Tahapan Proses Metabolisme Karbohidrat Secara Aerob

Karbohidrat merupakan sumber utama bagi tubuh yang sarat akan kalori. Karbohidrat juga berperan dalam penyediaan energi bagi tubuh kita. Hal ini disebabkan oleh karena semua jenis karbohidrat baik itu monosakarida, disakarida maupun polisakarida yang dikonsumsi manusia akan terkonversi menjadi glukosa dalam hati.

Untuk dapat menghasilkan energi, proses metabolisme glukosa akan berlangsung melalui dua mekanisme yaitu proses anaerobik dan proses aerobik. 

Proses metabolisme secara anaerobik akan berlangsung di dalam sitoplasma.

Metabolisme karbohidrat secara Aerob yaitu Respirasi.

Respirasi pada sel kita berlangsung dalam mitokondria dengan bahan dasarnya glukosa. Respirasi sel ini juga disebut oksidasi hidrat arang. Dalam prosesnya, proses oksidasi hidrat arang ini akan berlangsung melalui beberapa tahap yaitu antara lain: glikolisis, dekarboksilasi oksidatif/reaksi transisi, daur krebs/daur asam sitrat, dan rantai pengangkut elektron/sistem transpor elektron. 

Mari kita simak satu per satu tahapan proses metabolisme karbohidrat atau oksidasi hidrat arang dalam metabolisme.

1. Glikolisis

1. Glikolisis berlangsung di dalam sitoplasma

2. Mengubah satu molekul glukosa (senyawa berkarbon 6) menjadi molekul asam piruvat (senyawa berkarbon tiga)

3. Dihasilkan energi berupa 2 ATP dan 2 NADH untuk tiap molekul glukosa.

a. Pembentukan ATP dalam rangkaian ini molekul glukosa dioksidasi sebagian.

b. Produksi piruvat

c. Pembentukan senyawa antara bagi proses-proses biokimiawi lain, misalnya gliserol 3-fosfat. Untuk biosintesis trigliserid dan fosfolipid, 2,3-biofosfogliserat dalam eritrosit, piruvat untuk biosintesis L-alanin, dan sebagainya.

Bagan Tahapan Proses Glikolisis

Keterangan:

1. Glukosa 6-fosfat terbentuk ketika karbon 6 pada molekul glukosa terfosforilasi oleh molekul ATP

2. Glukosa 6-fosfat diubah menjadi isomer cincin 5-karbon, fruktosa 6 –fosfat

3. Fruktosa 6-fosfat terfosforilasi oleh ATP lain untuk membentuk Fruktosa 1,6-difosfat

4. Fruktosa 6-fosfat terfosforilasi oleh ATP lain untuk membentuk fruktosa 1,6-difosfat

5. Dua molekul gliseraldehidida 3-fosfat teroksidasi, kehilangan atom hidrogen dan gugus fosfat untuk membentuk 1,3-diphosphoglycerate. Dua molekul NAD+ yang diubah menjadi NADH2 + dalam proses

6. Dua molekul 1,3- diphosphoglycerate memfosforilasi ADP (adenin diphosphate) untuk menghasilkan dua molekul 3-phosphoglycerate dan dua ATP yang dihasilkan

7. Kelompok-kelompok fosfat pada 3- pindah ke 2 karbon, membentuk 2-phosphoglycerate

8. Dua 2- phosphoglycerate molekul dehidrasi dan membentuk dua molekul energi tinggi phospho enolpyruvate

9. Phosphoenolpyruvate dua phosphorylates dua ADPs dan menghasilkan dua ATP lebih dan dua molekul Piruvat

2. Dekarboksilasi Oksidatif

Dekarboksilasi oksidatif berkaitan dengan hal-hal berikut:

a. Berlangsung pada matriks mitokondria

b. Mengubah asam piruvat (senyawa berkarbon 3) menjadi Asetil-Ko-A (senyawa berkarbon 2) 

c. Dihasilkan satu NADH untuk tiap pengubahan molekul asam piruvat menjadi Asetil-Ko-A

Tahap dekarboksilasi oksidatif merupakan tahap penghubung antara glikoli

3. Daur Krebs (Daur Asam Sitrat)

Daur Krebs berkaitan dengan hal-hal berikut:

a. Berlangsung pada matriks mitokondria

b. Mengubah Asetil-KoA (senyawa berkarbon 2)

c. Untuk tiap mol senyawa Asetil-KoA dihasilkan 1 ATP, 1 FADH dan 2 NADH

4. Rantai Pengangkut Elektron/Sistem Transportasi Elektron

Transpor elektron merupakan reaksi tahap akhir respirasi sel. Transpor elektron terjadi pada membran sebelah dalam mitokondria. Pada reaksi ini, aliran elektron dari senyawa organik menuju oksigen akan menghasilkan nergi untuk membuat ATP dan ADP dan fosfat. 

Pada siklus krebs di depan dihasilkan 4 pasang atom hidrogen (H) dari isositrat, ketoglutarat, suksinat, dan malat. Atom-atom hidrogen selanjutnya akan memberikan elektronnya pada rantai transpor elektron sehingga menjadi H+. 

Elektron tersebut akan melintasi rantai transport elektron menuju pembawa elektron terakhir, yaitu satu enzim yang dinamakan sitokrom oksidase. Pada saat tersebut, elektron akan diterima oleh oksigen yang berfungsi sebagai akseptor elektron terakhir. 

Saat atom oksigen menerima 2 atom elektron tersebut, 2 ion H+ yang dilepaskan dari 2 atom hidrogen pada reaksi diatas akan bergabung untuk membentuk H2O.

Elektron yang masuk kedalam rantai transpor elektron memiliki energi yang tinggi. Pada saat elektron tersebut melintasi rantai transpor elektron, setahap-demi seahap energinya akan berkurang. Energy tersebut digunakan untuk membentuk ATP dari ADP dan fosfat. Dengan demikian, energi yang berkurang tersebut tersimpan dalam bentuk ATP. 

Pembentukan ATP ini terjadi dalam membran sebelah dalam mitokondria. Melalui transpor elektron ini, setiap NADH dari glikolis akan menghasilkan dua ATP dan NADH, dari tahapan respirasi selanjutnya yang berlangsung di mitokondria, akan membentuktiga molekul ATP dari ADP. Peristiwa pembentukan ATP pada reaksi transpor elektron ini terjadi melalui fosforilasi oksidatif.

Penyusun: Thom Fallo

Share :