Kali ini Pak Ade melanjutkan materi metabolisme untuk proses respirasi aerob.
Respirasi Aerob
Sebagian besar hewan dan tumbuhan melakukan respirasi aerob. Respirasi aerob adalah peristiwa pembakaran zat makanan menggunakan oksigen dari pernapasan untuk menghasilkan energi dalam bentuk ATP. Selanjutnya, ATP digunakan untuk memenuhi proses hidup yang selalu memerlukan energi. Respirasi aerob disebut juga pernapasan, dan terjadi di paru-paru. Sedangkan, pada tingkat sel respirasi terjadi pada organel mitokondria. Secara sederhana, reaksi respirasi adalah sebagai berikut:
C6H12O6 + 6O2 --- 6H2O + 6CO2 + 38 ATP
Glukosa oksigen ---air karbondioksida energi
Pada respirasi ini, bahan makanan seperti senyawa karbohidrat, lemak atau protein dioksidasi sempurna menjadi karbondioksida dan air. Pada reaksi di atas, substrat yang dioksidasi sempurna adalah glukosa. Oksigen diperlukan sebagai akseptor elektron terakhir pada rantai transpor elektron di mitokondria. Karbondioksida (CO2) dibebaskan keluar sel sebagai sampah. Pada manusia, CO2 dilarutkan dalam darah, kemudian dibuang melalui pernapasan dari paru-paru. Molekul air juga merupakan sampah dari respirasi dan dibuang lewat plasma darah ke paru-paru, kemudian dikeluarkan melalui hembusan napas.
Respirasi aerob dapat dibedakan menjadi empat tahap, yaitu: glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, siklus krebs, dan transpor elektron.
a. Glikolisis
Glikolisis berlangsung di sitosol, merupakan proses pemecahan molekul glukosa yang memiliki 6 atom C menjadi dua molekul asam piruvat yang memiliki 3 atom C. Reaksi yang berlangsung di sitosol ini menghasilkan 2 NADH dan 2 ATP.
Proses glikolisis terdiri atas 10 tahap (lihat gambar di atas). Pada semua organisme, proses ini terjadi di dalam sitoplasma secara anaerob.
Tahap 1 : glukosa yang masuk ke dalam sel mengalami fosforilasi dengan bantuan enzim heksokinase dan menghasilkan glukosa 6 – fosfat. Untuk keperluan ini, ATP diubah menjadi ADP agar diperoleh energi.Tahap 2 : glukosa 6 – fosfat diubah oleh enzim fosfoglukoisomerase menjadi bentuk isomernya berupa fruktosa 6 – fosfat.Tahap 3 : dengan menggunakan energi hasil perubahan ATP menjadi ADP, fruktosa 6 – fosfat diubah oleh enzim fosfofruktokinase menjadi fruktosa 1, 6 – bifosfat.Tahap 4 : enzim aldolase mengubah fruktosa 1,6 – bifosfat menjadi dihidroksiaseton fossfat dan gliseraldehida fosfat.Tahap 5 : terjadi reaksi perubahan bolak – balik antara dihidroksiaseton fosfat dengan gliseraldehid fosfat. Jika reaksi ini terjadi dalam tabung kimia, maka akan diperoleh kesetimbangan. Akan tetap, yang terjadi di dalam sel adalah hanya gliseraldehid fosfat saja yang digunakan untuk reaksi berikutnya.Tahap 6 : melalui bantuan enzim triosofosfat dehidrogenase, terjadi perubahan dari gliseraldehid fosfat menjadi 1, 3 – bifosfogliserat. Dalam tahap ini juga terjadi transfer elektron sehingga NAD berubah menjadi NADH+, serta pengikatan fosfat anorganik dari sitoplasma.Tahap 7 : terjadi perubahan 1, 3 bifosfogliserat menjadi 3 – fosfogliserat dengan bantuan enzim fosfosgliserokinase. Pada tahap ini juga terjadi pembentukan 2 molekul ATP dengan menggunakan gugus fosfat yang sudah ada pada reaksi sebelumnya.Tahap 8 : terjadi perubahan 3 – fosfogliserat menjadi 2 – fosfogliserat karena enzim fosfogliseromutase memindahkan gugus fosfatnya.Tahap 9 : terjadi pembentukan fosfoenol piruvat (PEP) dari 2 – fosfogliserat dengan bantuan enzim enolase, sekaligus juga terjadi pembebasan 2 molekul air.Tahap 10 : terjadi perubahan dari fosfoenol piruvat menjadi asam piruvat dengan bantuan enzim piruvatkinase, serta terjadi pembentukan 2 molekul ATP.
Produk penting glikolisis adalah:
1) 2 molekul asam piruvat
2) 2 molekul NADH sebagai sumber elektron berenergi tinggi
3) 2 molekul ATP dari 1 molekul glukosa
Sebenarnya, dari 1 molekul glukosa dihasilkan 4 molekul ATP, tetapi 2 molekul digunakan untuk beberapa reaksi kimia. Dari kesepuluh langkah pemecahan glukosa, dua di antaranya bersifat endergonik, dan menggunakan 2 molekul ATP.
