BIOKIMIA

Sabtu, 01 Maret 2014

MAKALAH GLIKOLISIS.doc

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Glikolisis adalah proses pemecahan glukosa pada tingkat sel. Pada makalah ini saya

menjelaskan tahap-tahap glikolisis yang detail setiap tahap dalam proses biokimia yang

merupakan bagian dari respirasi selular. Akan melalui sepuluh tahap akan memberi Anda

wawasan tentang bagaimana reaksi biokimia yang kompleks dan terkoordinasi dengan baik

dapat.

Glikolisis adalah rincian sistematis glukosa dan gula lain untuk kekuatan proses respirasi

selular. Ini adalah reaksi biokimia universal yang terjadi dalam setiap organisme uniseluler atau

multiseluler yang hidup respires aerobik dan anaerobik. Ada jalur metabolik di mana proses ini

terjadi. Tahap glikolisis yang saya hadir di sini merujuk pada jalur tertentu yang disebut embden-

Meyerhof-Parnus jalur. Proses ini adalah bagian kecil dari siklus respirasi seluler dan

metabolisme tubuh secara keseluruhan, diarahkan untuk menciptakan ATP (Adenosine

Triphosphate) yang merupakan mata uang energi tubuh.

B.     Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dalam makalah ini yaitu :

1.      Definisi glikolisis

2.      Tahapan glikolisis

3.      Proses Reaksi Glikolisis (respirasi aerob)

C.    Tujuan Penulisan

Tujuan penulisan pada makalah ini yaitu :

1.      Untuk mengetahui dan memahami definisi glikolisis

2.      Untuk mengetahui dan memahami definisi tahapan glikolisis

3.      Untuk mengetahui dan memahami definisi proses reaksi glikolisis (respirasi aerob)

BAB II

PEMBAHASAN

A.    Pengertian Glikolisis

Glikolisis adalah rangkaian reaksi kimia penguraian glukosa (yang memiliki 6 atom C)

menjadi asam piruvat (senyawa yang memiliki 3 atom C), NADH, dan ATP. NADH

(Nikotinamida Adenina Dinukleotida Hidrogen) adalah koenzim yang mengikat elektron (H),

sehingga disebut sumber elektron berenergi tinggi. ATP (adenosin trifosfat) merupakan senyawa

berenergi tinggi. Setiap pelepasan gugus fosfatnya menghasilkan energi. Pada proses glikolisis,

setiap 1 molekul glukosa diubah menjadi 2 molekul asam piruvat, 2 NADH, dan 2 ATP.

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: Dari skema tahapan glikolisis menunjukkan

bahwa energi yang dibutuhkan pada tahap penggunaan energi adalah 2 ATP. Sementara itu,

energi yang dihasilkan pada tahap pelepasan energi adalah 4 ATP dan 2 NADH. Dengan

demikian, selisih energi atau hasil akhir glikolisis adalah 2 ATP + 2 NADH.

Glikolisis adalah rincian sistematis glukosa dan gula lain untuk kekuatan proses respirasi

selular. Ini adalah reaksi biokimia universal yang terjadi dalam setiap organisme uniseluler atau

multiseluler yang hidup respires aerobik dan anaerobik. Ada jalur metabolik di mana proses ini

terjadi. Tahap glikolisis yang saya hadir di sini merujuk pada jalur tertentu yang disebut embden-

Meyerhof-Parnus jalur. Proses ini adalah bagian kecil dari siklus respirasi seluler dan

metabolisme tubuh secara keseluruhan, diarahkan untuk menciptakan ATP (Adenosine

Triphosphate) yang merupakan mata uang energi tubuh.

B.     Tahapan glikolisis

Glikolisis secara harfiah berarti pemecahan glukosa atau dekomposisi. Melalui proses ini,

satu molekul glukosa sepenuhnya dipecah untuk menghasilkan dua molekul asam piruvat, dua

molekul ATP dan dua NADH (Reduced nikotinamida adenin dinukleotida) radikal yang

membawa elektron yang dihasilkan. Butuh waktu bertahun-tahun penelitian melelahkan dalam

biokimia yang mengungkapkan tahap-tahap glikolisis yang membuat respirasi selular mungkin.

