7/28/2019 36876038-katabolisme

1/17

KATABOLISME

Katabolisme adalah proses pemecahan molekul kompleks menjadi molekul-molekul

sederhana dengan bantuan enzim. Pada proses ini, dihasilkan enegi sehingga katabolisme

disebut juga raksi eksergonik . namun energy tersebut tidak dapat digunakan secara langsung

oleh sel sehingga harus diubah terlebih menjadi senyawa adenosine trifospat (ATP). ATP

merupakan sumber energy yang dapat langsung dugunakan oleh sel. Contoh reaksi

katabolisme adalah respirasi.

Semua sel makhluk hidup, baik tumbuhan, hewan maupun manusia melakukan respirasi.

Respirasi merupakan proses penguraian bahan makanan yang menghasilkan energy. Energy

tersebut adalah respirasi kimia yang dibebaskan dari dalam sel-sel hidup. Energy digunakan

tubuh aktivitas. Respirasi merupakan reaksi oksidasi yang terjadi di dalam mitokondria.

Berdasarkan kebutuhannya akan oksigen sebagai akseptor (penerima hydrogen), respirasi

dibedakan menjadi respirasi aerob dan respirasi anaerob.

1. Respirasi AerobRespirasi aerob adalah respirasi yang menggunakan oksigen bebas untuk memecah

senyawa. Oksigen bebas itu digunakan sebagai penerima (akseptor) hydrogen. Oksigen

yang diperlukan dalam proses repirasi aerob diperolah dari udara. Pada umumnya

repirasi aerob menggunakan glukosa sebagai bahan baku. Dalam respirasi aerob

dihasilkan energy sebesar 38 ATP. Selain menghasilkan energy, respirasi aerob juga

menghasilkan karbon dioksida dan uap air.

Proses respirasi aerob tidaklah sederhana. Dari awal reaksi hingga terbentuknya energy,

resirasi aerob mengalami tiga tahap, yaitu glikolisis, silus Krebs dan transport electron.

7/28/2019 36876038-katabolisme

2/17

a. Glikolisis

Glikolisis merupakan proses pengubahan molekul sumber energi, yaitu glukosa yang

mempunyai 6 atom C menjadi senyawa yang lebih sederhana, yaitu asam piruvat yangmempunyai 3 atom C. Reaksi ini berlangsung di dalam sitosol (sitoplasma). Reaksi

glikolisis mempunyai sembilan tahapan reaksi yang dikatalisis oleh enzim tertentu, tetapi

disini tidak akan dibahas enzim-enzim yang berperan dalam proses glikolisis ini. Dari

sembilan tahapan reaksi tersebut dapat dikelompokkan menjadi dua fase, yaitu fase

investasi energi, yaitu dari tahap 1 sampai tahap 4, dan fase pembelanjaan energi, yaitu

dari tahap 5 sampai tahap 9.

7/28/2019 36876038-katabolisme

3/17

Pertama-tama, glukosa mendapat tambahan satu gugus fosfat dari satu molekul ATP,

yang kemudian berubah menjadi ADP, membentukglukosa 6-fosfat. Setelah itu, glukosa

6-fosfat diubah oleh enzim menjadi isomernya, yaitu fruktosa 6-fosfat. Satu molekul

ATP yang lain memberikan satu gugus fosfatnya kepada fruktosa 6-fosfat, yang membuat

ATP tersebut menjadi ADP dan fruktosa 6-fosfat menjadi fruktosa 1,6-difosfat.

Kemudian, fruktosa 1,6-difosfat dipecah menjadi dua senyawa yang saling isomer satu

sama lain, yaitu dihidroksi aseton

fosfat dan PGAL (fosfogliseraldehid atau gliseraldehid 3-fosfat). Tahapan-tahapan

reaksi diatas itulah yang disebut dengan fase investasi energi.

