Proses Reaksi Glikolisis

Proses Reaksi Glikolisis (respirasi aerob)
Glikolisis merupakan reaksi tahap pertama secara aerob (cukup oksigen) yang berlangsung
dalam mitokondria. Glikolisis berasal dari kata glyco = gula, lysis = memecah. Semua kehidupan
di bumi melakukan glikolisis. Tahap glikolisis tidak memerlukan oksigen dan tidak
menghasilkan banyak energi. Tahap glikolisis merupakan awal terjadinya respirasi sel. Glikolisis
terjadi dalam sitoplasma dan hasil akhir glikolisis berupa senyawa asam piruvat. Glikolisis
memiliki sifat-sifat, antara lain: glikolisis dapat berlangsung secara aerob maupun anaerob,
glikolisis melibatkan enzim ATP dan ADP, serta peranan ATP dan ADP pada glikolisis adalah
memindahkan (mentransfer) fosfat dari molekul yang satu ke molekul yang lain. Pada sel
eukariotik, glikolisis terjadi di sitoplasma (sitosol). Glikolisis terjadi melalui 10 tahapan yang
terdiri dari 5 tahapan penggunaan energi dan 5 tahapan pelepasan energi. Berikut ini reaksi
glikolisis secara lengkap:
Glukosa + 2ADP + 2Pi + 2NAD+ → 2 Piruvat + 2H2O + 2ATP + 2NADH + 2H+
Molekul glukosa akan masuk ke dalam sel melalui proses difusi. Agar dapat bereaksi,
glukosa diberi energi aktivasi berupa satu ATP. Hal ini mengakibatkan glukosa dalam keadaan
terfosforilasi menjadi glukosa-6-fosfat yang dibantu oleh enzim heksokinase.Glikolisis ini terjadi
pada saat sel memecah molekul glukosa yang mengandung 6 atom C (6C) menjadi 2 molekul
asam piruvat yang mengandung 3 atom C (3C) yang melalui dua rangkaian reaksi yaitu
rangkaian I (pelepasan energi) dan rangkaian II (membutuhkan oksigen) dengan uraian sebagai
berikut.
Rangkaian I
Rangkaian I Reaksi Glikolisis (pelepasan energi) berlangsung di dalam sitoplasma (dalam
kondisi anaerob) yaitu diawali dari reaksi penguraian molekul glukosa menjadi glukosa-6-fosfat
yang membutuhkan (-1) energi dari ATP dan melepas 1 P. Jika glukosa-6-fosfat mendapat
tambahan 1 P menjadi fruktosa-6-fosfat kemudian menjadi fruktosa 1,6 fosfat yang
membutuhkan (-1) energi dari ATP yang melepas 1 P. Jadi untuk mengubah glukosa menjadi
fruktosa 1,6 fosfat, energi yang dibutuhkan sebanyak (-2) ATP. Selanjutnya fruktosa 1,6 fosfat
masuk ke mitokondria dan mengalami lisis (pecah) menjadi dehidroksik aseton fosfat dan
fosfogliseraldehid.
Rangkaian II
Rangkaian II Reaksi Glikolisis (membutuhkan oksigen) berlangsung di dalam mitokondria
(dalam kondisi awal), molekul fosfogliseraldehid yang mengalami reaksi fosforilasi
(penambahan gugus fosfat) dan dalam waktu yang bersamaan, juga terjadi reaksi dehidrogenasi
(pelepasan atom H) yang ditangkap oleh akseptor hidrogen, yaitu koenzim NAD. Dengan
lepasnya 2 atom H, fosfogliseraldehid berubah menjadi 2×1,3-asam difosfogliseral kemudian
berubah menjadi 2×3-asam fosfogliseral yang menghasilkan (+2) energi ATP. Selanjutnya 2×3asam fosfogliseral tersebut berubah menjadi 2xasam piruvat dengan menghasilkan (+2) energi
ATP serta H2O (sebagai hasil sisa). Jadi, energi hasil akhir bersih untuk mengubah glukosa
menjadi 2 x asam piruvat, adalah:
Energi yang dibutuhkan Tahap I : (-2) ATP
Energi yang dihasilkan Tahap II : (+4) ATP
Energi hasil akhir bersih : 2 ATP
Pada perjalanan reaksi berikutnya, asam piruvat tergantung pada ketersediaan oksigen dalam sel.
Jika oksigen cukup tersedia, asam piruvat dalam mitokondria akan mengalami dekarboksilasi
oksidatif yaitu mengalami pelepasan CO2 dan reaksi oksidasi dengan pelepasan 2 atom H
(reaksidehidrogenasi). Selama proses tersebut berlangsung, maka asam piruvat akan bergabung
dengan koenzim A (KoA–SH) yang membentuk asetil koenzim A (asetyl KoA). Dalam suasana
aerob yang berlangsung di membran krista mitakondria terbentuk juga hasil yang lain, yaitu
NADH2 dari NAD yang menangkap lepasnya 2 atom H yang berasal dari reaksi dehidrogenasi.
Kemudian kumpulan NADH2 diikat oleh rantai respirasi di dalam mitokondria. Setelah asam
piruvat bergabung dengan koenzim dan membentuk asetil Co-A kemudian masuk dalam tahap
siklus Krebs.
Proses pembentukan ATP yang disebut fosforilasi. Pada tahapan glikolisis tersebut, enzim
mentransfer gugus fosfat dari substrat (molekul organik dalam glikolisis) ke ADP sehingga
prosesnya disebut fosforilasi tingkat substrat. Keseluruhan reaksi glikolisis, dapat dibuat
persamaaan reaksi sebagai berikut:
Selain glukosa, bahan makanan yang Anda konsumsi tidak selalu mengandung gula sederhana
seperti glukosa saja. Kadang-kadang Anda mengkonsumsi bahan-bahan yang mengandung gula
kompleks (karbohidrat kompleks) seperti maltosa, laktosa, dan sukrosa. Kemudian, dapatkah
gula-gula atau karbohidrat yang kompleks tersebut langsung dimetabolisme oleh sel? Tentu saja
tidak, bahan-bahan yang belum sederhana tersebut harus dirombak dahulu sehingga menjadi
bahan yang dapat dimetabolisme langsung oleh sel. Bukankah Anda sudah mengetahui macammacam gula? Maltosa, sukrosa, dan laktosa terlebih dahulu diubah menjadi monomer
penyusunnya yaitu glukosa dan gula sederhana yang lain yaitu fruktosa atau galaktosa.
Selanjutnya, glukosa atau gula-gula sederhana akan masuk siklus glikolisis seperti biasa.
Glukosa akan diubah menjadi glukosa 6P dan seterusnya sehingga dapat dihasilkan 2 asam
piruvat. Lalu, bagaimana dengan fruktosa dan manosa? Fruktosa dan manosa dapat langsung
diubah menjadi fruktosa 6P.