Reaksi keseluruhan dapat diringkas sebagai berikut:
Glukosa
(C6H12O6) + + ATP heksokinase → Glukosa 6-Fosfat (C6H11O6P1) + ADP
Tahap 2: Produksi Fruktosa-6 Fosfat
Tahap kedua adalah produksi fruktosa
6-fosfat. Hal ini dimungkinkan oleh aksi dari enzim phosphoglucoisomerase.
Kerjanya pada produk dari tahap sebelumnya, glukosa 6-fosfat dan berubah
menjadi fruktosa 6-fosfat yang merupakan isomer nya (Isomer adalah molekul yang
berbeda dengan rumus molekul yang sama tetapi susunan berbeda dari atom).
Reaksi seluruh diringkas sebagai berikut:
Glukosa
6-Fosfat (C6H11O6P1) + Phosphoglucoisomerase (Enzim) → Fruktosa 6-Fosfat
(C6H11O6P1)
Tahap 3: Produksi Fruktosa 1, 6-difosfat
Pada tahap berikutnya, Fruktosa isomer 6-fosfat diubah menjadi fruktosa 1,
6-difosfat dengan penambahan kelompok fosfat. Konversi ini dimungkinkan oleh
fosfofruktokinase enzim yang memanfaatkan satu molekul ATP lebih dalam proses.
Reaksi ini diringkas sebagai berikut:
Fruktosa
6-fosfat (C6H11O6P1) + fosfofruktokinase (Enzim) + ATP → Fruktosa 1, 6-difosfat
(C6H10O6P2)
Tahap 4: Pemecahan Fruktosa 1, 6-difosfat
Pada tahap keempat, adolase enzim membawa pemisahan Fruktosa 1, 6-difosfat
menjadi dua
molekul gula yang berbeda yang keduanya isomer satu sama lain. Kedua gula yang
terbentuk adalah gliseraldehida fosfat dan fosfat dihidroksiaseton. Reaksi
berjalan sebagai berikut:
Fruktosa 1,
6-difosfat (C6H10O6P2) + Aldolase (Enzim) → gliseraldehida fosfat (C3H5O3P1) +
Dihydroxyacetone fosfat (C3H5O3P1)
Tahap 5: interkonversi Dua Glukosa
Fosfat dihidroksiaseton adalah
molekul hidup pendek. Secepat itu dibuat, itu akan diubah menjadi fosfat
gliseraldehida oleh enzim yang disebut fosfat triose. Jadi dalam totalitas,
tahap keempat dan kelima dari glikolisis menghasilkan dua molekul
gliseraldehida fosfat.
Dihidroksiaseton
fosfat (C3H5O3P1) + Triose Fosfat → gliseraldehida fosfat (C3H5O3P1)
Tahap 6: Pembentukan NADH &
1,3-Diphoshoglyceric
Tahap keenam melibatkan dua reaksi penting. Pertama adalah pembentukan NADH
dari NAD + (nicotinamide adenin dinukleotida) dengan menggunakan enzim
dehydrogenase fosfat triose dan kedua adalah penciptaan 1,3-diphoshoglyceric
asam dari dua molekul gliseraldehida fosfat yang dihasilkan pada tahap
sebelumnya. Reaksi keduanya adalah sebagai berikut:
Fosfat
dehidrogenase Triose (Enzim) + 2 NAD + + 2 H-→ 2NADH (Reduced nicotinamide
adenine dinucleotide) + 2 H +
Triose
fosfat dehidrogenase gliseraldehida fosfat + 2 (C3H5O3P1) + 2P (dari
sitoplasma) → 2 molekul asam 1,3-diphoshoglyceric (C3H4O4P2)
Tahap 7: Produksi ATP & 3-fosfogliserat Asam
Tahap ketujuh melibatkan penciptaan
2 molekul ATP bersama dengan dua molekul 3-fosfogliserat asam dari reaksi
phosphoglycerokinase pada dua molekul produk 1,3-diphoshoglyceric asam,
dihasilkan dari tahap sebelumnya.
