TUGAS BIOLOGI SEL
NAMA
: AINI RIZKIANA
NIM
: 1005015068
KELAS
: REGULER PAGI B
JURUSAN
: PENDIDIKAN BIOLOGI 2010
TOPIK :
GLIKOLISIS
TANGGAL
: 29 april 2012
MATERI :
Glikolisis adalah
serangkaian reaksi biokimia di mana glukosa dioksidasi menjadi molekul asam
piruvat. Glikolisis adalah salah satu proses metabolisme yang paling universal
yang kita kenal, dan terjadi (dengan berbagai variasi) di banyak jenis sel
dalam hampir seluruh bentuk organisme. Proses glikolisis sendiri menghasilkan
lebih sedikit energi per molekul glukosa dibandingkan dengan oksidasi aerobik
yang sempurna. Energi yang dihasilkan disimpan dalam senyawa organik berupa
adenosine triphosphate atau yang lebih umum dikenal dengan istilah ATP dan NADH.
Lintasan glikolisis
yang paling umum adalah lintasan Embden-Meyerhof-Parnas (bahasa Inggris: EMP
pathway), yang pertama kali ditemukan oleh Gustav Embden, Otto Meyerhof dan
Jakub Karol Parnas. Selain itu juga terdapat lintasan Entner–Doudoroff yang
ditemukan oleh Michael Doudoroff dan Nathan Entner terjadi hanya pada sel
prokariota, dan berbagai lintasan heterofermentatif dan homofermentatif.
Ringkasan reaksi glikolisis pada lintasan EMP adalah
sebagai berikut:[1][2]
Sedangkan ringkasan reaksi dari glikolisis, siklus
asam sitrat dan fosforilasi oksidatif adalah:[3
Asam piruvat
(CH3COCO2H) adalah sebuah asam alfa-keto yang memiliki peran penting dalam
proses-proses biokimia. Anionkarboksilat dari asam piruvat disebut piruvat.
Asam piruvat adalah cairan tak berwarna, dengan bau yang mirip asam asetat.
Asam piruvat bercampur dengan air, dan larut dalam etanol dan dietil eter. Di
laboratorium, asam piruvat dibuat dengan cara memanaskan campuran asam tartarat
dengan kalium bisulfat, atau melalui hidrolisis asetil sianida, yang dibuat
melalui reaksi asetil klorida dan kalium sianida:
CH3COCl + KCN → CH3COCN
CH3COCN → CH3COCOOH
Piruvat adalah suatu
senyawa kimia yang penting dalam biokimia. Senyawa ini merupakan hasil
metabolisme glukosa yang disebutglikolisis. Sebuah molekul glukosa terpecah
menjadi dua molekul asam piruvat, yang kemudian digunakan untuk menghasilkan
energi. Jika tersedia cukup oksigen, maka asam piruvat diubah menjadi
asetil-KoA, yang kemudian diproses dalam siklus Krebs. Piruvat juga dapat
diubah menjadi oksaloasetat melalui reaksi anaploretik yang kemudian dipecah
menjadi molekul-molekul karbon dioksida. Nama siklus ini diambil dari ahli
biokimia Hans Adolf Krebs, pemenang Hadiah Nobel 1953 bidang fisiologi, karena
ia berhasil mengidentifikasi siklus tersebut).
Jika tidak tersedia
cukup oksigen, asam piruvat dipecah secara anaerobik, menghasilkan asam laktat
pada hewan dan manusia, atau etanol pada tumbuhan. Piruvat diubah menjadi
laktat menggunakan enzim laktatdehidrogenase dan koenzim NADH melalui
fermentasi laktat, atau menjadi asetaldehida dan lalu etanol melalui fermentasi
alkohol.
Asam piruvat juga dapat diubah menjadi karbohidrat melalui
glukoneogenesis, menjadi asam lemak atau energi melalui asetil-KoA, menjadi
asam amino alanin dan juga menjadi etanol
Lintasan glikolisis
yang paling umum adalah lintasan Embden-Meyerhof-Parnas (bahasa Inggris: EMP
pathway), yang pertama kali ditemukan oleh Gustav Embden, Otto Meyerhof dan
Jakub Karol Parnas. Selain itu juga terdapat lintasan Entner–Doudoroff yang
ditemukan oleh Michael Doudoroff dan Nathan Entner terjadi hanya pada sel
prokariota, dan berbagai lintasan heterofermen-tatif dan homofermentatif (Bruce
Albert dkk, 2002)
Didalam sel,
katabolisme glukosa, fruktosa dan galaktosa pertama kali dilakukan oleh
enzim-enzim glikolisis yang larut dalam sitoplasma. Glikolisis (gluko= glukosa:
lisis = penguraian) adalah proses penguraian karbohidrat (glukosa ) menjadi
piruvat. Reaksi penguraian ini terjadi dalam keadaan ada atau tanpa oksigen.