Selanjutnya, dihidroksi aseton fosfat dan PGAL masing-masing mengalami oksidasi

dan mereduksi NAD+, sehingga terbentukNADH, dan mengalami penambahan molekul

fosfat anorganik (Pi) sehingga terbentuk1,3-difosfogliserat. Kemudian masing-masing

1,3-difosfogliserat melepaskan satu gugus fosfatnya dan berubah menjadi 3-fosfogliserat,

dimana gugus fosfat yang dilepas oleh masing-masing 1,3-difosfogliserat dipindahkan ke

dua molekul ADP dan membentuk dua molekul ATP. Setelah itu, 3-fosfogliserat

mengalami isomerisasi menjadi 2-fosfogliserat. Setelah menjadi 2-fosfogliserat, sebuah

molekul air dari masing-masing 2-fosfogliserat dipisahkan,

menghasilkan fosfoenolpiruvat. Terakhir, masing-masing fosfoenolpiruvat melepaskan

gugus fosfat terakhirnya, yang kemudian diterima oleh dua molekul ADP untuk

membentukATP, dan berubah menjadi asam piruvat.

Setiap pemecahan 1 molekul glukosa pada reaksi glikolisis akan menghasilkan produk

kotor berupa 2 molekul asam piruvat, 2 molekul NADH, 4 molekul ATP, dan 2 molekul

air. Akan tetapi, pada awal reaksi ini telah digunakan 2 molekul ATP, sehingga hasil

bersih reaksi ini adalah 2 molekul asam piruvat (C3H4O3), 2 molekul NADH, 2

molekul ATP, dan 2 molekul air. Perlu dicatat, pencantuman air sebagai hasil glikolisis

bersifat opsional, karena ada sumber lain yang tidak mencantumkan air sebagai hasil

glikolisis.

7/28/2019 36876038-katabolisme

4/17

b. Sik lus KrebsSiklus 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.

Pertama-tama, asetil ko-A hasil dari reaksi antara (dekarboksilasi oksidatif) masuk ke

dalam siklus dan bergabung dengan asam oksaloasetat membentukasam sitrat. Setelah

"mengantar" asetil masuk ke dalam siklus Krebs, ko-A memisahkan diri dari asetil dan

keluar dari siklus. Kemudian, asam sitrat mengalami pengurangan dan penambahan satumolekul air sehingga terbentukasam isositrat. Lalu, asam isositrat mengalami oksidasi

dengan melepas ion H+, yang kemudian mereduksi NAD+ menjadi NADH, dan

melepaskan satu molekul CO2 dan membentukasam a-ketoglutarat(baca: asam alpha

ketoglutarat). Setelah itu, asam a-ketoglutarat kembali melepaskan satu molekul CO2,

dan teroksidasi dengan melepaskan satu ion H+ yang kembali mereduksi NAD+ menjadi

NADH. Selain itu, asam a-ketoglutarat mendapatkan tambahan satu ko-A dan

membentuksuksinil ko-A. Setelah terbentuk suksinil ko-A, molekul ko-A kembali

meninggalkan siklus, sehingga terbentukasam suksinat. Pelepasan ko-A dan perubahan

suksinil ko-A menjadi asam suksinat menghasilkan cukup energi untuk menggabungkan

satu molekul ADP dan satu gugus fosfat anorganik menjadi satu molekul ATP.

Kemudian, asam suksinat mengalami oksidasi dan melepaskan dua ion H+, yang

kemudian diterima oleh FAD dan membentuk FADH2, dan terbentuklah asam fumarat.

Satu molekul air kemudian ditambahkan ke asam fumarat dan menyebabkan perubahan

susunan (ikatan) substrat pada asam fumarat, karena itu asam fumarat berubah

menjadi asam malat. Terakhir, asam malat mengalami oksidasi dan kembali melepaskan

satu ion H+, yang kemudian diterima oleh NAD+ dan membentuk NADH, dan asam

oksaloasetat kembali terbentuk. Asam oksaloasetat ini kemudian akan kembali mengikat

asetil ko-A dan kembali menjalani siklus Krebs.

Dari siklus Krebs ini, dari setiap molekul glukosa akan dihasilkan 2 ATP, 6 NADH, 2

FADH2, dan 4 CO2. Selanjutnya, molekul NADH dan FADH2 yang terbentuk akan

menjalani rangkaian terakhir respirasi aerob, yaitu rantai transpor elektron.

7/28/2019 36876038-katabolisme

5/17

c. Transport E lektronRantai transpor elektron adalah

tahapan terakhir dari reaksi respirasi aerob.