2 molekul
asam 1,3-diphoshoglyceric (C3H4O4P2) + + 2ADP phosphoglycerokinase → 2 molekul
3-fosfogliserat acid (C3H5O4P1) + 2ATP (Adenosine Triphosphate)
Tahap 8: Relokasi Atom Fosfor
Tahap delapan adalah reaksi penataan ulang sangat halus yang melibatkan
relokasi dari atom fosfor dalam 3-fosfogliserat asam dari karbon ketiga dalam
rantai untuk karbon kedua dan menciptakan 2 - asam fosfogliserat. Reaksi
seluruh diringkas sebagai berikut:
2 molekul
3-fosfogliserat acid (C3H5O4P1) + phosphoglyceromutase (enzim) → 2 molekul asam
2-fosfogliserat (C3H5O4P1)
Tahap 9: Penghapusan Air
The enolase enzim datang ke dalam bermain dan menghilangkan sebuah molekul
air dari 2-fosfogliserat acid untuk membentuk asam yang lain yang disebut asam phosphoenolpyruvic
(PEP). Reaksi ini mengubah kedua molekul 2-fosfogliserat asam yang terbentuk
pada tahap sebelumnya.
2 molekul
asam 2-fosfogliserat (C3H5O4P1) + enolase (enzim) -> 2 molekul asam
phosphoenolpyruvic (PEP) (C3H3O3P1) + H2O 2
Tahap 10: Pembentukan piruvat Asam & ATP
Tahap ini melibatkan penciptaan dua molekul ATP bersama dengan dua molekul
asam piruvat dari aksi kinase piruvat enzim pada dua molekul asam
phosphoenolpyruvic dihasilkan pada tahap sebelumnya. Hal ini dimungkinkan oleh
transfer dari atom fosfor dari asam phosphoenolpyruvic (PEP) untuk ADP
(Adenosin trifosfat).
2 molekul
asam phosphoenolpyruvic (PEP) (C3H3O3P1) + + 2ADP kinase piruvat (Enzim) → 2ATP
+ 2 molekul asam piruvat.
B.SIKLUS KREBS
Siklus Krebs adalah proses utama kedua dalam reaksi pernafasan sel. Siklus Krebs
ini ditemukan oleh Hans Krebs (1900-1981). Reaksi pernafasan sel tersebut
disebut juga sebagai daur asam sitrat atau daur asam trikarboksilat.
Tahapan Reaksi dalam Siklus Krebs
Siklus Krebs terjadi di mitokondria dengan
menggunakan bahan utama berupa asetil-CoA, yang dihasilkan dari proses
dekarboksilasi oksidatif. Ada delapan tahapan utama yang terjadi selama siklus
Krebs.
1. Kondensasi
Kondensasi
merupakan reaksi penggabungan molekul asetil-CoA dengan oksaloasetat membentuk
asam sitrat. Enzim yang bekerja dalam reaksi ini adalah enzim asam sitrat
sintetase.
2. Isomerase sitrat
Tahapan ini
dibantu oleh enzim aconitase, yang menghasilkan isositrat.
3. Produksi CO2
Dengan
bantuan NADH, enzim isositrat dehidrogenase akan mengubah isositra menjadi
alfa-ketoglutarat. Satu molekul CO2 dibebaskan setiap satu reaksi.
4. Dekarboksilasi oksidatif kedua
Tahapan
reaksi ini mengubah alfa-ketoglutara menjadi suksinil-CoA. Reaksi dikatalisasi
oleh enzim alfa-ketoglutarat dehidrogenase.
5. Fosforilasi tingkat substrat
Respirasi
seluler juga menghasilkan ATP dari tahapan ini. Reaksi pembentukan ATP inilah
yang dinamakan dengan fosforilasi, karena satu gugus posfat akan ditambahkan ke
ADP menjadi ATP. Pada awalnya, suksinil-CoA akan diubah menjadi suksinat,
dengan mengubah GDP + Pi menjadi GTP. GTP tersebut akan digunakan untuk
membentuk ATP.
6. Dehidrogenasi
Suksinat
yang dihasilkan dari proses sebelumnya akan didehidrogenasi menjadi fumarat
dengan bantuan enzim suksinat dehidrogenase.
7. Hidrasi dan regenerasi
oksaloasetat
Dua tahapan
ini merupakan akhir dari Siklus Krebs. Hidrasi merupakan penambahan atom
hidrogen pada ikatan ganda karbon (C=C) yang ada pada fumarat sehingga
menghasilkan malat. Malat dehidrogenase mengubah malat menjadi oksaloasetat.