Bila ada oksigen, asam piruvat akan dioksidasi lebih lanjut menjadi CO2dan air,
misalnya pada hewan, tanaman dan banyak sel mikroba yang berada pada kondisi
aerobic. Bila tanpa oksigen, asam piruvat akan dirubah menjadi etano
l(fermentasi alcohol) pada ragi atau menjadi asam laktat pada otot manusia yang
berkontraksi. Tiap proses glikolisis menggunakan enzin tertentu (Anna
Poedjiadi, 1994).
Glikolisis secara
harfiah berarti pemecahan glukosa. Jalur glikolisis ditemukan di dalam sitosol
dari sel, mempunyai dua peran; pemecahan monosakarida untuk menghasilkan energi
dan menyediakan satuan pembentuk untuk sintesa senyawa yang diperlukan sel
seperti gliserol untuk sintesa trigliserida atau lemak. Sebelum glikolisis
dapat berlangsung, sebuah sel harus memperoleh glukosa. Hanya beberapa jenis
sel seperti sel-sel hati dan buah pinggang (kidney) yang dapat menghasilkan
glukosa dari asam amino, dan hanya hati dan sel-sel jaringan menyimpan glukosa
dalam jumlah besar. Glukosa ini disimpan sebagai glikogen. Hati dan jaringan
memecahkan glikogen menjadi glukosa (atau bentuk monosakarida lain). Sel-sel
badan lainnya harus memperoleh glukosa dari sirkulasi darah, sehingga badan
perlu mempertahankan suatu konsentrasi yang relatif tetap dari glukosa darah
supaya dapat hidup. Hasil glikolisis adalah dua unit senyawa yang mengandung
tiga atom karbon yaitu asam piruvat. Sebagian sel-sel mengubah asam piruvat
menjadi asam laktat.
Glikolisis dimulai
dengan penambahan satu gugus fospat ke glukosa, sehingga menjadi lebih reaktif.
Satu gugus fospat yang lainnya di tambahkan ke senyawa glukosa-fospat yang baru
terbentuk yang kemudian dipecah menjadi senyawa karbon yang mengandung tiga
atom karbon. Senyawaan ini diubah melalui serangkaian tahapan menjadi dua
molekul piruvat. Maka dalam glikolisis sebuah sel memulai dengan satu molekul
glukosa dan menghasilkan dua molekul yang mengandung tiga atom karbon yakni
piruvat. Di dalam proses ini empat hidrogen(mengandung total empat elektron)
dikeluarkan dan empat ATP terbentuk. Elektron dan hidrogen ditangkap oleh
pembawa (carrier) dalam hal ini NAD. Setiap NAD (bentuk teroksidasi) menerima
dua elektorn dan satu ion hidrogen, menghasilkan NADH + H+ (bentuk tereduksi).
Maka salah satu hasil akhir dari glikolisis adalah juga sintesa dari dua NADH +
H+, dengan pelepasan dua ion hidrogen.
Di dalam glikolisis,
reaksi pertama melibatkan satu ATP menyumbangkan satu gugus fospat ke glukosa.
Pada tahap ketiga, satu lagi ATP digunakan menambah satu gugus fospat kedua.
Maka untuk memulai jalur ini, satu sel memakai dua ATP. Pada saat molekul yang
mengandung tiga atom karbon diubah menjadi piruvat, masing-masing menghasilkan
dua ATP, sehingga total ada 4 ATP. Energi bersih yang dihasilkan sejauh ini
dari glikolisis adalah dua ATP, karena dua ATP digunakan didalam proses dan
empat ATP di hasilkan. Masih ada ATP yang akan terbentuk; ini hanya menyatakan
sebanyak 5% dari total produksi ATP yang mungkin dari satu molekul glukosa.
Energi kimia yang disimpan di dalam ikatan NADH akhirnya dapat ditransfer ke
ATP. Pada umumnya setiap NADH + H+ menyumbangkan energy yang cukup untuk
menghasilkan 2,5 ATP. Maka NADH + H+ adalah satu bentuk dari energi potensial
untuk sel. Pada akhirnya sel memakai energi di dalam NADH+ H+ membentuk ATP
(Simanjuntak dan Silalahi, 2003).
Glikolisis terdiri dari
2 fase: Fase preparasi (preparatory phase), yaitu fosforilasi glukosa dan
konversinya menjadi gliseraldehid 3-fosfat. Fase pembayaran (payoff phase),
yaitu konversi oksidatif gliseraldehid 3-P menjadi piruvat disertai pembentukan
ATP dan NADH.
