Proses katabolisme karbohidrat

METABOLISME

            Setelah mengetahui tentang apa itu enzim, sekarang kita akan membahas tentang apa itu metabolisme. Metabolisme berasal dari kata metabole yang artinya berubah. Berubah di sini memiliki dua pengertian, yaitu berubah menjadi lebih kompleks (anabolisme) dan berubah menjadi lebih sederhana (katabolisme). Anabolisme atau biosintesis merupakan proses pembentukan  makro molekul dari molekul yang lebih sederhana dan pembentukkannya membutuhkan energi bebas, maka disebut sebagai reaksi endergonik. Katabolisme merupakan proses pemecahan makromolekul kompleks menjadi molekul yang lebih sederhana. Seperti pengubahan karbohidrat menjadi CO2 dan H2O dalam proses respirasi dan proses ini menghasilkan energi bebas sehingga disebut reaksi eksergonik. Semua proses metabolisme merupakan reaksi enzimatis yang terjadi melalui keterlibatan enzim.

Katabolisme Karbohidrat

            Karbohidrat merupakan sumber energi paling besar untuk tubuh kita. Ketika karbohidrat diproses karbohidrat tidak langsung masuk dengan molekul sebesar itu tetapi akan diuraikan terlebih dahulu. Karbohidrat atau amilum awalnya akan diurai terlebih dahulu dengan enzim karbohidrase atau amilasi menjadi maltosa atau disakarida. Oleh enzim maltase maltosa akan diubah menjadi 2 molekul glukosa (monosakarida) yang berupa monosakarida. Glukosa inilah yang akan mulai masuk ke tahap pertama yaitu proses glikosis pada respirasi sel.

Respirasi sel dibagi menjadi dua , yaitu repirasi aerob dan anaerob. Saya akan membahas repirasi aerob karena katabolisme karbohiodrat termasuk dalam respirasi aerob. Berikut tahap – tahap respirasi aerob :

Respirasil aerob

            Respirasi aerob adalah reaksi katabolisme yang membutuhkan suasana aerob sehingga dibutuhkan oksigen, dan reaksi ini menghasilkan energi dalam jumlah besar. Respirasi Aerob juga diartikan sebagai proses pembebasan energi yang terkandung dalam makanan menjadi energi ATP yang dibutuhkan oleh tubuh kita untuk melaksanakan kinerjanya.

Tahap Respirasi Aerob Glikolisis berlangsung pada Sitosol
            Tahap pertama respirasi aerob adalah glikolisis dengan pemecahan molekul glukosa(6C) membentuk senyawa berupa Phosfogliseraldehid (PGAL), yaitu senyawa beratom C-6 yang mendapat tambahan fosfat yang memerlukan energy dari 2 molekul ATP.
            Selanjutnya respirasi aerob dimana molekul PGAL kemudian akan membelah membentuk 2 senyawa 3 rantai karbon dan 1 fosfat yang disebut 3GP atau 3-Phospoglycerade. Kemudian masing-masing 3GP akan berubah menjadi asam piruvat dengan melepaskan energi sebanyak 1 molekul ATP dan pelepasan 1 atom hidrogen yang berpotensi energi tinggi, dimana selanjutnya hidrogen yang dilepaskan ini akan ditangkap oleh kofaktor berupa NAD+ dan membentuk senyawa 2NADH. Hasil dari tahap glikolisis  adalah 2 molekul asam piruvat, 2 molekul ATP, dan 2 molekul NADH. Selanjutnya senyawa asam piruvat memasuki membran mitokondria untuk tahap berikutnya.

Tahap Respirasi Aerob Dekarboksilasi Oksidatif
           Sebelum masuk ke tahap respirasi aerob selanjutnya dalam mitokondria, asam piruvat terlebih dahulu akan diubah menjadi senyawa Asetil Co-A dan berlangsung dalam membran mitokondria.
            Senyawa asam piruvat yang mengandung 3 atom karbon, dioksidasi dengan bantuan enzim piruvat dehidrogenase untuk melepas 1 atom karbonnya dan mengubahnya menjadi CO2. Bersamaan dengan terbentuknya CO2, NAD+ akan direduksi dan membentuk NADH. Selanjutnya proses Respirasi Aerob ini dengan terbentuknya senyawa dengan 2 atom karbon yang disebut asetil group, yang kemudian akan ditambahkan dengan koenzim A membentuk Asetil Koenzim-A.


Tahap Respirasi Aerob Siklus Krebs berlangsung dalam matriks mitokondria
            Respirasi aerob siklus krebs diawali dengan masuknya Asetil CoA (beratom C2) yang bereaksi dengan asam oksaloasetat (beratom C4) menghasilkan Asam Sitrat (beratom C6). Secara bertahap Asam sitrat melepaskan satu per satu atom C nya hingga akhirnya kembali menjadi asam oksaloasetat (beratom C4), peristiwa ini diikuti dengan respirasi aerob oleh reaksi reduksi (pelepasan elektron & ion hidrogen) oleh NAD+ dan FAD+ menghasilkan 2 molekul NADH, 2 molekul FADH2, dan 2 molekul ATP. Dari seluruh rangkaian peristiwa respirasi aerob siklus krebs dihasilkan : 4 molekul CO2, 6 molekul NADH , 2 molekul FADH2, dan 2 molekul ATP.

Tahap Respirasi Aerob Transport Elektron

            Sebanyak 10 molekul NADH2 dan 2 molekul FADH2 dihasilkan selama tahap glikosis dan siklus kreb. Seluruhnya akan memasuki reaksi redoks pada sistem transport elektron. Mula-mula molekul NADH memasuki reaksi dan dihidrolisis oleh enzim dehidrogenase kembali menjadi ion NAD+ diikuti pelepasan 3 ATP, kemudian diikuti molekul FADH2 yang dihidrolisis oleh enzim flavoprotein kembali menjadi ion FAD+ dan menghasilkan 2 molekul ATP, keduanya juga melepaskan ion Hidrogen diikuti elektron, elektron ini akan ditangkap oleh Fe sebagai akseptor elektron.Hasil akhir dari respirasi aerob sistem transpor elektron ini adalah 34 molekul ATP.