Katabolisme Karbohidrat
Makhluk hidup dapat
bertahan hidup karena adanya energi yang mereka peroleh dari lingkungannya. Tumbuhan
dan makhluk hidup lainnya yang mampu mengadakan fotosintesis memperoleh energi
dari cahaya matahari. Makhluk hidup yang tidak dapat mengadakan fotosintesis
seperti hewan kebanyakan dapat memperoleh energi melalui rantai makanan.
Di
dalam tubuh energi diubah dalam bentuk energi ikatan kimia yaitu ATP. Senyawa
ATP sangat reaktif karena ikatan di antara tiga kelompok fosfat relatif tidak
stabil. Ikatan-ikatan tersebut menunjukkan energi ikatan fosfat yang tinggi.
Hidrolisis setiap mol ATP melepaskan 7.3 kcal. Produk hidrolisis ATP (adenosin
difosfat) atau ADP dan fosfat anorganik yang disimbolkan dengan huruf P.
Persamaan reaksinya
adalah sebagai berikut ATP + H2O ---> ADP +P1 + ENERGI.
Dalam beberapa kasus kedua ikatan fosfat berenergi tinggi dapat terurai melepaskan Unsur P untuk yang kedua kali dan menghasilkan adenosin monofosfat atau AMP.
Dalam beberapa kasus kedua ikatan fosfat berenergi tinggi dapat terurai melepaskan Unsur P untuk yang kedua kali dan menghasilkan adenosin monofosfat atau AMP.
Katabolisme
karbohidrat
Proses katabolisme yang
berlangsung di dalam sel dikenal dengan istilah respirasi sel atau pernapasan
sel. Ada dua macam respirasi sel yaitu respirasi aerob dan respirasi aerob.
Respirasi anaerob merupakan proses degradasi molekul organik untuk menghasilkan ATP tanpa bantuan oksigen. Makhluk hidup prokariotik dan protista dapat bertahan hidup tanpa O2 dengan melakukan reaksi aerob yaitu fermentasi atau transpor Elektron an aerobic. Sebagian sel manusia menggunakan jalur anaerobik pada saat sel-sel tersebut tidak memperoleh suplai O2 yang cukup.
Kebalikan dari respirasi anaerob yaitu jalur pembentukan ATP pada respirasi aerob yang bergantung pada adanya O2.
Respirasi anaerob merupakan proses degradasi molekul organik untuk menghasilkan ATP tanpa bantuan oksigen. Makhluk hidup prokariotik dan protista dapat bertahan hidup tanpa O2 dengan melakukan reaksi aerob yaitu fermentasi atau transpor Elektron an aerobic. Sebagian sel manusia menggunakan jalur anaerobik pada saat sel-sel tersebut tidak memperoleh suplai O2 yang cukup.
Kebalikan dari respirasi anaerob yaitu jalur pembentukan ATP pada respirasi aerob yang bergantung pada adanya O2.
Pemecahan glukosa dalam
sel berlangsung melalui beberapa tahap. Respirasi aerob dimulai dengan tahap
glikolisis yang mengubah molekul glukosa menjadi dua molekul piruvat yaitu
senyawa organik yang memiliki 3 atom karbon atau C3. Setelah glikolisis
berakhir jalur pembebasan energi menjadi berbeda. Jalur aerobik diteruskan ke
mitokondria dan O2 berperan sebagai penerima atau akseptor elektron terakhir
selama reaksi berlangsung. Jalur aerob dimulai dan diakhiri di sitoplasma
sedangkan penerima elektron terakhirnya adalah bahan selain O2. Setiap tahapan
reaksi dalam respirasi sel dikatalisis oleh enzim. Bentuk atau senyawa antara
atau senyawa intermediet pada satu tahap berfungsi sebagai substrat enzim
lanjutan di jalur tersebut.Enzim yang berperan dalam respirasi sel.
Respirasi
aerob.
Glukosa merupakan bahan
bakar utama respirasi. Respirasi aerob menghasilkan banyak molekul ATP dari
setiap molekul glukosa yaitu 36 ATP atau maksimal 38 ATP berbeda jika jalur
anaerobik yang hanya menghasilkan 2 ATP.
Dalam reaksi kimia
terjadi transfer satu atau lebih elektron dari satu reaktan ke reaktan lain dan
disebut reaksi reduksi oksidasi atau reaksi redoks. Pada reaksi redoks
hilangnya elektron dari suatu zat disebut oksidasi dan penambahan elektron ke
sheet lain disebut reduksi.
Dalam hipotesis reaksi
zat X merupakan donor elektron dan disebut agen reduksi karena mereduksi J. zat
J adalah akseptor elektron dan disebut agen oksidasi karena mengoksidasi X. Respirasi
sel termasuk suatu proses redoks, dimana dalam proses tersebut
elektron-elektron yang bergabung dengan karbon dan hidrogen diubah menjadi
atom-atom oksigen elektronegatif . Gula di oksidasi, oksigen direduksi dan electron-elektron
kehilangan energi potensialnya. Selanjutnya energi tersebut digunakan oleh sel
untuk mengendalikan sintesis ATP.
Pada umumnya molekul-molekul
organik yang kaya hidrogen merupakan bahan bakar utama karena hidrogen
mengandung efek elektron berenergi tinggi. Transfer atom-atom hidrogen dari
bahan bakar organik ke oksigen melepaskan electron-elektron ke tingkat energi
paling rendah. Jadi respirasi sel aerobik adalah suatu proses redoks yang
mentransfer hidrogen dari gula ke oksigen disertai dengan pembebasan energi
kimia.
Pemecahan glukosa secara aerob berlangsung melalui tiga tahap yaitu : glikolisis,
siklus Krebs dan fosforilasi transpor electron.
Asam piruvat yang dihasilkan
dari proses glikolisis dipecah oleh enzim melalui siklus Krebs selanjutnya
terjadi pelepasan elektron dan hydrogen. Enzim yang berperan dalam glikolisis
dan daur Krebs adalah nikotinamida adenin dinukleotida atau NAD dan flavin
adenin dinukleotida atau FAD. Enzim tersebut membantu reaksi dengan cara
menerima elektron dan hidrogen yang berasal dari senyawa-senyawa intermediet.
Pada saat kedua koenzim tersebut menerima elektron dan hidrogen mereka berubah
menjadi NAD dan FADH2 yang dikatalisis oleh enzim dehidrogenase. Proses glikolisis
ataupun siklus Krebs hanya menghasilkan sedikit ATP. Hasil panen ATP yang
berlimpah diperoleh setelah koenzim menyerahkan elektron dan hidrogen ke rantai
transpor electron. Rantai tersebut merupakan perangkat fosforilasi transpor
elektron yang mengatur konsentrasi Proton Plus dan gradien listrik untuk
pembentukan ATP di dekat protein membrane. Oksigen di dalam mitokondria
menerima elektron dari komponen akhir setiap sistem transpor oksigen dalam
respirasi berperan sebagai akseptor atom hidrogen terakhir.
Komentar
Posting Komentar