TUGAS
KE-IV
MENGHITUNG ATP YANG DIHASILKAN
ADZHAR ARSYAD
121 404 1004
KELAS A
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI
JURUSAN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU
PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MAKASSAR
2014
Glikogenolisis
Struktur umum
glikogen:
(Sumber:
Takusagawa’s Note)
Degradasi
glikogen yang tersimpan, disebut glikogenolisis, terjadi melalui aksi glikogen
fosforilase. Ada dua gen manusia yang
berbeda pengkodean protein dengan aktivitas glikogen fosforilase.
Tindakan
fosforilasa adalah untuk phosphorolytically untuk memutus ikatan tunggal
glukosa α- (1,4) dalam molekul glikogen. Produk dari reaksi ini adalah
glukosa-1-fosfat. Keuntungan dari reaksi melanjutkan melalui langkah
phosphorolytic adalah bahwa:
1.
Glikogen terfosforilasi dan ini terjadi tanpa
hidrolisis ATP.
2.
Konsentrasi Pi di
dalam sel cukup tinggi untuk mendorong keseimbangan reaksi dalam arah yang
menguntungkan karena perubahan energi bebas dari reaksi negara standar positif.
(Sumber: Michael W King, PhD | © 1996–2014
themedicalbiochemistrypage.org, LLC | info @ themedicalbiochemistrypage.org)
Glukosa-1-fosfat
yang dihasilkan oleh aksi fosforilase diubah menjadi glukosa-6-fosfat oleh phosphoglucomutase: enzim ini, seperti
phosphoglycerate mutase (glikolisis), mengandung asam amino terfosforilasi
dalam situs aktif (dalam kasus phosphoglucomutase
itu adalah residu Ser)
Glukosa-1-fosfat yang terbentuk pada fosforolisis
glikogen, harus diubah menjadi glukosa-6-fosfat untuk dapat masuk ke jalur
utama metabolisme. Pemindahan gugus
fosforil ini dikatalisis oleh fosfoglukomutase
Sampai batas tertentu, glikogen
dipecahkan hanya oleh fosforilase.
Tetapi, ikatan glikosidik a-1,6 pada titik
cabang tidak dapat diputus oleh fosforilase.
Terdapat enzim transferase dan a-1,6-glukosidase (debranching
enzyme) yang mengubah struktur bercabang menjadi struktur yang lurus, yang
membuka jalan pemecahan selanjutnya oleh fosforilase
(Pemutusan ikatan
cabang α- 1,6 glikosidik)
1.
ATP yang dihasilkan melalut jalur Malat shuttle dengan
substrat Glikogen
Glukosa-1-fosfat
yang dihasilkan oleh aksi fosforilase diubah menjadi glukosa-6-fosfat oleh phosphoglucomutase: enzim ini, seperti phosphoglycerate
mutase (glikolisis)
1.
Glikolisis
Perlu
diketahui bahwa hasil pemecahan Glikogen dalam hati berupa Glukosa 1- fosfat
akan diubah menjadi Glukosa 6-fosfat untuk memasuki jalur glikolisis,
pengubahan ini melibatkan enzim phosphoglucomutase
sehingga tahap persiapan pada glikolisis dengan substrat glukosa
dari pemecahan glikogen hanya membutuhkan ATP karena pengubahan glukosa menjadi
Glukosa 6-fosfat hanya melibatkan fosforilasi olehn enzim bukan dari ATP.
2.
Dekarboksilasi oksidatif
Piruvat yang
dihasilkan dari proses glikolisis harus diubah menjadi Acetyl Co-A agar bisa
memasuki daur krebs (Campbell, 2012).
(sumber: Campbell:170)
3.
Siklur krebs
Acety Co-A yang
telah terbentuk dari proses dekarboksilasi oksidatif akan memasuki siklus krebs
(Sumber:
Campbell: 170)
4.
Transport elektron
NADH
dan FADH2 yang dihasil pada saat proses siklus krebs, dekarboksilasi
oksidatif harus memasuki rantai transport elektron agar bisa dikonversi menjadi
ATP melalui proses oksidasi.
