Glikolisis adalah seluruh rangkaian proses yang dijalankan tubuh secara otomatis. Seperti diketahui, manusia membutuhkan banyak energi untuk dapat menjalankan segala aktivitasnya sehari-hari, untuk itu ia harus menjaga pola makan yang baik berdasarkan sayur-sayuran, protein, buah-buahan dan yang terpenting, memiliki penggabungan salah satu sumber energi terpenting, misalnya, glukosa. Glukosa masuk ke dalam tubuh melalui makanan dan dalam berbagai bentuk kimiawi yang nantinya akan menjadi yang lain, hal ini terjadi dari proses metabolisme yang berbeda.
Apa itu Glikolisis
Daftar Isi
Glikolisis mewakili cara tubuh memulai pemecahan molekul glukosa untuk mendapatkan zat yang dapat memberikan energi bagi tubuh. Ini adalah jalur metabolisme yang bertanggung jawab untuk mengoksidasi glukosa, untuk memperoleh energi untuk sel. Ini merupakan cara paling cepat untuk menangkap energi ini, di samping itu, ini adalah salah satu rute yang umumnya dipilih dalam metabolisme karbohidrat.
Fungsinya antara lain menghasilkan molekul energi tinggi NADH dan ATP sebagai penyebab asal energi seluler dalam proses fermentasi dan respirasi aerobik.
Fungsi lain yang dilakukan glikolisis adalah pembentukan piruvat (molekul dasar dalam metabolisme sel) yang masuk ke dalam siklus respirasi sel sebagai elemen respirasi aerobik. Selain itu, ia menghasilkan 3 dan 6 karbon antara, yang biasanya digunakan dalam proses seluler yang berbeda.
Glikolisis terdiri dari 2 tahap, masing-masing terdiri dari 5 reaksi. Tahap nomor 1 terdiri dari lima reaksi pertama, kemudian molekul glukosa asli diubah menjadi dua molekul 3-fosfogliseraldehida.
Tahap ini umumnya disebut tahap preparatif, yaitu tahap di mana glukosa dibagi menjadi dua molekul yang masing-masing terdiri dari 3 karbon; menggabungkan dua asam fosfat (dua molekul gliseraldehida 3 fosfat). Mungkin juga glikolisis terjadi pada tumbuhan, umumnya informasi ini cenderung dijelaskan dalam glikolisis pdf.
Penemuan glikolisis
Pada tahun 1860 studi pertama yang berkaitan dengan enzim glikolisis dilakukan, yang disiapkan oleh Louis Pasteur, yang menemukan bahwa fermentasi terjadi berkat intervensi berbagai mikroorganisme, bertahun-tahun kemudian, pada tahun 1897, Eduard Buchner menemukan ekstrak. sel yang dapat menyebabkan fermentasi.
Pada tahun 1905 kontribusi lain untuk teori dibuat, ketika Arthur Harden dan William Young menentukan bahwa fraksi seluler dari massa molekul diperlukan untuk fermentasi berlangsung, namun, massa ini harus tinggi dan peka terhadap panas, yaitu, mereka pasti enzim..
Mereka juga mengklaim bahwa fraksi sitoplasma dengan massa molekul rendah dan ketahanan panas diperlukan, yaitu koenzim tipe ATP, ADP dan NAD +. Ada lebih banyak rincian yang dikonfirmasi pada tahun 1940 dengan campur tangan Otto Meyerhof dan Luis Leloir, yang bergabung dengannya beberapa tahun kemudian. Mereka mengalami beberapa kesulitan dalam menentukan jalur fermentasi, termasuk masa hidup yang pendek dan konsentrasi zat antara yang rendah dalam reaksi glikolitik yang selalu berakhir dengan cepat.
Selanjutnya, enzim glikolisis terbukti terjadi pada sitosol sel eukariotik dan prokariotik, tetapi pada sel tumbuhan, reaksi glikolitik terjadi pada siklus calvin, yang terjadi di dalam kloroplas. Organisme purba secara filogenetik termasuk dalam konservasi jalur ini, bagi mereka itu dianggap sebagai salah satu jalur metabolisme tertua. Setelah ringkasan glikolisis ini selesai, Anda dapat berbicara banyak tentang siklus atau tahapannya.
