Respirasi merupakan proses pembebasan energi kimiawi yang terkandung di dalam sel

hidup menjadi energi yang berguna untuk bermacam aktivitas tubuh. Proses ini

didapatkan energi pelepasan atom hidrogen dari suatu bahan bakar berupa karbohidrat yang disebut dehidrogenase, selanjutnya

atom hidrogen ditangkap penerima hidrogen sehingga terbentuk air.

RESPIRASI RESPIRASI

2

RESPIRASI RESPIRASI

Ada tiga Ada tiga tahap:tahap:

1.1. GlikolisisGlikolisis

2.2. Siklus ATK Siklus ATK (Siklus (Siklus Krebs) Krebs)

3.3. Transfer Transfer ElektronElektron

1. Glikolisis

Glikolisis merupakan serangkaian reaksi yang merubah molekul glukosa menjadi asam piruvat, menghasilkan ATP dan NADH2 dan bersifat anaerob.

Pada awal reaksi glukosa diberikan energi pengaktif dari ATP yang disebut fosforilasi. ATP dihasilkan dari awal proses sebelumnya, ATP mempunyai ikatan energi yang tinggi.

Glikolisis dibagi menjadi dua fase:

1. Fase I (Fosforilasi)

Fosforilasi melibatkan 4 langkah saat fosfat ditambahkan pada molekul glukosa. Glukosa yang mempunyai 6 atom karbon mengikat fosfat menjadi fruktosa difosfat. Kemudian senyawa ini terurai menjadi dua molekul fosfogliseral dehid (PGAL) yang mempunyai 3 atom karbon, fase fosforilasi ini diperlukan energi dan fosfat dari 2 molekul ATP. Reaksi sederhananya sebagai berikut

Glukosa (C6) + 2 ATP 2 PGAL (C3) + 2 ADP

2. Fase II (Fosforilasi Tingkat Substrat)PGAL mengalami oksidasi dan kehilangan dua atom hidrogen, kemudian akan diterima NAD (NIkotinamida adenin dinukleotida) sehingga terbentuk NADH2. pada saat pelepasan atom hidrogen terjadi pula pelepasan energi yang diterima oleh senyawa ADP sehingga terbentuk ATP. Dehidrogenasi dan fosforilasi mengakibatkan PGAL berubah menjadi PGA (Asam fosfogliserad) dan selanjutnya diubah menjadi asam piruvat (C3H4O3).Reaksinya sebagai berikut :

2 PGAL + 4 ADP + 2 P1 2 Piruvat + 4 H + ATPSecara keseluruhan, pada glikolisis akan dihasilkan 2 asam piruvat, 2 ATP, dan 2 NADH2. Setelah glikolisis dilanjutkan ke reaksi transisi.

Pada sel otot hewan atau manusia jika tubuh kekurangan O2, asam piruvat akan berekasi NADH2 membentuk Asam Laktat, sehingga menimbulkan kelelahan.

Reaksinya sebagai berikut:Asam Piruvat (C3H4O3) Asam Laktat (C3H6O3)

1. 1. Tahap ReaksiTahap Reaksi Glikolisis Glikolisis

(1). Glukosa → difosforilasi oleh enzim1 dengan cara menstranfer gugus phosfat dari ATP; (2) G-6-phosfat → disusun ulang menjadi isomernya oleh enzim2; (3) F-6-phosfat → difosforilasi oleh enzim3 dengan cara mentransfer phosfat dari ATP; (4) F-1,6-biphosfat → dipecah oleh enzim4 menjadi dua molekul gula berkarbon tiga yaitu DHAP dan GDP;

(4a) DHAP diaktifasi dengan cara mengubah menjadi isomernya GDP oleh enzim4a; (5) 2 mol GDP oleh enzim5 dioksidasi oleh 2H+ ke NAD+ menjadi 2NADH+2H+, dan mengikat 2 gugus

phosfat ke GDP; (6) 2 mol 1,3 biphosfoglycerat oleh enzim6 mengalami pemindahan gugus

phosfat; (7) 2mol 3-phosfoglycerat oleh enzim7 mengalami relokasi gugus phosfat; (8) oleh enzim8 2mol 2-phosfoglycerat dihidrolisis; (9) oleh enzim9

2 mol phosfoenolpiruvat mentransfer gugus phosfat ke ADP.

