Glikolisis: pengertian, proses, tempat, produk, fungsi, enzim, reaksi kimia

Glikolisis berasal dari kata-kata Yunani (glykys = gula dan lysis = pemecahan). Ini adalah jalur katabolik universal dalam sel hidup. Glikolisis dapat didefinisikan sebagai urutan reaksi untuk pemecahan Glukosa (molekul 6-karbon) menjadi dua molekul asam piruvat (molekul 3-karbon) dalam kondisi aerob; atau laktat dalam kondisi anaerob bersama dengan produksi sejumlah kecil energi. Glikolisis adalah proses memecah glukosa menjadi dua molekul piruvat. Ini menghasilkan ATP dan merupakan tahap pertama dari respirasi seluler.

Tempat Glikolisis

Dimana tempat terjadinya proses glikolisis? Reaksi glikolisis berlangsung dalam sitoplasma dari hampir semua sel tubuh.

Jenis-jenis Glikolisis

Ada dua jenis glikolisis.

  • Glikolisis Aerobik: Ini terjadi ketika oksigen berlimpah. Produk akhir adalah piruvat bersama dengan produksi delapan molekul ATP.
  • Glikolisis anaerob: Terjadi ketika oksigen langka. Hasil akhir adalah laktat bersama dengan produksi dua molekul ATP.

Proses glikolisis

Glikolisis dapat terjadi dengan atau tanpa oksigen. Di hadapan oksigen, glikolisis adalah tahap pertama dari respirasi seluler. Dengan tidak adanya oksigen, glikolisis memungkinkan sel untuk membuat sejumlah kecil ATP melalui proses fermentasi. Glikolisis terjadi di sitosol sitoplasma sel. Namun, tahap selanjutnya dari respirasi seluler, yang dikenal sebagai siklus asam sitrat, terjadi dalam matriks mitokondria sel. Di bawah ini adalah 10 langkah proses glikolisis secara ringkas:

Langkah 1: Penyerapan dan Fosforilasi Glukosa

Enzim heksokinase fosforilase- menambahkan gugus fosfat ke – glukosa dalam sitoplasma sel. Dalam prosesnya, gugus fosfat dari ATP ditransfer ke glukosa yang menghasilkan glukosa 6-fosfat. Persamaan reaksi kimianya adalah:glikolisis langkah 1

  • Glukosa difosforilasi untuk membentuk glukosa-6-fosfat.
  • Reaksi dikatalisis oleh enzim spesifik glukokinase dalam sel hati dan oleh enzim non spesifik heksokinase dalam hati dan jaringan ekstrahepatik. Enzim membelah ATP menjadi ADP, dan Pi ditambahkan ke glukosa.
  • heksokinase adalah enzim glikolitik kunci. heksokinase mengkatalisasi langkah regulasi dalam glikolisis yang tidak dapat diubah.
  • heksokinase, seperti banyak kinase lainnya, membutuhkan Mg2 + untuk aktivitasnya.

Langkah 2: Isomerisasi Glukosa-6-Fosfat menjadi Fruktosa-6-Fosfat

Enzim fosfoglukoisomerase mengubah glukosa 6-fosfat menjadi isomer fruktosa 6-fosfat. Isomer memiliki rumus molekul yang sama, tetapi atom dari masing-masing molekul diatur secara berbeda. Persamaan kimia untuk langkah ini adalah:

glikolisis langkah 2

  • Glukosa-6-fosfat diisomerisasi menjadi fruktosa-6-fosfat oleh fosfoheksosa isomerase.
  • Reaksi ini melibatkan isomerisasi aldosa-ketosa yang dikatalisis oleh isomerase fosfoheksosa. Ada pembukaan cincin glukopiranosa glukosa-6-fosfat menjadi struktur linier yang kemudian berubah menjadi struktur cincin furanosa fruktosa-6-fosfat.

Langkah 3: Fosforilasi F-6-P menjadi Fruktosa 1,6-Bifosfat

Enzim fosfofruktokinase menggunakan molekul ATP lain untuk mentransfer gugus fosfat ke fruktosa 6-fosfat untuk membentuk fruktosa 1, 6-bifosfat. Persamaannya adalah:glikolisis langkah 3

  • Fruktosa-6-fosfat selanjutnya difosforilasi menjadi fruktosa 1,6-bifosfat.
  • Enzimnya adalah fosfofruktokinase-1. Ini mengkatalisis transfer gugus fosfat dari ATP ke fruktosa-6-fosfat.
  • Reaksinya tidak dapat dipulihkan.
  • Satu ATP digunakan untuk fosforilasi.
  • fosfofruktokinase-1 adalah enzim kunci dalam glikolisis yang mengatur pemecahan glukosa.