Siklus glikolisis
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, ada serangkaian fase atau siklus dalam glikolisis yang paling penting, yaitu fase pengeluaran energi dan fase manfaat energi, yang dapat dijelaskan sebagai skema glikolisis atau cukup dengan membuat daftar masing-masing reaksi glikolisis. Ini, pada gilirannya, dipecah menjadi 4 bagian atau elemen fundamental yang akan dijelaskan secara rinci di bawah ini.
Fase pengeluaran energi
Ini adalah fase yang bertanggung jawab untuk mengubah molekul glukosa menjadi dua molekul gliseraldehida, namun, untuk mewujudkannya, diperlukan 5 langkah, yaitu heksokinase, glukosa-6-P isomerase, fosfofruktokinase, aldolase dan triosa. isomerase fosfat, yang akan dirinci di bawah ini:
- Hexokinase: untuk meningkatkan energi glukosa, glikolisis harus menghasilkan reaksi, ini adalah fosforilasi glukosa. Nah, agar aktivasi ini berlangsung, diperlukan reaksi yang dikatalisis oleh enzim heksokinase, yaitu transfer gugus fosfat dari ATP, yang dapat ditambahkan dari gugus fosfat ke serangkaian molekul yang ada. mirip dengan glukosa, termasuk manosa dan fruktosa. Setelah reaksi ini terjadi, dapat digunakan dalam proses lain, tetapi hanya jika diperlukan.
- Glukosa-6-P isomerase: ini adalah langkah yang sangat penting karena di sinilah geometri molekul yang akan mempengaruhi fase kritis dalam glikolisis ditentukan, yang pertama adalah yang menambahkan gugus fosfat ke produk reaksi, yang kedua adalah ketika dua molekul gliseraldehida akan dibuat, yang akhirnya akan menjadi prekursor piruvat. Glukosa 6 fosfat diisomerisasi menjadi fruktosa 6 fosfat dalam reaksi ini dan ia melakukannya melalui enzim glukosa 6 fosfat isomerase.
- Fosfofruktokinase: dalam proses glikolisis ini, fosforilasi fruktosa 6 fosfat dilakukan pada karbon 1, selain itu, pengeluaran ATP dilakukan melalui enzim fosfofruktokinase 1, lebih dikenal dengan PFK1.
Karena semua hal di atas, fosfat memiliki energi hidrolisis yang rendah dan proses yang tidak dapat diubah, akhirnya mendapatkan produk yang disebut fruktosa 1,6 bifosfat. Kualitas ireversibel sangat penting karena menjadikannya titik kontrol untuk glikolisis, oleh karena itu ditempatkan di sini dan bukan pada reaksi pertama, karena ada substrat lain selain glukosa yang berhasil memasuki glikolisis.
- Aldolase: enzim ini berhasil memecah fruktosa 1,6 bifosfat menjadi dua molekul 3-karbon yang disebut triosa, molekul ini disebut dihidroksiaseton fosfat dan gliseraldehida 3 fosfat. Kerusakan ini terjadi berkat kondensasi aldol yang dapat dibalik.
Reaksi ini mempunyai sifat utama yaitu energi bebas antara 20 dan 25 Kj / mol dan hal ini tidak terjadi pada kondisi normal bahkan kurang spontan, tetapi bila menyangkut kondisi intraseluler energi bebasnya kecil, hal ini karena terdapat a konsentrasi substrat yang rendah dan justru inilah yang membuat reaksi menjadi reversibel.
- Triose phosphate isomerase: dalam proses glikolisis ini terdapat energi bebas standar dan positif, ini menghasilkan proses yang tidak disukai, tetapi menghasilkan energi bebas negatif, ini membuat pembentukan G3P ke arah yang disukai. Selain itu, harus diperhitungkan bahwa satu-satunya yang dapat mengikuti langkah-langkah glikolisis yang tersisa adalah gliseraldehida 3 fosfat, sehingga molekul lain yang dihasilkan oleh reaksi fosfat dihidroksiaseton diubah menjadi gliseraldehida 3 fosfat.
Ada dua keuntungan dalam fosforilasi glukosa, yang pertama didasarkan pada membuat glukosa menjadi agen metabolik reaktif, yang kedua adalah dicapai bahwa glukosa 6 fosfat tidak dapat melewati membran sel, sangat berbeda dengan glukosa., karena ia memiliki muatan negatif yang diberikan oleh gugus fosfat ke molekul, dengan cara ini, membuatnya lebih rumit untuk disilangkan. Semua ini mencegah substrat energi sel hilang.