8

DHAP

GDP

Reaksi Transisi

Reaksi transisi merupakan jembatan penghubung antara glikolisis dan siklus krebs. Reaksi ini terjadi di dalam matriks mitokondria. Asam piruvat akan diubah menjadi dua asetil koA dan dihasilkan CO2 juga 2 NADH2.

Reaksinya sebagai berikut:

Asam Piruvat () 2 Asetil koA ( 2 C2H3O-koA) + 2 CO2

CO2 sebagai hasil samping metabolisme dikeluarkan pada ekspirasi reaksi di atar terjadi 2 kali pada setiap satu molekul glukosa.

Asetil koA selanjutnya masuk ke Siklus Krebs (Daur Asam Sitrat)

10

2. Tahap Reaksi Siklus 2. Tahap Reaksi Siklus Krebs Krebs • Perubahan as.pyruvate menjadi acetyl CoA merupakan

reaksi persambungan antara glikolisis dengan siklus krebs

• Reaksi; (a) gugus karboksil pada as.pyruvat dilepas sebagai CO2 sehingga menjadi gugus asetil berkarbon dua; (b) elektron H+ yang dikeluarkan dalam tahap a ditambahkan (direduksi) ke NAD+ menjadi NADH; (c) gugus asetil diikat oleh coenzyme A menjadi acetyl CoA

Reaksi Lengkap Siklus Reaksi Lengkap Siklus Krebs Krebs

(1)Dengan bantuan H2O asetil, CoA menyumbangkan gugus

asetil kepada axaloasetat;

(2)Terjadi perubahan isomer citrate menjadi isocitrate melalui dehidrasi H2O;

(3)Isocitrate dioksidasi sehingga kehilangan CO2, dan

mereduksi NAD+ menjadi NADH;

(4)α ketoglutarat dioksidasi sehingga kehilangan CO2, dan

mereduksi NAD+ menjadi NADH, terjadi juga transfer gugus phosfat ke ADP menjadi ATP;

(5)Succinate dioksidasi untuk menyumbangkan dua hidrogen ke FAD;

(6)Fumarate disusun ulang dengan menambahkan H2O;

(7)Malate dioksidasi untuk menyumbangkan hidrogen ke NAD+ menjadi oxaloacetate.

12

Sistem transpor elektron terjadi pada Krista mitokondria. Sistem transport elektron berfungsi

memindahkan elektron ke bagian lainnya. Elektron yang masuk pertama kali adalah H+ + e- yang terikat pada NAD dan FAD. Jadi NADH2 dan FADH2 yang membawa H+ + e- Ke sistem transport elektron. H+ akan disimpan di ruang intermembran mitokondria. Akibat akumulasi H+ terbenruklah gradian elektron

yang besar. Saat H+ menurun gradiennya lewat saluran protein pada membran krista, energi

dilepaskan untuk membuat ATP. Saluran protein ini adalah tempat sintesis ATP dengan cara

menggabungkan ADP dengan posfat.

3. Tahap Reaksi Transfer 3. Tahap Reaksi Transfer ElektronElektron

Pada sistem transport elektron ini oksigen adalah aseptor elektron yang terakhir. Setelah menerima elektron O2 akan bereaksi dengan H+ membentuk H2O.

Reaksi keseluruhannya adalah:

1.NAD + substrat – H2 Substrat + NADH2

2.NADH2 + ½ O2 + 2 POH + 3 ADP NAD + 3 ATP + H2O

15

ATP

ATP

ATP

ATP yang Dihasilkan pada Proses Respirasi Sel

Secara Langsung Menghasilkan

Secara tidak langsung lewat transport ekeltron

1 NADH2 = 3 ATP

1 FADH2 = 2 ATP

Glikolisis

Reaksi Transisi

Siklus Krebs

2 ATP

-

2 ATP

2 NADH2 = 2 x 3 ATP = 6 ATP

2 NADH2 = 2 x 3 ATP = 6 ATP

6 NADH2 = 6 x 3 ATP = 18 ATP

2 NADH2 = 2 x 2 ATP = 4 ATP

4 ATP 34 ATP

Hasil total respirasi aerob = 38 ATP

17

Menghitung Menghitung ATP yang ATP yang dihasilkan dihasilkan dalam dalam respirasirespirasi

CC66HH1212OO66+6O+6O2 2 6CO6CO22+6H+6H22O+38ATPO+38ATP