Transpor elektron sering disebut juga

sistem rantai respirasi atau sistem oksidasi

terminal. Transpor elektron berlangsung

pada krista (membran dalam) dalam

mitokondria. Molekul yang berperan

penting dalam reaksi ini adalah NADH

dan FADH2, yang dihasilkan pada reaksi

glikolisis, dekarboksilasi oksidatif,

dan siklus Krebs. Selain itu, molekul lain

yang juga berperan adalah molekul

oksigen, koenzim Q (Ubiquinone),

sitokrom b, sitokrom c, dan sitokrom a.

http://metabolismelink.freehostia.com/glikolisis_do.htm#glikolisishttp://metabolismelink.freehostia.com/glikolisis_do.htm#dohttp://c/Documents%20and%20Settings/MIcrosoft/My%20Documents/TUGAS%20SEKOLAH/BIOLOGI/Siklus%20Krebs%20dan%20Transpor%20Elektron_files/Siklus%20Krebs%20dan%20Transpor%20Elektron.htmhttp://c/Documents%20and%20Settings/MIcrosoft/My%20Documents/TUGAS%20SEKOLAH/BIOLOGI/Siklus%20Krebs%20dan%20Transpor%20Elektron_files/Siklus%20Krebs%20dan%20Transpor%20Elektron.htmhttp://metabolismelink.freehostia.com/glikolisis_do.htm#dohttp://metabolismelink.freehostia.com/glikolisis_do.htm#glikolisis

7/28/2019 36876038-katabolisme

6/17

Pertama-tama, NADH dan FADH2 mengalami oksidasi, dan elektron berenergi tinggi

yang berasal dari reaksi oksidasi ini ditransfer ke koenzim Q. Energi yang dihasilkan

ketika NADH dan FADH2 melepaskan elektronnya cukup besar untuk menyatukan ADP

dan fosfat anorganik menjadi ATP. Kemudian koenzim Q dioksidasi oleh sitokrom b.

Selain melepaskan elektron, koenzim Q juga melepaskan 2 ion H+. Setelah itu sitokrom b

dioksidasi oleh sitokrom c. Energi yang dihasilkan dari proses oksidasi sitokrom b oleh

sitokrom c juga menghasilkan cukup energi untuk menyatukan ADP dan fosfat anorganik

menjadi ATP. Kemudian sitokrom c mereduksi sitokrom a, dan ini merupakan akhir dari

rantai transpor elektron. Sitokrom a ini kemudian akan dioksidasi oleh sebuah atom

oksigen, yang merupakan zat yang paling elektronegatif dalam rantai tersebut, dan

merupakan akseptor terakhir elektron.

Setelah menerima elektron dari sitokrom a, oksigen ini kemudian bergabung dengan

ion H+ yang dihasilkan dari oksidasi koenzim Q oleh sitokrom b membentuk air (H2O).

Oksidasi yang terakhir ini lagi-lagi menghasilkan energi yang cukup besar untuk dapat

menyatukan ADP dan gugus fosfat organik menjadi ATP. Jadi, secara keseluruhan ada

tiga tempat pada transpor elektron yang menghasilkan ATP.

Sejak reaksi glikolisis sampai siklus Krebs, telah dihasilkan NADH dan

FADH2 sebanyak 10 dan 2 molekul. Dalam transpor elektron ini, kesepuluh molekul

NADH dan kedua molekul FADH2 tersebut mengalami oksidasi. Dengan reaksi berikut :

Setiap oksidasi NADH menghasilkan kira-kira 3 ATP, dan kira-kira 2 ATP untuk

setiap oksidasi FADH2. Jadi, dalam transpor elektron dihasilkan kira-kira 34 ATP.

Ditambah dari hasil glikolisis dan siklus Krebs, maka secara keseluruhan reaksi respirasi

seluler menghasilkan total 38 ATP dari satu molekul glukosa. Akan tetapi, karena

dibutuhkan 2 ATP untuk melakukan transpor aktif, maka hasil bersih dari setiap respirasi

seluler adalah 36 ATP.