Langkah 4: Pembelahan Fruktosa 1,6-Bifosfat

Enzim aldolase membagi fruktosa 1, 6-bifosfat menjadi dua gula yang merupakan isomer satu sama lain. Kedua gula ini adalah Dihidroksiaseton fosfat dan Gliseraldehid 3-fosfat. Persamaan reaksi kimianya adalah:

glikolisis langkah 4

  • 6 karbon fruktosa-1,6-bifosfat dibelah menjadi dua 3 unit karbon; satu gliseraldehida-3-fosfat (GAP) dan molekul lain dihidroksi aseton fosfat (DHAP).
  • Enzim yang mengkatalisis reaksi adalah aldolase. Karena reaksi mundur adalah kondensasi aldol, enzim tersebut disebut aldolase.
  • Reaksinya dapat dibalik.

Langkah 5: Interkonversi dari Fosfat Triosa

Enzim Triosefosfat isomerase dengan cepat mengonversi molekul dihydroxyacetone phosphate dan glyceraldehyde 3-phosphate. Gliseraldehida 3-fosfat dihilangkan segera setelah dibentuk untuk digunakan pada langkah glikolisis berikutnya. Dua persamaan untuk langkah ini adalah:

glikolisis langkah 5

  • GAP berada di jalur langsung glikolisis, sedangkan DHAP tidak. Karenanya Triomer-fosfat isomerase mengubah DHAP menjadi GAP yang berguna untuk menghasilkan ATP.
  • Demikian hasil bersih adalah glukosa sekarang dibelah menjadi 2 molekul gliseraldehida-3-fosfat.
  • Reaksi ini cepat dan reversibel.

Langkah 6: Fosforilasi GAP oksidatif menjadi 1,3-Bisfosfogliserat

Enzim triose fosfat dehidrogenase memiliki dua fungsi dalam langkah ini. Pertama, enzim mentransfer hidrogen (H-) dari gliseraldehida fosfat ke zat pengoksidasi nicotinamide adenine dinucleotide (NAD +) untuk membentuk NADH. Selanjutnya, triose fosfat dehidrogenase menambahkan fosfat (P) dari sitosol ke fosfat gliseraldehida teroksidasi untuk membentuk 1, 3-bisfosfogliserat.

glikolisis langkah 6

  • Langkah pertama dalam fase hasil adalah oksidasi gliseraldehida 3-fosfat menjadi 1,3-bisfosfogliserat.
  • Reaksi ini dikatalisis oleh gliseraldehida 3-fosfat dehidrogenase.
  • Ini adalah reaksi yang menghasilkan energi. Reaksi jenis ini di mana gugus aldehida dioksidasi menjadi asam disertai dengan pembebasan sejumlah besar energi yang berpotensi bermanfaat. Selama reaksi ini, NAD + direduksi menjadi NADH.
  • Ini adalah reaksi yang dapat dibalik.

Langkah 7: Konversi dari 1,3-Bifosfogliseratke 3-fosfogliserat

Enzim phosphoglycerokinase mentransfer P dari 1,3-bisphosphoglycerate ke molekul ADP untuk membentuk ATP. Ini terjadi untuk setiap molekul 1,3-bisphosphoglycerate. Proses ini menghasilkan dua molekul 3-fosfogliserat dan dua molekul ATP. Persamaannya adalah:

glikolisis langkah 7

  • Enzim fosfogliserat kinase mentransfer gugus fosforil berenergi tinggi dari gugus karboksil 1,3-bisfosfogliserat ke ADP, membentuk ATP dan 3-fosfogliserat.
  • Ini adalah contoh unik di mana ATP dapat diproduksi di tingkat substrat tanpa berpartisipasi dalam rantai transpor elektron. Jenis reaksi di mana ATP terbentuk pada tingkat substrat disebut sebagai fosforilasi tingkat Substrat.

Langkah 8: Konversi dari 3-fosfogliserat ke 2-fosfogliserat

Enzim phosphoglyceromutase memindahkan P dari 3-phosphoglycerate dari karbon ketiga ke karbon kedua untuk membentuk 2-phosphoglycerate. Persamaannya adalah:

glikolisis langkah 8

  • 3-fosfat gliserat diisomerisasi menjadi 2-fosfat gliserat dengan menggeser gugus fosfat dari atom karbon ke-2.
  • Enzimnya adalah Fosfoglukomutase.
  • Ini adalah reaksi yang mudah dibalik.
  • Mg2 + sangat penting untuk reaksi ini.