Berikut adalah berbagai tahap yang disajikan dalam urutan awal terjadinya dengan glukosa

sebagai bahan baku utama. Seluruh proses melibatkan sepuluh tahap dengan membentuk produk

pada setiap tahap dan setiap tahap diatur oleh enzim yang berbeda. Produksi berbagai senyawa di

setiap tahap menawarkan entry point yang berbeda ke dalam proses. Itu berarti, proses ini dapat

langsung mulai dari tahap peralihan jika senyawa yang reaktan pada tahap yang langsung

tersedia.

Tahap1: Fosforilasi Glukosa

Tahap pertama adalah fosforilasi glukosa (penambahan gugus fosfat). Reaksi ini

dimungkinkan oleh heksokinase enzim, yang memisahkan satu kelompok fosfat dari ATP

(Adenosine Triphsophate) dan menambahkannya ke glukosa, mengubahnya menjadi glukosa 6-

fosfat. Dalam proses satu ATP molekul, yang merupakan mata uang energi tubuh, digunakan dan

akan ditransformasikan ke ADP (Adenosin difosfat), karena pemisahan satu kelompok fosfat.

Reaksi keseluruhan dapat diringkas sebagai berikut:

Glukosa (C6H12O6) + + ATP heksokinase → Glukosa 6-Fosfat (C6H11O6P1) + ADP

Tahap 2: Produksi Fruktosa-6 Fosfat

Tahap kedua adalah produksi fruktosa 6-fosfat. Hal ini dimungkinkan oleh aksi dari

enzim phosphoglucoisomerase. Kerjanya pada produk dari tahap sebelumnya, glukosa 6-fosfat

dan berubah menjadi fruktosa 6-fosfat yang merupakan isomer nya (Isomer adalah molekul yang

berbeda dengan rumus molekul yang sama tetapi susunan berbeda dari atom). Reaksi seluruh

diringkas sebagai berikut:

Glukosa 6-Fosfat (C6H11O6P1) + Phosphoglucoisomerase (Enzim) → Fruktosa 6-Fosfat

(C6H11O6P1)

Tahap 3: Produksi Fruktosa 1, 6-difosfat

Pada tahap berikutnya, Fruktosa isomer 6-fosfat diubah menjadi fruktosa 1, 6-difosfat

dengan penambahan kelompok fosfat. Konversi ini dimungkinkan oleh fosfofruktokinase enzim

yang memanfaatkan satu molekul ATP lebih dalam proses. Reaksi ini diringkas sebagai berikut:

Fruktosa 6-fosfat (C6H11O6P1) + fosfofruktokinase (Enzim) + ATP → Fruktosa 1, 6-difosfat

(C6H10O6P2)

Tahap 4: Pemecahan Fruktosa 1, 6-difosfat

Pada tahap keempat, adolase enzim membawa pemisahan Fruktosa 1, 6-difosfat menjadi

dua molekul gula yang berbeda yang keduanya isomer satu sama lain. Kedua gula yang

terbentuk adalah gliseraldehida fosfat dan fosfat dihidroksiaseton. Reaksi berjalan sebagai

berikut:

Fruktosa 1, 6-difosfat (C6H10O6P2) + Aldolase (Enzim) → gliseraldehida fosfat (C3H5O3P1) +

Dihydroxyacetone fosfat (C3H5O3P1)

Tahap 5: interkonversi Dua Glukosa

Fosfat dihidroksiaseton adalah molekul hidup pendek. Secepat itu dibuat, itu akan diubah

menjadi fosfat gliseraldehida oleh enzim yang disebut fosfat triose. Jadi dalam totalitas, tahap

keempat dan kelima dari glikolisis menghasilkan dua molekul gliseraldehida fosfat.

Dihidroksiaseton fosfat (C3H5O3P1) + Triose Fosfat → gliseraldehida fosfat (C3H5O3P1)

Tahap 6: Pembentukan NADH & 1,3-Diphoshoglyceric

Tahap keenam melibatkan dua reaksi penting. Pertama adalah pembentukan NADH dari

NAD + (nicotinamide adenin dinukleotida) dengan menggunakan enzim dehydrogenase fosfat

triose dan kedua adalah penciptaan 1,3-diphoshoglyceric asam dari dua molekul gliseraldehida

fosfat yang dihasilkan pada tahap sebelumnya. Reaksi keduanya adalah sebagai berikut:

Fosfat dehidrogenase Triose (Enzim) + 2 NAD + + 2 H-→ 2NADH (Reduced nicotinamide

adenine dinucleotide) + 2 H +

Triose fosfat dehidrogenase gliseraldehida fosfat + 2 (C3H5O3P1) + 2P (dari sitoplasma) → 2

molekul asam 1,3-diphoshoglyceric (C3H4O4P2)

Tahap 7: Produksi ATP & 3-fosfogliserat Asam

Tahap ketujuh melibatkan penciptaan 2 molekul ATP bersama dengan dua molekul 3-

fosfogliserat asam dari reaksi phosphoglycerokinase pada dua molekul produk 1,3-

diphoshoglyceric asam, dihasilkan dari tahap sebelumnya.