http://metabolismelink.freehostia.com/glikolisis_do.htm#glikolisishttp://c/Documents%20and%20Settings/MIcrosoft/My%20Documents/TUGAS%20SEKOLAH/BIOLOGI/Siklus%20Krebs%20dan%20Transpor%20Elektron_files/Siklus%20Krebs%20dan%20Transpor%20Elektron.htmhttp://metabolismelink.freehostia.com/glikolisis_do.htm#glikolisishttp://c/Documents%20and%20Settings/MIcrosoft/My%20Documents/TUGAS%20SEKOLAH/BIOLOGI/Siklus%20Krebs%20dan%20Transpor%20Elektron_files/Siklus%20Krebs%20dan%20Transpor%20Elektron.htmhttp://c/Documents%20and%20Settings/MIcrosoft/My%20Documents/TUGAS%20SEKOLAH/BIOLOGI/Siklus%20Krebs%20dan%20Transpor%20Elektron_files/Siklus%20Krebs%20dan%20Transpor%20Elektron.htmhttp://metabolismelink.freehostia.com/glikolisis_do.htm#glikolisishttp://c/Documents%20and%20Settings/MIcrosoft/My%20Documents/TUGAS%20SEKOLAH/BIOLOGI/Siklus%20Krebs%20dan%20Transpor%20Elektron_files/Siklus%20Krebs%20dan%20Transpor%20Elektron.htmhttp://metabolismelink.freehostia.com/glikolisis_do.htm#glikolisis

7/28/2019 36876038-katabolisme

7/17

2. Respirasi AnaerobDalam keadaan normal, organisme melakukan pembongkaran zat dengan cara oksidasi

biologi atau respirasi aerob, yaitu respirasi yang memerlukan oksigen bebas. Akan tetapi,

pada saat kadar oksigen terlalu rendah, oksidasi biologi tidak dapat berlangsung.

Misalnya, pada tumbuhan darat yang tanahnya tergenang air sehingga akar tidak dapat

melakukan respirasi aerob karena kadar oksigen dalam rongga tanah sangat rendah.

Pada manusia, kekurangan oksigen sering terjadi pada atlet-atlet yang berlari jarah jauh

dengan kencang. Atlet tersebut membutuhkan kadar oksigen yang lebih banyak daripada

yang diambil dari pernafasan. Dengan kurangnya oksigen dalam tubuh, maka proses

pembongkaran zat dilakukan dengan cara anaerob, yang disebut dengan fermentasi.Fermentasi tidak harus selalu dalam keadaan anaerob. Beberapa jenis mikroorganisme

mampu melakukan fermentasi dalam keadaan aerob, misalnya pada fermentasi asam

cuka.

Jika dibandingkan dengan respirasi, sebenarnya fermentasi ini sangat merugikan sel

karena dua alasan:

1. Sering dihasilkan senyawa yang merusak sel, misalnya alkohol.

2. Dari jumlah mol zat yang sama akan dihasilkan jumlah energi yang lebih

rendah/lebih sedikit.

Fermentasi diberi nama sesuai dengan jenis senyawa akhir yang dihasilkan. Berdasarkan

senyawa atau jenis zat yang dihasilkan, fermentasi dibedakan menjadi fermentasi asam

laktat dan fermentasi alkohol.

a. Fermentasi Asam LaktatPada sel hewan tingkat tinggi dan manusia, jika bekerja terlalu berat dan kebutuhan

oksigen untuk melakukan respirasi sel tidak cukup, maka senyawa asam piruvat dalam

sel otot akan direduksi menjadi asam laktat (asam lelah). Asam laktat adalah suatu

senyawa yang dapat menurunkan pH sampai pada suatu titik yang mengakibatkan

gangguan serius pada fungsi sel. Salah satu gangguan yang ditimbulkannya adalah

kelelahan, sehingga asam laktat sering disebut juga asam lelah.

http://metabolismelink.freehostia.com/fermentasi.htm#asam_cukahttp://metabolismelink.freehostia.com/fermentasi.htm#asam_cukahttp://metabolismelink.freehostia.com/fermentasi.htm#asam_laktathttp://metabolismelink.freehostia.com/fermentasi.htm#asam_laktathttp://metabolismelink.freehostia.com/fermentasi.htm#alkoholhttp://metabolismelink.freehostia.com/fermentasi.htm#alkoholhttp://metabolismelink.freehostia.com/fermentasi.htm#asam_laktathttp://metabolismelink.freehostia.com/fermentasi.htm#asam_laktathttp://metabolismelink.freehostia.com/fermentasi.htm#asam_cukahttp://metabolismelink.freehostia.com/fermentasi.htm#asam_cuka