Langkah 9: Dehidrasi 2-fosfogliserat menjadi fosfoenol piruvat

Enolase enzim menghilangkan molekul air dari 2-fosfogliserat untuk membentuk fosfoenolpiruvat (PEP). Ini terjadi untuk setiap molekul 2-fosfogliserat. Persamaannya adalah:

glikolisis langkah 9

  • 2-fosfogliserat dikonversi menjadi fosfoenol piruvat oleh enzim enolase.
  • Satu molekul air dihilangkan.
  • Ikatan fosfat berenergi tinggi diproduksi. Reaksinya dapat dibalik.
  • Enolase membutuhkan Mg ++.

Langkah 10: Konversi Fosfoenolpiruvat ke Piruvat

Enzim piruvat kinase mentransfer P dari PEP ke ADP untuk membentuk piruvat dan ATP. Ini terjadi untuk setiap molekul fosfoenolpiruvat. Reaksi ini menghasilkan dua molekul piruvat dan dua molekul ATP. Persamaannya adalah:

glikolisis langkah 10

  • Fosfoenol piruvat (PEP) didefosforilasi menjadi piruvat, oleh piruvat kinase.
  • PEP pertama dibuat menjadi perantara sementara enol piruvat; yang secara spontan di isomerkan menjadi keto piruvat, bentuk stabil piruvat.
  • Satu mol ATP dihasilkan selama reaksi ini. Sekali lagi ini adalah contoh fosforilasi tingkat substrat.
  • Piruvat kinase adalah enzim glikolitik kunci. Langkah ini tidak dapat diubah.

Hasil Energi dalam Glikolisis Aerobik

Langkah Enzim Sumber ATP (Dibentuk / dikonsumsi)
1 Heksokinase -1
3 fosfofruktokinase -1
6 triose fosfat dehidrogenase NADH (+3) x 2 = +6
7 Kinase fosfogliserat ATP (+1) x 2 = +2
10 Piruvat kinase ATP (+1) x 2 = +2
Hasil Bersih 8 ATP

Hasil Energi dalam Glikolisis Anaerob

Langkah Enzim Sumber ATP (Dibentuk / dikonsumsi)
1 Hexokinase -1
3 Phosphofructokinase -1
7 Phosphoglycerate kinase ATP (+1) x 2 = +2
10 Pyruvate kinase ATP (+1) x 2 = +2
Hasil bersih
2 ATPs

Fungsi glikolisis

Peranan Jalur Glikolisis:

  • Glikolisis adalah satu-satunya jalur yang terjadi di semua sel tubuh.
  • Glikolisis adalah satu-satunya sumber energi dalam eritrosit.
  • Dalam olahraga berat, ketika jaringan otot kekurangan oksigen yang cukup, glikolisis anaerob membentuk sumber energi utama untuk otot.
  • Jalur glikolitik dapat dianggap sebagai langkah awal sebelum oksidasi lengkap.
  • Jalur glikolitik memberikan kerangka karbon untuk sintesis asam amino non-esensial serta bagian gliserol lemak.
  • Sebagian besar reaksi jalur glikolitik bersifat reversibel, yang juga digunakan untuk glukoneogenesis.

Produk Glikolisis

Energi yang dibutuhkan pada awal glikolisis untuk membagi molekul glukosa menjadi dua molekul piruvat. Kedua molekul pergi ke tahap II respirasi selular. Energi untuk memecah glukosa disediakan oleh dua molekul ATP. Sebagai hasil glikolisis, energi dilepaskan, dan energi yang digunakan untuk membuat empat molekul ATP. Akibatnya, ada keuntungan bersih dua molekul ATP selama glikolisis. Selama tahap ini, elektron berenergi tinggi juga ditransfer ke molekul NAD + untuk menghasilkan dua molekul NADH, molekul-pembawa energi lain. NADH digunakan dalam tahap III respirasi selular untuk membuat lebih banyak ATP.

Glikolisis: pengertian, proses, tempat, produk, fungsi, enzim, reaksi kimia
Glikolisis: pengertian, proses, tempat, produk, fungsi, enzim, reaksi kimia 1

Glikolisis berasal dari kata-kata Yunani (glykys = gula dan lysis = pemecahan). Ini adalah jalur katabolik universal dalam sel hidup. Glikolisis dapat dide

Editor's Rating:
5
Glikolisis: pengertian, proses, tempat, produk, fungsi, enzim, reaksi kimia 2

Tinggalkan Balasan