Oksaloasetat yang dihasilkan berfungsi untuk menangkap asetil-CoA, sehingga
siklus Krebs akan terus berlangsung. Adapun hasil dari Siklus Krebs adalah ATP,
FADH2, NADH dan CO2. Siklus akan menghasilkan 2 molekul
CO2, yang dilepaskan. Jumlah molekul NADH yang dihasilkan adalah 6
molekul, sedangkan FADH adalah 2 molekul. ATP yang diproduksi secara langsung
ada sebanyak 2 molekul, yang merupakan hasil dari reaksi fosforilasi tingkat
substrat. FADH2 dan NADH adalah molekul yang digunakan dalam tahapan
transpor elektron. Setiap molekul NADH akan dioksidasi lewat transpor elektron
sehingga menghasilkan 3 ATP per molekul, sedangkan satu molekul FADH2
menghasilkan 2 molekul ATP.
C.GLIKOLISIS EMBDEN EYERHOFF
Jalur EMP (Embden-Meyerhoff-Parnas)
Jalur EMP
disebut juga jalur heksosa bifosfat. Jalur EMP ini terjadi pada mikroorganisme
dan dalam keadaan anaerob. Pada jalur ini, glukosa dipecah menjadi 2 piruvat.
Selain itu, dalam proses ini juga terjadi pembentukan ikatan kaya energi pada
tingkat nutrien atau substrat. Jalur EMP terdiri atas 3 tahapan penting
metabolisme, yaitu:
Tahap I, fosforilasi ganda heksosa.
Dimulai dari
fosforilasi glukosa menjadi glukosa 6-fosfat dengan bantuan enzim heksokinase.
Glukosa 6-fosfat diisomerisasi menjadi fruktosa 6-fosfat dengan bantuan
fosfoglukoisomerase. Kemudian, fruktosa-6-fosfat difosforilasi menjadi fruktosa
1,6-bifosfat dengan bantuan fosfofruktokinase.
Tahap II, pemecahan heksosa
bifosfat menjadi 2 triosa fosfat
Dimulai dari
pemecahan fruktosa 1,6 bifosfat menjadi glieraldehid 3 fosfat (G3P) dan
dihidroksiaseton dengan bantuan aldolase. Dihidroksiaseton fosfat dapat
direduksi menjadi gliserol 3-fosfat dengan bantuan gliserol fosfat
dehidrogenase atau diisomerisasi menjadi G3P dengan bantuan triosa fosfat
isomerase sehingga menghasilkan 2 triosa fosfat (G3P).
Tahap III, defosforilasi triosa
bifosfat menjadi energy dan piruvat.
Dimulai dari
fosforilasi G3P oleh fosfat anorganik menjadi triosa bifosfat
(1,3-difosfogliserat) dengan bantuan G3P dehidrogenase. Proses ini menghasilkan
NADH sebagai sumber electron respirasi. 1,3-difosfogliseral didefosforilasi
menjadi 3-fosfogliserat dengan bantuan fosfogliserokinase. Gugus fosfat
dimutasi dari posisi 3 ke posisi 2, sehingga menghasilkan 2-fosfogliserat
dengan bantuan fosfogliserat mutase. Pembentukan ikatan rangkap (dehidrasi)
antara atom C no 2 dan no 3, sehingga 2-fosfogliserat menjadi fosfoenol piruvat
(PEP) dengan bantuan enolase.
Keseluruhan
reaksi pada jalur EMP terdapat beberapa reaksi yang bersifat irreversible (tak
dapat balik). Yaitu glukosa menjadi glukosa 6-fosfat, fruktosa 1,6 bifosfat
menjadi gliseraldehid 3-fosfat dan dihidroksiaseton fosfat, dan fosfoenol
piruvat menjadi piruvat. Hasil akhir dari jalur EMP adalah 2 piruvat, 2 NADH,
dan 2 ATP. Piruvat akan diproses lebih lanjut melalui siklus asam sitrat. Pada
jalur ini dihasilkan pula senyawa antara yang menjadi precursor untuk proses
biosintesis.
Perubahan
glukosa menjadi asam laktat melalui jalur EMP dalam keadaan anaerob disebut
fermentasi asam laktat.