7/28/2019 36876038-katabolisme

8/17

Proses glikolisis menghasilkan asam piruvat. Jika cukup oksigen, glikolisis akan

dilanjutkan dengan siklus Krebs. Bila kondisi anaerob (kurang oksigen) yang terjadi,

asam piruvat akan diubah menjadi asam laktat. Akibatnya, rantai transpor elektron tidak

terjadi karena tidak lagi menerima elektron dari NADH dan FADH2 yang dalam keadaan

aerob dihasilkan oleh siklus Krebs. Karena tidak terjadi penyaluran elektron, maka

NAD+ dan FAD yang mutlak diperlukan dalam siklus Krebs juga tidak terbentuk

sehingga daur Krebs terhenti. Reaksi ini merupakan suatu pemborosan, karena hanya 7%

dari energi yang terdapat pada asam piruvat yang dibebaskan. Meskipun fermentasi asam

laktat menghasilkan senyawa yang merugikan otot, tetapi poses ini menghasilkan ATP

bagi sel yang tidak dapat melakukan respirasi secara aerob. Pada fermentasi asam laktat

ini, dari satu molekul glukosa dihasilkan ATP sebanyak2 molekul. Secara sederhana,

fermentasi asam laktat berlangsung sebagai berikut.

Mungkin Anda heran mengapa didalam fermentasi asam laktat dapat dihasilkan energi.

Sebab kalau dipikir, molekul asam piruvat tidak lebih teroksidasi daripada molekul

glukosa. Jika rumus molekulnya diperhatikan, C3H4O3, maka seakan-akan apa yang

terjadi pada glikolisis hanyalah pemecahan molekul glukosa, (C6H12O6), menjadi dua

bagian (C3H6O3), yang kemudian kehilangan 2 elektronnya dalam bentuk 2 atom

hidrogen. Hal ini memang benar. Tetapi, penelitian lebih lanjut mengungkapkan bahwa

apa yang terjadi bukan sekedar itu. Satu ujung dari molekul asam piruvat (CH3)

sekarang lebih tereduksi daripada yang terdapat pada glukosa, sedangkan pada ujung

lainnya (COOH) lebih teroksidasi. Reaksi reduksi dan oksidasi inilah yang kemudian

membebaskan energi yang sedikit tersebut.

b. Fermentasi AlkoholBeberapa organisme seperti Saccharomyces dapat hidup, baik dalam kondisi

lingkungan cukup oksigen maupun kurang oksigen. Organisme yang demikian disebut

aerob fakultatif. Dalam keadaan cukup oksigen, Saccharomyces akan melakukan

respirasi biasa. Akan tetapi, jika dalam keadaan lingkungan kurang

oksigen Saccharomyces akan melakukanfermentasi.

Dalam keadaan anaerob, asam piruvat yang dihasilkan oleh proses glikolisis akandiubah menjadi asam asetat dan CO2. Selanjutnya, asam asetat diubah menjadi alkohol.

7/28/2019 36876038-katabolisme

9/17

Proses perubahan asam asetat menjadi alkohol tersebut diikuti pula dengan perubahan

NADH menjadi NAD+. Dengan terbentuknya NAD+, peristiwa glikolisis dapat terjadi

lagi. Dalam fermentasi alkohol ini, dari satu mol glukosa hanya dapat dihasilkan 2

molekul ATP. Fermentasi alkohol, secara sederhana, berlangsung sebagai berikut.

Sebagaimana halnya fermentasi asam laktat, reaksi ini merupakan suatu pemborosan.

Sebagian besar dari energi yang terkandung di dalam glukosa masih terdapat di dalam

etanol, karena itu etanol sering dipakai sebagai bahan bakar mesin. Reaksi ini, seperti

fermentasi asam laktat, juga berbahaya. Ragi dapat meracuni dirinya sendiri jika

konsentrasi etanol mencapai 13% (Hal ini menjelaskan kadar maksimum alkohol pada

minuman hasil fermentasi seperti anggur).

7/28/2019 36876038-katabolisme

10/17

CATABOLISM

Catabolism is a process of decomposing a complex molecule into the simple molecule

ones with the assistance of enzyme. In this process, the energy is produced so that catabolism

could also be referred as exergonic reactions. Nevertheless, the energy could not be employed

directly by cells until it is changed first into adenosine triphosphate (ATP). ATP is an energy

source that could be used directly by cells. An example of catabolism is respiration.