Reaksi netto glikolisis:
Glukosa + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi ———-> 2Piruvat +
2NADH + 2H+ + 2ATP + 2H2O
Glikolisis melibatkan banyak enzim, uraian lebih
lengkapnya di bawah ini:
1.
Heksokinase
Tahap pertama pada
proses glikolisis adalah pengubahan glukosa menjadi glukosa 6-fosfat dengan
reaksi fosforilasi. Gugus fosfat diterima dari ATP dalam reaksi. Enzim
heksokinase merupakan katalis dalam reaksi tersebut dibantu oleh ion
Mg++sebagai kofaktor. Enzim ini ditemukan Meyerhof pada tahum 1927 dan telah
dapat dikristalkan dari ragi, mempunyai berat molekul 111.000. heksesokinase
yang berasal dari ragi dapt merupakan katalis pada reaksi pemindahan gugus
fosfat dari ATP tidak hanya kepada glukosa tetapi juga kepada fruktosa, manosa,
glukosamina. Dalam otak, otot, dan hati terdapat enzim heksesokinase yang multi
substrat ini. Disamping itu ada pula enzim-enzim yang khas tetapi juga kepada
fruktosa, manosa, dan glukosamin. Dalam kinase. Hati juga memproduksi
fruktokinase yang menghasilkan fruktosa-1-fosfat.
Enzim heksesokinase
dari hati dapat dihambat oleh hasil reaksi sendiri. Jadi apabila
glukosa-6-fosfat terbentuk dalam jumlah banyak, mak senyawa ini akan menjadi
inhibitor bagi enzim heksesokinase tadi. Selanjutnya enzim akan aktif kembali
apabila konsentrasi glukosa-6-fosfat menurun pada tingkat tertentu.
2.
Fosfoheksoisomerase
Reaksi berikutnya ialah
isomerasi, yaitu pengubahan glukosa-6-fosfat menjadi fruktosa-6-fosfat, dengan
enzim fosfoglukoisomerase. Enzim ini tidak memerlukan kofaktor dan telah
diperoleh dari ragi dengan cara kristalisasi. Enzim fosfuheksoisomerase
terdapat jaringan otot dan mempunyai beraat molekul 130.000.
3.
Fosfofruktokinase
Frukrosa-6-fosfat
diubah menjagi fruktosa-1,6-difosfat oleh enzim fosfofruktokinase dibantu oleh
ion Mg++ sebagai kofaktor. Dalam reaksi ini gugus fosfat dipindahkan dariATP
kepada fruktosa-6-fosfat dari ATP sendiri akan berubah menjadi ADP.
Fosfofruktokinase dapat
dihambat atau dirangsang oleh beberapa metabolit, yaitu senyawa yang terlibat
dalam proses metabolism ini. Sebagai
contoh, ATP yang berlebih dan asam sitrat dapat menghambat,dilain pihak adanya
AMP, ADP, dan fruktosa-6-fosfat dapat menjadi efektor positif yang merangsang
enzim fosfofruktokinase. Enzim ini merupakan suatu enzim alosterik dan
mempunyai berat molekul kira-kira 360.000.
4. Aldose
Reaksi tahap keempat
dalam rangkaian reaksi glikolisis adalah penguraian molekul
fruktosa-1,6-difosfat membentuk dua molekul triosa fosfat, yaitu dihidroksi
aseton fosfat dan D-gliseraldehida-3-fosfat. Dalam tahap ini enzim aldolase
yang menjadi katalis telah dimurnukan dan ditemukan oleh Warburg. Enzim ini
terdapat dalam jaringan tertentu dan dapat bekerja sebagai kaalis dalam reaksi
penguraian beberapa ketosa dan monofosfat, misalnya fruktosa-1,6-difosfat,
sedoheptulose-1,7- difosfat, fruktosa-1-fosfat, eritulosa-1-fosfat. Hasil
reaksi penguraian tiap senyawa tersebut yang sama adalah dihidroksi aseton
fosfat.
5.
Triosafosfat Isomerase
Dalam reaksi penguraian
oleh enzim aldolase terbentuk dua macam senyawa, yaitu
D-gliseraldehida-3-fosfat dan dihidroksi-aseton fosfat. Yang mengalami reaksi
lebih lanjut dalam proses glikolisis adalah D-gliseraldehida-3-fosfat.
