glikolisis

Pengertian Glikolisis

Glikolisis berasal dari kata glukosa dan lisis (pemecahan), 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 organikberupa 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 Meyerhofdan 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.

Glikolisis secara harfiah berarti "pemecahan gula". Dalam glikolisis, glukosa (gula yang mempunyai 6 atom karbon) dibagi menjadi dua molekul gula yang mempunyai 3 atom karbon. Glikolisis menghasilkan dua molekul ATP (energi bebas molekul), dua molekul asam piruvat dan dua elektronenergi tinggi pembawa molekul NADH. Glikolisis dapat terjadi dengan atau tanpa oksigen. Dengan adanya oksigen, glikolisis merupakan tahap pertama dari respirasi seluler. Tanpa oksigen, glikolisis memungkinkan sel untuk membuat sejumlah kecil ATP. Proses ini disebut fermentasi.

Proses Tahapan Glikolisis

Secara umum, glikolisis terdiri dari bebarapa tahap. Masing-masing proses langkah-langkah glikolisis mempunyai reaksi kimia yang khas. Inilah tahapan-tahapan glikolisis lengkap disertai dengan gambar glikolisis.

Tahap 1

Gugus fosfat ditambahkan oleh heksokinase fosforilat pada glukosa dalam sitoplasma. Dalam proses ini, gugus fosfat dari ATP ditransfer ke glukosamenghasilkan glukosa 6-fosfat. Reaksi ini tak dapat balik (irreversible).

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

Tahap 2

Enzim fosfoglukoisomerase mengubah glukosa 6-fosfat menjadi isomernya, yaitu fruktosa 6-fosfat. Isomer adalah senyawa yang memiliki rumus molekul sama, tetapi berbeda susunan atom-atomnya. Reaksi pada tahap dua bersifat reversible.

Glukosa 6-fosfat (C₆H₁₁O₆P₁) + Fosfoglukoisomerase → Fruktosa 6-fosfat (C₆H₁₁O₆P₁)

Tahap 3

Enzim fosfofruktokinase menggunakan molekul ATP lain untuk mentransfer gugus fosfat menjadi fruktosa 6-fosfat untuk membentuk fruktosa 1, 6-bisfosfat.

Fruktosa 6-fosfat (C₆H₁₁O₆P₁) + fosfofruktokinase + ATP → ADP + Fruktosa 1, 6-bisfosfat (C₆H₁₀O₆P₂)

Tahap 4

Enzim aldolase membagi fruktosa 1, 6-bisfosfat menjadi dua gula yang berisomerisasi satu sama lain. Kedua gula tersebut adalah fosfat dihidroksiaseton dan fosfat gliseraldehida.

Fruktosa 1, 6-bisfosfat (C₆H₁₀O₆P₂) + aldolase → dihidroksiaseton fosfat (C₃H₅O₃P₁) + gliseraldehida fosfat (C₃H₅O₃P₁) 

Tahap 5

Enzim triose fosfat isomerase mengubah molekul dihidroksiaseton fosfat dan gliseraldehida fosfat. Gliseraldehida fosfat dihapus setelah dibentuk untuk digunakan pada langkah glikolisis berikutnya.

Dihidroksiaseton fosfat (C₃H₅O₃P₁) → gliseraldehida fosfat (C₃H₅O₃P₁)

Hasil bersih untuk langkah 4 dan 5 adalah fruktosa 1, 6-bisfosfat (C₃H₅O₃P₁) ⇌ 2 molekul gliseraldehida fosfat (C₃H₅O₃P₁)

Tahap 6

Enzim triose fosfat dehidrogenase memiliki dua fungsi dalam langkah ini. Pertama transfer enzim hidrogen (H^-) dari gliseraldehida fosfat ke oksidator nikotinamida adenin dinukleotida (NAD⁺) untuk membentuk NADH. Selanjutnya menambahkan fosfat (P) dari sitosol ke gliseraldehida fosfat teroksidasi untuk membentuk 1, 3-bisfosfogliserat. Proses ini melibatkan dua molekul gliseraldehida fosfat yang dihasilkan pada langkah 5.

A. Triose fosfat dehidrogenase + 2 H^- + 2 NAD⁺ → 2 NADH + 2 H⁺

B. Triose fosfat dehidrogenase + 2 P + 2 gliseraldehida fosfat (C₃H₅O₃P₁) → 2 molekul dari 1,3-bisfosfogliserat (C₃H₄O₄P₂)

Tahap 7

Enzim fosfogliserokinase memindahkan P dari 1,3-bissfosfogliserat ke molekul ADP untuk membentuk ATP, yang terjadi untuk setiap molekul dari 1,3-bisfosfogliserat. Proses ini menghasilkan dua molekul 3-fosfogliserat dan dua molekul ATP.

2 molekul 1,3-bisfosfogliserat (C₃H₄O₄P₂) + fosfogliserokinase + 2 ADP → 2 molekul 3-fosfogliserat (C₃H₅O₄P₁) + 2 ATP

Tahap 8

Enzim fosfogliseromutase memindahkan P dari 3-fosfogliserat dari karbon ketiga menuju karbon kedua untuk membentuk 2-fosfogliserat.

2 molekul 3-fosfogliserat (C₃H₅O₄P₁) + fosfogliseromutase → ​​2 molekul 2-fosfogliserat (C₃H₅O₄P₁)

Tahap 9

Enzim enolase melepas molekul air dari 2-fosfogliserat untuk membentuk asam fosfoenolpiruvat (PEP). Hal ini terjadi untuk setiap molekul 2-fosfogliserat.

2 molekul 2-fosfogliserat (C₃H₅O₄P₁) + enolase → ​​2 molekul asam fosfoenolpiruvat (PEP) (C₃H₃O₃P₁)

Tahap 10

Enzim piruvat kinase memindahkan P dari PEP ke ADP untuk membentuk asam piruvat dan ATP. Hal ini terjadi untuk setiap molekul PEP. Reaksi ini menghasilkan 2 molekul asam piruvat dan 2 molekul ATP.

2 molekul PEP (C₃H₃O₃P₁) + piruvat kinase + 2 ADP → 2 molekul asam piruvat (C₃H₄O₃) + 2 ATP

Ringkasan Tahapan Proses Glikolisis

Jika diringkas, proses glikolisis adalah sebagai berikut. Sebuah molekul glukosa tunggal dalam glikolisis menghasilkan total 2 molekul asam piruvat, 2 molekul ATP, 2 molekul NADH dan 2 molekul air.

Sebanyak 2 molekul ATP digunakan dalam langkah 1 sampai 3. Sebanyak 2 molekul ATP dihasilkan pada langkah 7, dan 2 molekul ATP lainnya dihasilkan pada langkah 10. Sehingga total ATP yang dihasilkan adalah 4 molekul. Dengan demikian, seluruh proses glikolisis menyisakan 2 molekul ATP.