2 molekul asam 1,3-diphoshoglyceric (C3H4O4P2) + + 2ADP phosphoglycerokinase → 2

molekul 3-fosfogliserat acid (C3H5O4P1) + 2ATP (Adenosine Triphosphate)

Tahap 8: Relokasi Atom Fosfor

Tahap delapan adalah reaksi penataan ulang sangat halus yang melibatkan relokasi dari atom

fosfor dalam 3-fosfogliserat asam dari karbon ketiga dalam rantai untuk karbon kedua dan

menciptakan 2 - asam fosfogliserat. Reaksi seluruh diringkas sebagai berikut:

2 molekul 3-fosfogliserat acid (C3H5O4P1) + phosphoglyceromutase (enzim) → 2 molekul

asam 2-fosfogliserat (C3H5O4P1)

Tahap 9: Penghapusan Air

The enolase enzim datang ke dalam bermain dan menghilangkan sebuah molekul air dari 2-

fosfogliserat acid untuk membentuk asam yang lain yang disebut asam phosphoenolpyruvic

(PEP). Reaksi ini mengubah kedua molekul 2-fosfogliserat asam yang terbentuk pada tahap

sebelumnya.

2 molekul asam 2-fosfogliserat (C3H5O4P1) + enolase (enzim) -> 2 molekul asam

phosphoenolpyruvic (PEP) (C3H3O3P1) + H2O 2

Tahap 10: Pembentukan piruvat Asam & ATP

Tahap ini melibatkan penciptaan dua molekul ATP bersama dengan dua molekul asam piruvat

dari aksi kinase piruvat enzim pada dua molekul asam phosphoenolpyruvic dihasilkan pada tahap

sebelumnya. Hal ini dimungkinkan oleh transfer dari atom fosfor dari asam phosphoenolpyruvic

(PEP) untuk ADP (Adenosin trifosfat).

2 molekul asam phosphoenolpyruvic (PEP) (C3H3O3P1) + + 2ADP kinase piruvat (Enzim) →

2ATP + 2 molekul asam piruvat.

Seperti yang Anda lihat, semua tahap sebagian besar melibatkan manipulasi kelompok fosfat dan

kemudian atom fosfor yang dimungkinkan oleh berbagai enzim dalam sitoplasma. Enzim seperti

katalis yang membuat reaksi mungkin dan kemudian melepaskan diri.

C.    Proses Reaksi glikolisis (respirasi aerob)

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:

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.

 

Gambar 2.7 Reaksi glikolisis

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 2×3-

asam 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.

Jika Anda amati lebih cermat lagi, Anda akan mengetahui pada tahapan mana sajakah

energi ( ATP) dibentuk. Nah, proses pembentukan ATP inilah 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:

Glukosa + 2ADP + 2Pi + 2NAD+ → 2 Piruvat + 2H2O + 2ATP + 2NADH + 2H+

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 macam-macam 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.

BAB IIPENUTUP

A.    Kesimpulan

Berdasarkan uraian pembahasan di atas maka kesimpulan dari makalah ini adalah

Glikolisis secara harfiah berarti pemecahan glukosa atau dekomposisi. Melalui proses ini, satu

molekul glukosa sepenuhnya dipecah untuk menghasilkan dua molekul asam piruvat, dua

molekul ATP dan dua NADH (Reduced nikotinamida adenin dinukleotida) radikal yang

membawa elektron yang dihasilkan.

B.     Saran

Dari uraian makalah ini disarankan kepada para pembaca khususnya mahasiswa

yang memprogramkan mata kuliah yang terkait dengan isi makalah ini agar sebaiknya mencari

literature lain baik dari beberapa referensi buku maupun internet agar materi ini dapat

dikembangkan lebih luas dengan harapan wawasan dapat bertambah mengenai Glikolisis.