Andaikata sel tidak mampu mengubah dihidroksiasotonfosfat menjadi
D-gliseraldehida-3-fosfat, tentulah dihidrosiasetonfosfat akan bertimbun
didalam sel. Hal ini tidak berllangsung karena dalam sel terdapat enzim
triofosfat isomerase yang dapat mengubah dihidrokasetonfosfat menjadi
D-gliseraldehida-3-fosfat. Adanya keseimbangan antara kedua senyawa tersebut
dikemukakan oleh Mayerhof dan dalam keadaan keseimbangan dihidroksiaseton
fosfat terdapat dalam jumlah dari 90%.
6.
Gliseraldehida-3-fosfat Dihidrogenase
Enzim ini bekerja
sebagai katalis pada reaksi gliseraldehida-3-fosfat menjadi 1,3
difosfogliserat. Dalam reaksi ini digunakan koenzim NAD+. Sedangkan gugus
fosfat diperoleh dari asam fosfat. Reaksi oksidasi ini mengubah aldehida
menjadi asam karboksilat. Gliseraldehida-3-fosfat dehidrogenase telah dapat diperoleh
dalam bentuk Kristal dari ragi dan mempunyai berat molekul 145.000. Enzim ini
adalah suatu tetramer yang terdiri atas empat subunit yang masing-masing
mengikat suatu molekul NAD+, jadi pada tiap molekul enzim terikat empat molekul
NAD+.
7. Fosfogliseril
Kinase
Reaksi yang menggunakan
enzim ini ialah reaksi pengubahan asam 1,3-difosfogliserat menjadi asam
3-fosfogliserat. Dalam reaksi ini terbentuk datu molekul ATP dari ADP dan ion
Mg2+diperlukan sebagai kofaktor. Oleh karena ATP adalah senyawa fosfat
berenergi tinggi, maka reaksi ini mempunyai fungsi untuk menyimpan energy yang
dihasilkan oleh proses glikolisis dalam bentuk ATP.
8.
Fosfogliseril Mutase
Fosfogliseril mutase
bekerja sebagai katalis pada reaksipengubahan asam 3-fosfogliserat menjadi asam
2-fosfogliserat.Enzim ini berfungsi memindahkan gugus fosfat dari suatu atom C
kepada atom C lain dalam suatu molekul. Berat molekul enzim ini yang diperoleh
dari ragi ialah 112.000.
9.
Enolase
Reaksi berikutnya ialah
pembentukan asam fosfofenol piruvat dari asaam 2-fosfogliserar dengan katalis
enzim enolase dan ion Mg2+ sebagai kofaktor. Reaksi pembentukkan asam
fosfofenol piruvat ini ialah pembentukan asam fosfofenol piruvat dari asaam
2-fosfogliserar dengan katalis enzim enolase dan ion Mg2+ sebagai kofaktor.
Reaksi pembentukkan asam fosfofenol piruvat ini ialah reaksi dehidrasi. Adanya
ion F- dapat menghambat kerja enzim enolase, sebab ion F- dengan ion Mg2+dan
fosfat dapat membentuk kompleks magnesium fluoro fosfat. Dengan terbentuknya
kompleks ini akan mengurangi jumlah ion Mg2+ dalam campuran reaksi dan akibat
berkurangnya ion Mg2+maka efektivitas reaksi berkurang.
Skema Glikolisis
Proses glikolisis di sitoplasma berlangsung anaerob
dengan menghasilkan senyawa 2 , 2, 2 (Asam Piruvat , ATP,NADH )dengan bahan
glukosa (hasil fotosintesa) berjalan dengan 10 tahap GiGiFiFi PeGAL 3XPGA-P-P
untuk jelasnya lihat ini
KESIMPULAN
:
Glikolisis
adalah serangkaian reaksi biokimia di mana glukosa dioksidasi menjadi molekul
asam piruvat. Asam piruvat (CH3COCO2H) adalah sebuah asam alfa-keto yang
memiliki peran penting dalam proses-proses biokimia
Ringkasan reaksi glikolisis pada lintasan EMP adalah
sebagai berikut:[1][2]
Sedangkan ringkasan reaksi dari glikolisis, siklus
asam sitrat dan fosforilasi oksidatif adalah:[3
Glikolisis melibatkan banyak enzim, uraian lebih
lengkapnya di bawah ini:
1.
Heksokinase
2.
Fosfoheksoisomerase
3.
Fosfofruktokinase
4. Aldose
5.
Triosafosfat Isomerase
6.
Gliseraldehida-3-fosfat Dihidrogenase
7.
Fosfogliseril Kinase
8.
Fosfogliseril Mutase
9.
Enolase
Tidak ada komentar:
Posting Komentar
semoga bermanfaat.... kalo ada yang salah,, mungkiin ada kritik dan sebagaiinya.. komenn aja, sebagai masukan. terima kasih.