Glikolisis

KATABOLISME
DANIK MARGOWATI,S.Pd
Katabolisme
merupakan proses penguraian
atau pembongkaran senyawa
kompleks menjadi senyawa yang lebih
sederhana. Proses ini disebut juga
desimilasi. Katabolisme
bersifat eksoterm (menghasilkan
energi). Salah satu contoh
katabolisme adalah respirasi sel.
Biosmart.tk
BIOLOGI CERIA
the next moslem scientist......
4 Tahap respirasi sel
•
•
•
•
Glikolisis
Dekarboksilasi Oksidatif
Siklus Krebs (TCA Cycle)
Sistem sitokhrom
Respirasi sel
SMAIT NUR HIDAYAH
KARTASURA
Glikolisis
Glikolisis (Glycolysis = Glucose + Lysis) adalah proses
pemecahan molekul Glucose (C6H12O6) menjadi 2 molekul
Asam Piruvat (CH3COCOOH) dengan masing-masing 3 rantai
carbon (C) yang terjadi di sitoplasma (cytoplasm). Glikolisis
merupakan tahap awal dari Respirasi Sel (Cellular
Respiration) dan menghasilkan 4 ATP dan 2 NADH.
Pada fase awal dibutuhkan 2 ATP untuk mengubah
molekul Glucose (C6H12O6) menjadiFructose 1,6bisphosphate dan dengan bantuan enzim Aldolase molekul
Fructose 1,6-bisphosphate dipecah menjadi 2 molekul PGAL
atau Glyceraldehyde 3-phosphate. 2 Molekul Glyceraldehyde
3-phosphate inilah yang nantinya akan diubah menjadi 2
molekul Pyruvic Acid atau Asam Piruvat (CH3COCOOH).
SMAIT NUR HIDAYAH
KARTASURA
Glikolisis
MUHAMMADIYAH
UNIVERSITY OF YOGYAKARTA
Fermentasi Anaerob
Fermentasi anaerob berlangsung di dalam sitosol sitoplasma, dan
hanya terjadi apabila tidak ada oksigen. Asam piruvat hasil dari
glikolisis dipecah menjadi etanol (senyawa dengan 2 atom C) dan
CO2 ; pemecahan ini terjadi untuk setiap asam piruvat yang
dihasilkan dari reaksi glikolisis.
ATP dihasilkan dari setiap pemecahan ikatan karbon-karbon.
Meskipun demikian, masih tersisa satu ikatan karbon-karbon
dalam ethanol yang tidak dipecah, sehingga fermentasi anaerob
menghasilkan respirasi yang tidak lengkap dari sebuahmolekul
glukosa. Reaksi ini menghasilkan energi yang hanya cukup untuk
kehidupan mikroorganisme; sedangkan tanaman tingkat tinggi
dan hewan akan mati apabila melakukan respirasi anaerob dalam
waktu yang lama.
SMAIT NUR HIDAYAH
THE NEXT SCIENTIST
Glikolisis
Glucose (6C)
2 Pyruvate (3C)
CO2
-O2
-O2
+O2
Ethanol
Lactate
TCA Cycle
Asam piruvat yang terbentuk pada glikolisis tidak memasuki daur Krebs dan
rantai transpor elektron karena tak ada oksigen sebagai penerima H yang
terakhir. Akibatnya asam piruvat direduksi karena menerima H dari NADH
yang terbentuk saat glikolisis, dan terbentuklah asam laktat yang
menyebabkan rasa lelah pada otot. Peristiwa ini hanya menghasilkan 2 ATP
untuk setiap mol glukosa yang direspirasi.
CH3.CO.COOH + NADH —–> CH3.CHOH.COOH + NAD + 2ATP
(asam piruvat)
(asam laktat)
Pada fermentasi alkohol asam piruvat diubah menjadi asetaldehid yang
kemudian menerima H dari NADH sehingga terbentuk etanol. Reaksi ini
juga menghasilkan 2 ATP.
CH3.CO.COOH —–> CH3.CHO + NADH —–> C2H50H + NAD + 2 ATP
(asam piruvat)
(asetaldehid)
(etanol)
MUHAMMADIYAH
UNIVERSITY OF YOGYAKARTA
DEKARBOKSILASI OKSIDATIF
Setelah glikolisis, pada proses repirasi sel (cellular
respiration), ada dua kemungkinan yang akan terjadi.