The entire cells of living things ; plants, animals, as well as human being do respiration.

Respiration is a decomposition process of nutrients that produce energy. The energy is the

chemical one released from living cells. The body uses the energy to do activities.

Respiration constitutes an oxidation reaction taking place within the mitochondria. Based on

the needs for oxygen as an acceptor (hydrogen receptor), respiration is divided into aerobic

and anaerobic respirations.

1. Aerobic RespirationAn aerobic respiration is the one that uses free oxygen to decompose compounds. The

free oxygen is used as a hydrogen acceptor. The oxygen needed in an aerobic respiration

derives from the air. In the general, an aerobic respiration utilizes glucose as its raw

material. The energy generated in an aerobic respiration is of 38 ATP. In addition to

produce energy, aerobic respiration generates as well carbon dioxide and aqueous vapour.

In reality, the occurred reactions of an aerobic respiration is not that simple. From

beginning of the reaction to the formation of the energy, an aerobic respiration passes

through three stages, namely glycolysis, the Krebs cycle and transport electron.

7/28/2019 36876038-katabolisme

11/17

a. Glycolysis

Glycolysis is the process of changing the molecular energy sources, i.e glucose which

has 6 atoms C into simpler compounds, i.e pyruvic acid which has 3 atoms of C. This

reaction takes place in the cytosol (cytoplasm). Reactions of glycolysis have nine stages

of the reaction catalyzed by certain enzymes, but will not be discussed here the enzymes

that play a role in this process of glycolysis. Of the nine stages of these reactions can be

grouped into two phases, namely the energy investment phase, ie from stage 1 to stage 4,

and energy expenditure, ie from stage 5 to stage 9.

First, the glucose gets one additional phosphate group from one molecule of ATP,

which then changed to ADP, forming glucose 6-phosphate. After that, glucose 6-

phosphate modified by the enzyme into isomers, namely fructose 6-phosphate. One

7/28/2019 36876038-katabolisme

12/17

molecule of ATP which provides for a phosphate group to fructose 6-phosphate, which

makes ATP into ADP and fructose 6-phosphate to fructose 1,6-diphosphate. Then,

fructose 1,6-diphosphate split into two compounds are isomers of each other mutually,

that is dihydroxy acetone phosphate and PGAL (fosfogliseraldehid or gliseraldehid 3-

phosphate). Stages of the above reaction was called a phase of energy investment.

Furthermore, dihydroxy acetone phosphate and PGAL each having oxidation and

reduction of NAD +, forming NADH, and having the addition of inorganic phosphate

molecule (Pi) to form 1,3-diphosphoglyceric. Then each 1.3-diphosphoglyceric fired a

phosphate group and turned into a three-Phosphoglyceric, where the phosphate groups are

removed by each 1.3-diphosphoglyceric transferred to two molecules forming two

molecules of ADP and ATP. After that, three-Phosphoglyceric suffered isomerization into

2-Phosphoglyceric. After a two-Phosphoglyceric, a molecule of water from each 2-

Phosphoglyceric separated, resulting in fosfoenolpiruvat. Finally, each fosfoenolpiruvat

final release phosphate groups, which was subsequently accepted by the two molecules of

ADP to form ATP, and transformed into pyruvic acid.

Any solution to a glucose molecule in glycolysis reaction will result in gross product

in the form of two molecules of pyruvic acid, two molecules of NADH, four ATP

molecules, and two water molecules. However, at the beginning of this reaction has been

used in two molecules of ATP, so the net result of this reaction is two molecules of

pyruvic acid (C3H4O3), two molecules of NADH, two molecules of ATP, and two water

molecules. Please note, the inclusion of water as a result of glycolysis is optional, because

there are other sources that do not contain water as a result of glycolysis.

a. Krebs CycleKrebs cycle is the next stage of cellular respiration. Krebs cycle is the reaction

between acetyl co-A with oxaloacetic acid, which then form citric acid. Krebs cycle is

also called the citric acid cycle, because it illustrates the first step of the cycle, namely

the unification of acetyl co-A with oxaloacetic acid to form citric acid.