Sementara
itu ada organisme yang dapat mengubah glukosa menjadi etanol, bukan asam laktat
dengan menggunakan jalur EMP (seperti pada ragi). Peristiwa ini disebut sebagai
fermentasi alkohol.
D. GLIKOLISI AEROB DAN ANAEROB
Glikolisis (anaerob)
Glukosa akan dicerna dalam tubuh dalam reaksi
respirasi. Tahapan pertama dalam reaksi respirasi adalah glikolisis. Tahapan glikolisis dimulai dari
satu molekul glukosa sampai tahap akhirnya akan dihasilkan 2 molekul piruvat. Tahap ini juga akan menghasilkan 2
ATP dan
memberikan dua elektron dan satu hidrogen pada NAD+ sehingga
menjadi NADH. Tahap ini tidak membutuhkan oksigen. Jika persediaan oksigen
dalam tubuh tidak cukup, maka NADH akan digunakan untuk mengubah piruvat
menjadi asam laktat (dalam
tubuh manusia]] atau menjadi etanol dan karbon dioksida.
Aerob
Dalam respirasi
aerob, sel yang
mendapat cukup oksigen, piruvat yang dihasilkan dari tahap glikolisis akan
dicerna kembali dan diubah menjadi Asetil Ko-A. Piruvat akan membuang satu atom
karbonnya (menjadi karbon
dioksida) dan akan
memberikan elektronnya lagi pada NAD+ sehingga menjadi NADH. 2
molekul Asetil Ko-A akan memasuki tahap siklus Krebs, dan akan menghasilkan lagi 2 ATP,
6 molekul NADH, dan 2
ubiquinon (FADH2), serta
karbon dioksida. Energi di NADH dan FADH2 nantinya akan digunakan di transpor elektron. Energi ini
dipakai dengan cara dilepaskannya elektron dan H+ dari NADH dan
FADH2 secara bertahap di sistem transpor elektron. Sistem transpor elektron akan memompa H+ keluar dari membran
dalam mitokondria. Konsentrasi H+ di luar membran dalam mitokondria
akan menyebabkan gradien proton, sehingga H+ akan masuk kembali ke
membran dalam mitokondria melalui ATP sintase. Oksigen bertugas sebagai penerima elektron
akhir, sehingga proses pembentukan ATP terus berlanjut. Oksigen yang bergabung
dengan H+ akan membentuk air. NAD+ dan FAD akan digunakan
kembali dalam sistem respirasi, seperti yang telah dijelaskan sebelumnya. Hal ini
yang menyebabkan mengapa kita menghirup oksigen dan melepaskan karbon dioksida.
Dalam 1 molekul glukosa akan dihasilkan total 36 ATP, dan satu ATP dapat
melepaskan 7,3 kilokalori.
BAB III
PENUTUP
A. KESIMPULAN
Glikolisis
adalah peristiwa pemecahan satu molekul glukosa (senyawa beratom C 6 buah)
menjadi 2 molekul asam piruvat (senyawa beratom C 3 buah). Peristiwa ini
berlangsung di dalam sitosol (sitoplasma) sel hidup dalam kondisi anaerob
(tanpa oksigen bebas) dikatalis oleh enzim-einzim antara lain: heksokinase,
isomerase, fosfogliserokinase, piruvatkinase, dehidrogenase. Tahap ini
menghasilkan 2 molekul ATP dan 2 molekul NADH2
Adapun
hasil dari Siklus Krebs adalah ATP, FADH2, NADH dan CO2.
Siklus akan menghasilkan 2 molekul CO2, yang dilepaskan. Jumlah molekul
NADH yang dihasilkan adalah 6 molekul, sedangkan FADH adalah 2 molekul. ATP
yang diproduksi secara langsung ada sebanyak 2 molekul, yang merupakan hasil
dari reaksi fosforilasi tingkat substrat. FADH2 dan NADH adalah
molekul yang digunakan dalam tahapan transpor elektron. Setiap molekul NADH
akan dioksidasi lewat transpor elektron sehingga menghasilkan 3 ATP per
molekul, sedangkan satu molekul FADH2 menghasilkan 2 molekul ATP.
DAFTAR PUSTAKA
http://id.wikipedia.org/wiki/Biokimia
Tidak ada komentar:
Posting Komentar