RESPIRASI AEROB

Dalam respirasi aerob. Pertamakali glukosa sebagai bahan dasar mengalami fosfolarisasi, yaitu proses penambahan fosfat kepada molekul – molekul glukosa hingga menjadi fruktosa -1, 6 – difosfat. Pada fosforilasi , ATP dan ADP memgang peranan penting sebagai pengisi fosfat.Adapun pengubahan fruktosa – 1 , 6 – dipospat hingga akhirnya menjadi CO2 dan H2O dapat dibagi menjadi empat tahap , yaitu glikolisis, reaksi antara (dekarboksilasi oksidatif), siklus krebs, dan transfer elektron.

1. Glikolisis

      

Jalur metabolik glikolisis

1. Glukosa menjadi glukosa-6-fosfat.   Setelah sampai di sel, glukosa mengalami fosforilasi menjadi glukosa-6 fosfat dengan penambahan sebuah gugus fosfat (P) yang berasal dari satu molekul ATP ke karbon keenam glukosa.

2. Glukosa-6-fosfat menjadi fruktosa-6 fosfat. dalam reaksi ini, atom hydrogen dan oksigen disusun ulang untuk membentuk isomer glukosa-6 fosfat.    

3. Fruktosa-6 fosfat menjadi fruktosa1,6-difosfat. Penambahan gugus fosfat lain pada glukosa-6-fosfat dari molekul ATP kedua menghasilkan senyawa enam-karbon dengan gugus fosfat di kedua ujungnya.

4. Fruktosa 1,6-difosfat menjadi PGAL. Fruktosa1,6-difosfat diputus di antara karbon ketiga dan keempat untuk membentuk dua molekul gula tiga-karbon yang berbeda: gliseraldehid 3-fosfat (PGAL) dan dihidroksiaaseton fosfat yang merupakan isomer dan dapat diubah menjadi PGAL. Oleh karena itu, kedua molekul dapat disebut sebagai dua molekul PGAL.

5.  PGAL menjadi dua molekul difosfogliserat. Energi dihasilkan dari dua molekul PGAL pada proses selanjutnya menggunakan reaksi redoks.a. Dalam reaksi, dua elektron hidrogen dilepaskan dari setiap molekul PGAL, dan gugus

fosfat anorganik (Pi)ditambahkan ke setiap molekul PGAL.b. Electron hydrogen yang telah teroksidasi karena pelepasannya, diambil oleh akseptor

hydrogen, nikotinamida adenine.2PGAL + 2NAD + 2Pi (2) 1,3-difosfogliserat + 2NADH

6. Dua molekul difosfogliserat menjadi 2 molekul 3-fosfogliserat. Ikatan fosfat baru pada 1,3-difosfogliserat kaya akan energy. Jika fosfat dalam setiap molekul dipindahkan ke ADP, akan terbentuk 3-fosfogliserat dan 2 molekul ATP. Perpindahan energy dari senyawa yang mengandung fosfat ini dinamakan fosforilasi tingkat substrat.            

7. Pada reaksi selanjutnya 2 molekul 3-fosfogliserat menjalani penyusunan ulang internal yang merelokasi ikatan fosfat dan menggantinya dengan ikatan berenergi tinggi. satu molekul air dihasilkan dari setiap 2 molekul tersebut   dan setiap rekasi dibantu oleh enzim.

(2) 3-fosfogliserat (2)2-fosfogliserat(2) 2-fosfogliserat (2) 2-fosfoenolpiruvat  (PEP)

8. PEP menjadi piruvat. Gugus fosfat pada setiap molekul PEP dipindahkan ke ADP sehingga membentuk 2 ATP melalui fosforilasi tingkat substrat. Produk yang tersisa adalah dua molekul asam piruvat.

2 PEP + 2 ADP 2 piruvat + 2 ATP

Energy yang dihasilkan dalam proses glikolisis

a. Glikolisis menghasilkan 4 molekul ATP , karena 2 molekul telah terpakai pada penguraian glukosa menjadi glukosa-6 fosfat, maka hasil bersihnya adalah 2 molekul ATP.

b. Glikolisis juga menghasilkan 2 molekul koenzin NADH tereduksi, akseptor hydrogen, dan carrier energy. Electron hydrogen yang dibawa ini dapat dipakai untuk menyintesis lebih banyak ATP.

2. Reaksi Dekarboksilasi Oksidatif     Setelah glikolisis terjadi reaksi dekarboksilasi oksidatif, yaitu pengubahan asam piruvat menjadi 2 asetil KoA dan menghasilkan CO2 dan 2NADH2.

Molekul asam piruvat memasuki mitokondria dan teroksidasi pada kompartemen dalam, atau matriksnya. Asam piruvat 3-karbon akan tereduksi menjadi gugus asetil 2-karbon. Gugus ini yang disebut dengan asetil koenzim A atau asetil KoA.

3. Siklus Krebs ( Siklus Asam Sitrat)

Siklus krebs terjadi dimatriks mitokondria, dan asetil KoA diubah menjadi KoA. Asetil KoA bergabung dengan asam oksaloasetat membentuk asam sitrat. KoA dilepaskan sehingga memungkinkan untuk mengambil fragmen 2C lain dari asam piruvat.

                                                                 SIKLUS KREBS

    

Pembentukan asam sitrat terjadi diawal siklus krebs , sementara itu sisa dua karbon dari glukosa dilepaskan sebagai CO2. Energy yang dibutuhkan dilepaskan untuk menggabungkan fosfat dengan ADP untuk membentuk molekul ATP. Pada siklus krebs , pemecahan rantai karbon pada glukosa selesai, Jadi, sebagai hasil dari glikoslisis , reaksi dekarboksilasi oksidatif dan siklus krebs adalah pemecahan satu molekul glukosa 6 karbon menjadi 6 molekul 1 karbon, selain itu juga dihasilkan 2 molekul ATP dari glikolisis dan 2 ATP lagi dari siklus krebs. Setiap proses

akan melepaskan atom hidrogen yang ditranspor ke sistem transport electron oleh molekul pembawa .                                                        

4. Sistem transport electron

    Pada sistem transpor electron berlangsung pengepakan energy dari glukosa menjadi ATP.Reaksi ini terjadi didalam membaran dalam mitokondria, hydrogen dari siklus krebs yang tergabung dalam FADH2 dan NADH diubah menjadi elektorn dan proton.Pada sistem transport electron,oksigen adalah akseptor electron yang terakhir , setelah menerima electron , O2 akan bereaksi dengan H+ membentuk H2O. pada sistem ini dihasilkan 34 ATP.Jadi total ATP yang dihasilkan dari respirasi seluler adalah sebagai berikut:

Glikolisis                 2 NADH2 = 6 ATP                            2 ATPReaksi antara          2 NADH2 = 6 ATP Siklus Krebs           6 NADH2 = 18 ATP                           2 ATP                              2 FADH2 = 4 ATP

                        ------------------------------------                      ------------------

                                               34 ATP                            4 ATP