Selain itu, fruktosa memiliki pusat alosterik yang peka terhadap konsentrasi zat antara seperti asam lemak dan sitrat. Dalam reaksi ini, enzim fosfofruktokinase 2 dilepaskan, yang bertanggung jawab untuk memfosforilasi pada karbon 2 dan mengaturnya.
Pada langkah ini hanya ATP yang dikonsumsi pada langkah pertama dan ketiga, selain itu harus diingat pada langkah keempat, molekul gliseraldehida-3-fosfat dihasilkan, tetapi dalam reaksi ini, molekul kedua dihasilkan. Dengan ini harus dipahami bahwa, dari sana, semua reaksi berikut terjadi dua kali, hal ini disebabkan oleh 2 molekul gliseraldehida yang dihasilkan dari fase yang sama.
Fase manfaat energi
Sedangkan energi ATP dikonsumsi pada fase pertama, pada fase ini gliseraldehida menjadi molekul dengan energi lebih banyak, sehingga diperoleh manfaat akhir: 4 molekul ATP. Setiap reaksi glikolisis dijelaskan di bagian ini:
- Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase: dalam reaksi ini, gliseraldehida -3-fosfat dioksidasi menggunakan NAD +, baru kemudian ion fosfat dapat ditambahkan ke molekul, yang dilakukan oleh enzim gliseraldehida 3-fosfat dehidrogenase dalam 5 langkah, dengan cara ini, meningkatkan energi total senyawa.
- Phosphoglycerate kinase: dalam reaksi ini, enzim phosphoglycerate kinase berhasil mentransfer gugus fosfat 1,3 bisphosphoglycerate ke molekul ADP, ini menghasilkan molekul ATP pertama dalam jalur manfaat energi. Karena glukosa diubah menjadi dua molekul gliseraldehida, 2 ATP dipulihkan dalam fase ini.
- Mutase fosfogliserat: yang terjadi pada reaksi ini adalah perubahan posisi fosfat C3 menjadi C2, keduanya merupakan energi yang sangat mirip dan reversibel dengan variasi energi bebas yang mendekati nol. Di sini 3 fosfogliserat yang diperoleh dari reaksi sebelumnya diubah menjadi 2 fosfogliserat, namun enzim yang mengkatalisis reaksi ini adalah fosfogliserat mutase.
- Enolase: enzim ini memberikan pembentukan ikatan rangkap dalam 2 fosfogliserat, hal ini menyebabkan molekul air yang telah dibentuk oleh hidrogen dari C2 dan OH dari C3 menjadi tereliminasi, sehingga menghasilkan fosfoenolpiruvat.
- Kinase piruvat: di sini terjadi defosforilasi fosfoenolpiruvat, kemudian enzim piruvat dan ATP diperoleh, reaksi ireversibel yang terjadi dari piruvat kinase (enzim yang, omong-omong, bergantung pada kalium dan magnesium.
Produk glikolisis
Karena arah metabolisme zat antara dalam reaksi bergantung pada kebutuhan seluler, setiap zat antara dapat dianggap sebagai produk reaksi, maka setiap produk akan (dalam urutan sesuai dengan reaksi yang dijelaskan sebelumnya) sebagai berikut:
- Glukosa 6 fosfat
- Fruktosa 6 fosfat
- Fruktosa 1,6 bifosfat
- Fosfat dihydroxyacetone
- Gliseraldehida 3 fosfat
- 1,3 bisphosphoglycerate
- 3 fosfogliserat
- 2 fosfogliserat
- Phosphoenolpyruvate
- Piruvat
Glukoneogenesis
Ini adalah jalur anabolik di mana sintesis glikogen terjadi melalui prekursor sederhana, ini adalah glukosa 6 fosfat. Glikogenesis terjadi di hati dan otot, tetapi terjadi pada tingkat yang lebih rendah di hati dan otot. Ini diaktifkan melalui insulin sebagai respons terhadap kadar glukosa tinggi, yang dapat terjadi setelah makan makanan yang mengandung karbohidrat.
The glukoneogenesis dibuat dengan menggabungkan unit glukosa berulang, yang datang dalam satu bentuk UDP-glukosa ke glikogen splitter yang ada sebelumnya dan yang didasarkan pada protein glycogenin, yang dibentuk oleh dua rantai autoglicosilan dan sebagai tambahan, mereka dapat menghubungkan rantainya dengan oktamer glukosa.