(Sumber: Campbell:175)
NADH
dan FADH2 yang dihasilkan pada proses glikolisis, dekarboksilasi
oksidatif , siklus krebs akan mengalami proses oksidasi, dimana NADH mulai di
oksidasi pada kompleks I sehingga setiap 1 molekul NADH akan menghasilkan 3
molekul ATP, sedangkan FADH2 mulai dioksidasi pada kompleks II
sehingga setiap 1 molekul FADH2 akan menghasilkan 2 molekul ATP.
Terdapat
pengecualian terhadap NADH yang dihasilkan pada proses glikolisis dimana NADH
tersebut tidak mampu menembus membrane mitokondria untuk masuk ke rantai
transport elektron sehingga harus melalui malate shuttle yang merupkana
wahana ulang alik elektron yang terdapat
pada sitosol sel.
Malate Shuttle
(Sumber:
Cori, C. F. Mammalian carbohydrate metabolism. Physiol.
Rev.
11: 143–275, 1931)
Selain
itu terdapat G3P shuttle. Gliserol 3-fosfat shuttle yang digunakan otot rangka
dan otak, dalam sitoplasma elektron dipindahkan dari NADH ke dehidroksiaseton
fosfat, membentuk gliserol 3 fosfat. Zat yang terakhir ini masuk ke mitokondria
dan memindahkan elektronnya ke FAD. Dihidroksiaseton yang terbentuk dalam
mitokondria dapat kembali ke sitoplasma untuk mengulangi proses. Sel yang
menggunakan gliserol fosfat shuttle menghasilkan ATP lebih sedikit untuk setiap
NADH yang ditimbulkan pada glikolisis dibandingkan sel yang menggunakan malat
shuttle.
Gliserol 3-Fosfat (G3P) Shuttle
(Sumber:
Cori, C. F. Mammalian carbohydrate metabolism. Physiol.
Rev.
11: 143–275, 1931)
Kalkulasi
ATP yang dihasilkan jika substrat glukosa berasal dari pemecahan Glikogen (Glikogenolisis)
dengan melibatkan Malat Shuttle dan G3P shuttle
A.
Melibatkan Malat Shuttle
|
Proses
|
ATP
|
NADH
|
FADH2
|
|
|
Glikolisis
|
Tahap investasi energi
|
-1
|
2
|
-
|
|
Tahap pembayaran energi
|
4
|
|||
|
Dekarboksilasi
oksidatif
|
-
|
2
|
-
|
|
|
Daur
krebs
|
2
|
6
|
2
|
|
|
Transpor
elektron
|
34 ATP
|
|||
|
Total
|
39 ATP
|
|||
B.
Melibatkan Gliserol 3-Fosfat
|
Proses
|
ATP
|
NADH
|
FADH2
|
|
|
Glikolisis
|
Tahap investasi energi
|
-1
|
2
|
-
|
|
Tahap pembayaran energi
|
4
|
|||
|
Dekarboksilasi
oksidatif
|
-
|
2
|
-
|
|
|
Daur
krebs
|
2
|
6
|
2
|
|
|
Transpor
elektron
|
24 ATP + 8 ATP = 32 ATP
|
|||
|
Total
|
37 ATP
|
|||
Catatan :
NADH yang dihasilkan oleh proses glikolisis akan
mengalami pemindahan H+ ke dihidroakseton fosfat sehingga
menjadi gliserol 3-fosfat. G3P inilah
yang masuk ke ruang antar membrane dan mentranspor elektronnya ke
FAD sehingga menghasilkan FADH2 yang akan dioksidasi pada kompleks
II rantai transport elektron. Jadi dapat disimpulkan bahwa pada G3P shuttle, 1
molekul NADH hasil glikolisis hanya akan menghasilkan 2 molekul ATP.
DAFTAR PUSTAKA
Campbell. 2011. Biologi Edisi IX. Unites
States : Pearson Benjamin Cummings
Dawn B. Marks dkk. 1996. Biokimia kedokteran dasar. Jakarta: EGC
Michael W King, PhD | © 1996–2014
themedicalbiochemistrypage.org, LLC | info @ themedicalbiochemistrypage.org
