Katabolisme

Katabolisme adalah serangkaian proses kimia yang terjadi dalam tingkat seluler yang bertujuan mengubah materi organik yang kompleks menjadi materi anorganik yang lebih sederhana untuk menghasilkan energi.

Contoh dari katabolisme adalah proses penghasilan tenaga/respirasi.

Penghasilan tenaga yang terjadi di dalam sel terjadi dalam 4 tahap besar yaitu :

1. Glikolisis


2. Dekarboksilasi oksidatif


3. Siklus Kreb's


4. Sistem transfer elektron.

Peristiwa yang terjadi dalam glikolisis (gliko atau glukosa ; lisis atau pecah ) adalah proses perombakan Glukosa.

Hal yang perlu diperhatikan dalam katabolisme glukosa mulai dari sekarang adalah

• pahami jumlah atom karbon yang menyusun suatu senyawa


• letak terjadinya suatu reaksi


• apakah dihasilkan gas karbondioksida


• Apakah terjadi proses fosforilasi

fosforilasi adalah proses yang melibatkan pembentukan 3 phosphat dari 2 phophat atau dengan kata lain proses yang melibatkan ATP dan ADP.

Glukosa memiliki jumlah atom karbon (C) sebanyak 6. berikut ini adalah 10 tahapan glikolisis.



Konsep pada glikolisis adalah

• 1 molekul glukosa dengan 6 atom C akan dipecah menjadi 2 molekul asam piruvat.

Asam piruvat memiliki atom karbon sebanyak 3 buah. Reaksi kimia glikolisis keseluruhan adalah :

C₆H₁₂O₆  -->2CH₃COCO₂H + 2ATP + 2 NADH reaksi ini terjadi di dalam sitoplasma.

Yang harus diperhatikan pada 10 reaksi glikolisis tersebut adalah :

• apakah dalam reaksi katabolisme (glikolisis) tersebut menghasilkan CO2?


• Apakah membutuhkan O2?


• Dimanakah letak-letak proses fosforilasi dan penghasilan NADH?

Pembahasan: reaksi ini terjadi di sitoplasma karena dalam reaksi ini tidak terjadi pengikatan oksigen maka reaksi ini bersifat anaerob. Jika dilihat dari hasil akhir reaksi pada molekul terakhir, asam piruvat, jumlah atom C tetap 6 maka reaksi glikolisis tidak terjadi pembebasan CO2.

Tahap ke dua dari proses katabolisme glukosa adalah dekarboksilasi oksidatif, yaitu pelepasan gugus karboksil dari asam piruvat yang membebaskan 1 molekul glukosa.Pada prinsipnya proses ini merubah molekul 3 karbon menjadi molekul 2 karbon.

karena dalam proses glikolisis dihasilkan 2 asam piruvat maka akan dihasilkan 2 molekul karbondioksida. Dampak dari pelepasan gugus karboksil adalah asam piruvat berubah menjadi asetil koenzim A. konsep yang perlu dipahami adalah setiap terjadi pelepasan gugus CO2 maka akan terjadi pengurangan jumlah karbon dalam molekul. contoh yang paling mudah adalah pada tahap ini yaitu asam piruvat (3C) berubah menjadi asetil Co-A (2C).

Tahap ketiga dari reaksi katabolisme glukosa adalah siklus Kreb's.

Rangkaian reaksi ini berupa siklus. Reaksi ini terjadi di dalam matriks(cairan) mitokondria. Pada organisme eukariotik yang memiliki membran inti maka dibutuhkan energi sebesar 2 ATP. Akan tetapi pada organisme prokariotik yang tidak memiliki membran inti dan tidak memiliki mitokondria tidak membutuhkan ATP untuk melangsungkan siklus Kreb's. inilah reaksinya:



Untuk mempelajari siklus ini perhatikanlah:

• Jumlah atom C pada setiap reaksi apakah terjadi pengurangan. jika terjadi pengurangan maka akan terjadi pelepasan gugug karboksil.
  
  
  
  • dari sitrat sampai dengan isositrat tidak terjadi pengurangan jumlah atom c
  
  
  • terjadi pengurangan atom C ketika menjadi molekul ketoglutarat
  
  
  • terjadi lagi pengurangan atom C pada reaksi berikutnya sehingga terbentuk suksinil co-A
  
  
  • Dari suksinil co-A sampai oksaloasetat tidak terjadi pengurangan atom C lagi
  
  
  • .
  
  
  • kesimpulannya pelepasan CO2 pada siklus krebs terjadi sebanyak 2 kali, jadi siklus krebs merupakan siklus dari 6C menjadi 4C dan kembali menjadi 6C dengan menambahkan 2 atom karbon dari asetil co-A pada oksaloasetat.


• Senyawa-senyawa yang melepaskan ion Hidrogen seperti : isositrat, alfa-ketoglutarat, suksinat dan malat. Karena senyawa-senyawa tersebut akan menghasilkan NADH atau FADH.kecuali suksinat akan menghasilkan NADH.


• perhatikan pula apakah menghasilkan ATP.

Dari berbagai informasi tentunya anda sudah mengetahui bahwa Siklus Kreb's adalah reaksi kimia yang paling banyak menghasillkan energi. akan tetapi di sini mengapa Anda tidak melihat dihasilkan ATP satu pun. Menagapa?

Inilah jawabannya. Siklus Kreb's merupakan reaksi penghasilan tenaga yang paling banyak adalah memang benar karena walaupun siklus krebs tidak menghasilkan ATP satu molekulpun akan tetapi pada siklus ini menghasilkan energi dalam ikatan NADH ataupun FADH. Nah FADH dan NADH inilah yang akan dikonversi menjadi ATP pada rangkaian reaksi berikutnya, yaitu sistem transfer elektron (STE) yang terjadi pada membran dalam mitokondria.

NADH dan FADH di dalam STE akan dikonversi menjadi ATP. 1 NADH akan menghasilkan ATP sebanyak 3 molekul. sedangkan FADH akan menghasilkan ATP sebanyak 2 molekul.

Itulah konsep tentang katabolisme glukosa, posting selanjutnya adalah mengenai

• SISTEM TRANSPORT ELEKTRON UNTUK MENGUBAH NADH DAN FADH MENJADI ATP