First, acetyl co-A results from the reaction between (oxidative decarboxylation) into

the cycle and joining with oxaloacetic acid to form citric acid. After the "lead" acetyl

enter into the Krebs cycle, co-A separate themselves from the acetyl and out of the cycle.

Then, citric acid and decrease with the addition of one water molecule forming isositrat

7/28/2019 36876038-katabolisme

13/17

acid. Then, isositrat acid oxidation by removing H + ions, which then reduces NAD + to

NADH, and releases one molecule of CO2 and acid forming a-ketoglutarat (read:

ketoglutarat alpha acid). After that, acid ketoglutarat re-releasing a single molecule of

CO2, and oxidized with the release of H + ions are again reducing NAD + to NADH. In

addition, the acid a-ko ketoglutarat get an additional one-A and form a co-A suksinil.

Once formed suksinil co-A, a molecule co-A again leave the cycle, forming succinic acid.

A co-disposal and co-A suksinil changes into succinic acid produces enough energy to

incorporate a single molecule of ADP and inorganic phosphate groups into one molecule

of ATP. Then, succinic acid oxidation and release two H + ions, which was subsequently

accepted by the FAD and FADH2 formed, and Fumaric acid is formed. One molecule of

water is then added to the acid fumarate and cause changes in the composition (bonding)

substrate on the acid fumarate, acid fumarate therefore transformed into malic acid.

Finally, the malic acid oxidation and re-release one H + ion, which was subsequently

accepted by NAD + and NADH to form, and oxaloacetic acid re-formed. Oxaloacetic

acid can then be re-bind the acetyl co-A and back through the Krebs cycle.

From this the Krebs cycle, from every molecule of glucose will produce 2 ATP, 6

NADH, 2 FADH2, and four CO2. Subsequently, NADH and FADH2 molecules formed

will undergo final series of aerobic respiration, ie electron transport chain.

7/28/2019 36876038-katabolisme

14/17

b. Transport ElectronElectron transport chain is the last stage of the reaction of aerobic respiration.

Electron transport chain systems are often referred to as respiration or oxidation of the

terminal system. Electron transport take place at the crest (the membrane) in the

mitochondria. Molecules that play an important role in this reaction is NADH and

FADH2, are produced in the reaction of glycolysis, oxidative decarboxylation, and the

Krebs cycle. In addition, other molecules that also play a role is the oxygen molecule,

coenzyme Q (Ubiquinone), cytochrome b, cytochrome c and cytochrome a.

First, NADH and FADH2

oxidation, and high-energy electrons

originating from the oxidation reaction

is transferred to coenzyme Q. Energy

produced when NADH and FADH2 to

release electrons is large enough to

unite the ADP and inorganic phosphate

to ATP. Then coenzyme Q is oxidized

by the cytochrome b. In addition to

releasing electrons, coenzyme Q is also

releasing two H + ions. After that

cytochrome b is oxidized by

cytochrome c. Energy generated from

the process of oxidation of cytochrome

b by cytochrome c also produces

enough energy to unify ADP and

inorganic phosphate to ATP. Then

cytochrome c reduced cytochrome a, and this is the end of the electron transport chain.

Cytochrome a can then be oxidized by an oxygen atom, which is the most electronegative

substance in the chain, and is the final electron acceptor.

After receiving electrons from cytochrome a, the oxygen is then merged with the H

+ ions generated from the oxidation of coenzyme Q by cytochrome b form water (H2O).

Oxidation of the latter is yet again produced a large enough energy to be able to unite the

7/28/2019 36876038-katabolisme

15/17

organic phosphate group of ADP and to ATP. So, overall there are three places on the

electron transport that produces ATP.

Since the reaction of glycolysis to the Krebs cycle, NADH and FADH2 has

produced as many as 10 and the two molecules. In this electron transport, the ten

molecules of NADH and FADH2 are the two oxidized molecules. With the following

reaction:

Each oxidation of NADH to produce approximately 3 ATP, and approximately two ATPs

for each FADH2 oxidation. So, in the electron transport generated roughly 34 ATP. Plus

the result of glycolysis and the Krebs cycle, the overall reaction of cellular respiration

produces 38 ATP total of one molecule of glucose. However, because it takes two ATP

for active transport, then the net result of all cellular respiration is 36 ATP.

