Katabolisme

1. Respirasi Aerob

Respirasi Aerob merupakan respirasi yang memerlukan oksigen. Respirasi anaerob berlangsung dalam empat proses yaitu glikolisis, dekarboksilasi oksidatif asam piruvat, siklus Krebs, dan transpor elektron.

a. Glikolisis

Glikolisis adalah peristiwa pemecahan satu molekul glukosa (6 atom C) menjadi asam piruvat (3 atom C). proses glikolisis terjadi di dalam sitoplasma. Hasil samping dari proses glikolisis berupa dua molekul asam piruvat, dua ATP, dan dua NADH dari setiap perubahan satu molekul glukosa.

Proses glikolisis terdiri dari beberapa tahapan, sebagai berikut :

Sumber Gambar : siswapedia.com

1. 1. Glukosa diubah menjadi glukosa 6-fosfat dengan bantuan enzim heksokinase. Reaksi ini memerlukan energi, sehingga ATP diubah menjadi ADP.

   2. Glukosa 6-fosfat diubah menjjadi fruktosa 6-fosfat dengan bantuan enzim fosfoglukisomerase.

   3. Dengan menggunakan energi dari hasil perubahan ATP menjadi ADP , fruktosa 6-fosfat diubah oleh enzim fosfofruktokinase menjadi fruktosa 1,6-bifosfat.

   4. Fruktosa 1,6-bifosfat (molekul berkarbon 6) diubah menjadi dua molekul berkarbon 3, yaitu gliseraldehid 3-fosfat (G3P atau PGAL).

   5. Terjadi perubahan gliseraldehid 3-fosfat menjadi 1,3-bifosfogliserat dengan bantuan enzim trisofosfat dehidrogenase. Pada tahap ini juga terjadi trasfer elektron sehingga NAD+ berubah menjadi NADH.

   6. 1,3-bifosfogliserat dengan bantuan dari enzim fosfogliserokinase diubah menjadi 3-gosfoglisertat (PGA). Pada tahap ini terbentuk 2 molekul ATP dengan menggunakan gugus fosfat yang berasal dari reaksi sebelumnya.

   7. 3-gosfoglisertat diubah menjadi 2-fosfogliserat dengan bantuan enzim fosfogliseromutase sehingga gugus fosfatnya berpindah.

   8. Terjadi pembentukan fosfoenol piruvat (PEP) dari 2-fosfogliserat dengan bantuan enizim enolase dan pembebasan 2 molekl air.

   9. Terjadi perubahan fosfoenol menjadi asam piruvat dengan bantuan dari enzim piruvatkinase dan menghasilkan 2 ATP.

b. Dekarboksilasi Oksidatif Asam Piruvat

Dekarbolsiasi oksidatif asam piruvat berlangsung di dalam mitokondria. pada proses ini terjadi perubahan asam piruvat menjadi molekul asetil-KoA. Asetil-KoA merupakan senyawa berkarbon dua. Dekarboksilasi oksidatif asam piruvat menghasilkan satu molekul NADH untuk setiap pengubahan molekul asam piruvat menjadi asetil-KoA yang kemudian akan digunakan pada tahapan siklis Krebs.

Sumber Gambar : edubio.info

c. Siklus Krebs

Nama siklus krebs berasal dari nama orang yang menemukan reaksi yaitu Hans Krebs. Siklus ini juga disebut sebagai siklus asam sitrat. Proses siklus krebs diawali dengan 2 molekul asam piruvat dari reaksi glikolisis yang kemuar dari sitoplasma kemudian masuk ke dalam mitokondria. Siklus krebs memiliki 3 fungsi, yaitu menghasilkan NADH, FADH, ATP serta membentuk oksaloasetat. Kegunaan okseloasetat ini berperan untuk siklus krebs berikutnya. Akhir reaksi siklus krebs dihasilkan 6 NADH, 2 FADH2, dan 2 ATP.

berikut ini tahapan pada siklus krebs sebagai berikut :

Sumber Gambar : kumparan.com

1. Asetil koenzim A (KoA) berikatan dengan asam oksaloasetat (molekul berkarbon 4) berikatan dan menghasilkan asam sitrat (molekul berkarbon 6). Koenzim A dilepas dan siap bergabung dengan asam piruvat yang lainnya.

2. Perubahan isositrat menjadi asam ketoglutarat melepaskan CO2 dan mengubah NAD+ menjadi NADH.

3. Perubahan asam ketoglutarat menjadi asam suksinat juga melepaskan CO2 dan mengubah NAD+ menjadi NADH. Serta terbentuk energi dari pembentukan ATP dari ADP.

4. Asam suksinat yang terbentuk bereaksi dengan FAD (Flarine Adenine Dinucleotida) dan membentuk asam malat dengan membebaskan FADH2 .

5. Asam malat kemudian bereaksi dengan NAD+ dan membentuk asam oksaloasetat dengan membebaskan NADH.

d. Transpor Elektron

Transpor elektron berlangsung di dalam membran mitokondria yang disebut dengan krista. Konsep kerja transpor elektron adalah peristiwa pemindahan elektron dan ion hidrogen (H+). Transpor elektron oksigen berperan sebagai penerima elektron terakhir, sehingga pada proses ini terbentuk H2O. Elektron pada transpor elektron berasal dari NADH dan FADH dari satu substrat ke substrat lain secara berani disertai pembentukan ATP melalui proses fosforilasi oksidatif. Fosforilasi oksidatif adalah proses penambahan gugus fosfat anorganik pada molekul ADP.

NADH dan FADH berfungsi sebagai senyawa pereduksi penghasil ion hidrogen. Setiap molekul NADH yang masuk pada traspor elektron akan menghasilkan 3 molekul ATP. molekul FADH2 menghasilkan 2 molekul ATP.

Berdasarkan hal tersebut, keseluruhan proses respirasi aerob menghasilkan 38 ATP, dengan uraian sebagai berikut :

1. Fermentasi Asam Laktat

Hasil akhir fermentasi ini merupakan asam laktat yang atau disebut juga asam susu. Fermentasi asam laktat dapat berlangsung pada tubuh manusia saat kekurangan oksigen. Proses fermentasi asam laktat berlangsung dengan glikolisis yang menghasilkan asam piruvat. Karena pada respirasi ini tidak terdapat oksigen, maka asam piruvat diubah menjadi asam laktat. Proses ini menyebabkan elektron tidak meneruskan perjalanannya dengan tidak menerima elektron dari NADH dan FAD. Keadaan tidak adanya perpindahan elektron menyebabkan NAD+ dan FAD yang diperlukan dalam siklus krebs tidak terbentuk. Hal ini berakibat reaksi siklus krebs berhenti. Fermentasi asam laktat di sektor industri biasa dimanfaatkan untuk pengolahan susu menjadi keju dan yogurt. Namun kelebihan asam laktat pada otot tubuh juga bisa menyebabkan efek kelelahan pada tubuh.

2. Fermentasi Alkohol

peristiwa pembebasan energi pada beberapa mikroorganisme terjadi karena asam piruvat diubah menjadi asam asetat dan CO2. Asam asetat tersebut diubah menjadi akohol. Peristiwa fermentasi alkohol mengubah NADH menjadi NAD+. Proses glikolisis dapat berlangsung dengan terbentuknya NAD+ tersebut. Asam piruvat akan selal tersedia sehingga dapat diubah menjadi energi. energi (ATP) yang dihasilkan dari satu molekul glukosa hanya 2 molekul ATP.