Kemungkinan yang pertama, bila TIDAK tersedia
oksigen (O2) hasil dari glikolisis yang berupa Asam
Piruvat (CH3COCOOH) akan mengalami yang namanya
fermentasi. Kemungkinan yang kedua, bila tersedia
oksigen (O2) maka Piruvat akan diubah menjadi AcetylCoA melalui proses yang disebut dekarboksilasi oksidatif
(oxidative decarboxylation of pyruvate).
Pada dekarboksilasi oksidatif, piruvat dioksidasi menjadi
Acetyl-CoA oleh pyruvate dehydrogenase complex
(PDC), melepaskan NADH dan CO2
SMA ISLAM TERPADU
KARTASURA
DEKARBOKSILASI OKSIDATIF
MUHAMMADIYAH
UNIVERSITY OF YOGYAKARTA
Siklus Krebs (TCA Cycle)
Siklus Krebs terjadi apabila ada oksigen dan berlangsung di dalam
matriks mitokondria. Asam piruvat dari reaksi glikolisis kehilangan
CO2 , kemudian bereaksi dengan senyawa dengan 4-karbon (asam
oksalo asetat) membentuk senyawa dengan 6-karbon (asam
sitrat). Asam sitrat mengalami pemecahan menjadi senyawa asam
dengan 5-karbon , kemudian menjadi senyawa asam dengan 4-karbon
, megalami pemecahan ikatan karbon-karbon , melepaskan CO2 dan
menhasilkan energi metabolik (ATP, NADH dan FADH2) untuk setiap
pemecahan. Senyawa asam dengan 4-karbon acid dibentuk kembali,
dan siklus berlansung kembali. Siklus berjalan 2 kali untuk setiap 1
molekul glukosa (satu siklus untuk setiap 1 molelul asam piruvat yang
dihasilkan dari proses glikolisis).
MUHAMMADIYAH
UNIVERSITY OF YOGYAKARTA
MUHAMMADIYAH
UNIVERSITY OF YOGYAKARTA
Sistem Sitokrom / transfer elektron
Bentuk energi metabolik yang paling berguna bagi tanaman
adalah ATP. Berbagai macam energi metabolik yang dihasilkan
melalui Glikolisis dan siklus Krebs bergerak menuju membran
dalam mitokondria. Di dalam membran mitokondria berlangsung
rantai transpor elektron yang disebut sistem sitokrom, yang
sangat mirip dengan rantai transpor elektron pada
Fotosintesis. Senyawa energi metabolik (NADH and FADH2)
menyumbangkan elektronnya pada “electron transport carriers”
dalam rantai transpor elektron, dihasilkan gradien energi, dan
enzim penghasil ATP (ATPase) . Oksigen berperan sebagai
penangkap(akseptor) elektron terakhir dan bereaksi dengan ion H+
untuk menghasilkan air.
(Sistem Sitokrom)
NADH dan FADH2
e- H+
ATP
e-
H+
4e- + 4H+ + O2
2H2O
cyt. oxidase
MUHAMMADIYAH
UNIVERSITY OF YOGYAKARTA
Secara Keseluruhan
Sekarang tanaman telah mengkonversi seluruh energi yang
tersimpan dalam ikatan karbon-karbon dari glukosa kembali
menjadi berbagai senyawa energi metabolik yang diperlukan
untuk metabolisme. Tanaman dapat menggunaan NADH atau
FADH2 baik secara langsung atau diubah dahulu menjadi ATP untuk
keperluan metabolisme. Ingat, bentuk energi metabolik ini tidak
mudah untuk disimpan atau di angkut, sehingga respirasi harus
berlangsung di setiap sel dan harus berlangsung pada saat yang
tepat yaitu pada saat energi metabolik diperlukan.
SMAIT NUR HIDAYAH
KARTASURA
4 Tahap Respirasi
• Glikolisis
– Dalam sitoplasma
– Ada atau tidak ada oksigen
– memecah glukosa (6C) menjadi 2 asam piruvat (3C)
• Dekarboksilasi oksidatif (reaksi antara)
- mengubah asam piruvat menjadi asetil Co Enzim A
• Siklus Krebs (TCA Cycle)
– Matriks mitokondria
– Hanya apabila ada oksigen
– Mengubah as.piruvat via asetil KoA menjadi CO2;
menghasilkan NADH dan FADH2
• Sistem Sitokrom / transfer elektron
– Membran mitokondria = krista
– mentransfer elektron dari NADH dan FADH2 untuk mereduksi
O2 menjadi H2O dan menghasilkan ATP
MUHAMMADIYAH
UNIVERSITY OF YOGYAKARTA
Respirasi
MUHAMMADIYAH
UNIVERSITY OF YOGYAKARTA