2. Anaerobic RespirationUnder normal circumstances, organisms perform dismantling of biological substances by

oxidation or aerobic respiration, ie respiration, which requires free oxygen. However,

when oxygen levels are too low, biological oxidation can not take place. For example, in

land plants whose land is under water so the roots can not do aerobic respiration because

oxygen levels in the soil cavity is very low.

In humans, lack of oxygen often occurs in athletes who ran away with the racing history.

Athletes will need more oxygen content than that derived from respiration. With a lack

of oxygen in the body, then decommissioning process was carried out by anaerobic

substance, which is called fermentation. Fermentation is not necessarily in anaerobic

conditions. Several types of microorganisms capable of aerobic fermentation in the

circumstances, e.g in the fermentation of vinegar.

When compared with respiration, fermentation is actually very harmful cells for two

reasons:

7/28/2019 36876038-katabolisme

16/17

1. Frequently produced compounds that damage cells, such as alcohol.

2. From the number of moles of the same will produce a lower amount of energy / less.

Fermentation are named according to the type of final compounds produced. Based on

the types of compounds or substances that are produced, the fermentation is divided into

lactic acid fermentation and alcoholic fermentation.

a. Lactic Acid FermentationAt high levels of animal cells and human, if you work too hard and needs oxygen to

perform cellular respiration were not enough, then the compound pyruvic acid in muscle

cells would be reduced to lactic acid (sour tired). Lactic acid is a compound that can

lower the pH to a point that resulted in serious disruption in cell function. One of the

resulting disorder is fatigue, so that lactic acid is often called acid also tired.

The process of glycolysis produces pyruvic acid. If sufficient oxygen, glycolysis is

followed by the Krebs cycle. When anaerobic conditions (lack of oxygen) that occur,

pyruvic acid is converted into lactic acid. As a result, the electron transport chain does not

occur due to no longer receive the electrons from NADH and FADH2 that in aerobic

conditions produced by the Krebs cycle. Because the electron distribution does not occur,

then the NAD + and FAD are absolutely necessary in the Krebs cycle is also not formed

so that the Krebs cycle stopped. This reaction is a waste, because only 7% of the energy

contained in the pyruvic acid that is liberated. Although lactic acid fermentation to

produce compounds that harm the muscles, but this poses for the cell to produce ATP that

can not be done by aerobic respiration. In this lactic acid fermentation, one molecule of

glucose produced as many as two molecules of ATP. Simply put, lactic acid fermentation

took place as follows.

Maybe you wonder why in the fermentation of lactic acid can be produced energy.

Because if you think about, pyruvic acid molecules are not more oxidized than glucose

molecules. If the observed molecular formula, C3H4O3, would be as if what happened onglycolysis is only solution to the glucose molecule (C6H12O6), into two parts (C3H6O3),

7/28/2019 36876038-katabolisme

17/17

which then loses two electrons in the form of two hydrogen atoms. This is indeed true.

However, further research revealed that what happened is not just that. One end of the

molecules of pyruvic acid (-CH3), now there are more reduced than glucose, whereas at

the other end (-COOH) is more oxidized. Reduction and oxidation reactions is then free

up the energy a bit.

b. Alcohol FermentationSome organisms such as Saccharomyces can live, whether in the environmental

conditions of sufficient oxygen or less oxygen. Such organisms called facultative aerobes.

In an adequate oxygen, Saccharomyces will conduct regular respiration. However, if the

environmental situation is less oxygen in Saccharomyces will melakukanfermentasi.

In anaerobic conditions, pyruvic acid produced by glycolysis is converted to acetic

acid and CO2. Furthermore, acetic acid converted into alcohol. The process of change in

acetic acid to alcohols was followed by changes in NADH into NAD +. With the

formation of NAD +, glycolysis events could happen again. In alcohol fermentation, from

one mole of glucose can be produced only two molecules of ATP. Alcohol fermentation,

in a simple, runs as follows.

As lactic acid fermentation, this reaction is an extravagance. Most of the energy contained

in glucose is still present in the ethanol, because ethanol is often used as fuel engine. This

reaction, such as lactic acid fermentation, also dangerous. Yeast can be poisoned himself

if the concentration of ethanol reached 13% (This explains the maximum concentration of

alcohol in fermented beverages such as wine).