Home » makalah » Makalah Katabolisme

Monday, October 28, 2019

Makalah Katabolisme

Posted by on Monday, October 28, 2019

BAB I
PENDAHULUAN

A.      Latar belakang
Katabolisme disebut juga respirasi, merupakan proses pemecahan bahan organik menjadi bahan anorganik dan melepaskan sejumlah energi (reaksi eksergonik). Respirasi dilakukan oleh semua makhluk hidup dengan semua penyusun tubuh, baik sel tumbuhan maupun sel hewan dan manusia.        Respirasi ini dilakukan baik siang maupun malam.
B.       Rumusan masalah
1.        Apa pengertian dari katabolisme ?
2.        Tahap-tahap apa sajakah yang terdapat dalam proses katabolosme karbohidrat ?
C.      Tujuan
1.        Untuk mengetahui pengertian dari katabolisme
2.        Untuk mengetahui apa saja tahap-tahap yang terdapat dalam proses katabolisme karbohidrat



BAB II
PEMBAHASAN
1.        Katabolisme
Katabolisme merupakan reaksi pemecahan atau penguraian senyawa kompleks (organik) menjadi senyawa yang lebih sederhana (anorganik). Dalam reaksi penguraian tersebut dapat dihasilkan energi yang berasal dari terlepasnya ikatan-ikatan senyawa kimia yang mengalami penguraian. Tetapi energi yang dihasilkan itu tidak dapat langsung digunakan oleh sel, melainkan harus diubah dalam bentuk senyawa Adenosin Trifosfat (ATP) yang mengandung energi tinggi. Tujuan utama reaksi katabolisme adalah untuk membebaskan energi yang terkandung di dalam senyawa sumber, yaitu Adenosin Trifosfat (ATP).
A.      Katabolisme karbohidrat
Katabolisme karbohidrat biasa juga disebut respirasi sel. Respirasi sel berlangsung di dalam mitokondria melalui proses glikolisis, dilanjutkan dengan proses dekarboksilasi oksidatif kemudian siklus Krebs, di mana pada setiap tingkatan proses ini dihasilkan energy berupa ATP (Adenosin Tri Phosphat) dan hidrogen. Hidrogen yang berenergi bergabung dengan akseptor hidrogen untuk dibawa ke transfer elektron, energinya dilepaskan dan hidrogen diterima oleh O2 menjadi H2O. Di dalam proses respirasi sel, bahan bakarnya adalah gula heksosa. Pembakaran tersebut memerlukan oksigen bebas, sehingga reaksi keseluruhan dapat ditulis sebagai berikut.
Dalam respirasi, gula heksosa mengalami pembongkaran dengan proses yang sangat panjang. Pertama kali, glukosa sebagai bahan bakar mengalami proses fosforilasi, yaitu proses penambahan fosfat kepada molekul-molekul glukosa hingga menjadi fruktosa-1,6 difosfat. Pada fosforilasi, ATP dan ADP memegang peranan penting sebagai pengisi fosfat.
Adapun pengubahan fruktosa-1,6 difosfat hingga akhirnya menjadi CO2 dan H2O dapat dibagi menjadi 4 tahap, yaitu glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, siklus krebs, dan transfer elektron.

2.        Tahap-tahap dalam proses katabolosme karbohidrat
a.         Glikolisis
Glikolisis adalah serangkaian reaksi yang menguraikan satu molekul glukosa menjadi dua molekul asam piruvat serta NADH dan ATP. Jalur reaksi ini disebut juga jalur Embden-Mayerhoff-Parns (EMP). Glikolisis berlangsung di sitosol, merupakan proses pemecahan molekul glukosa yang memiliki 6 atom C menjadi dua molekul asam piruvat yang memiliki 3 atom C.
Pertama-tama, glukosa mendapat tambahan satu gugus fosfat dari satu molekul ATP, yang kemudian berubah menjadi ADP, membentuk glukosa 6-fosfat. Setelah itu, glukosa 6-fosfat diubah oleh enzim menjadi isomernya, yaitu fruktosa 6-fosfat. Satu molekul ATP yang lain memberikan satu gugus fosfatnya kepada fruktosa 6-fosfat,  yang membuat ATP tersebut menjadi ADP dan fruktosa 6-fosfat menjadi fruktosa1,6-difosfat. Kemudian, fruktosa 1,6-difosfat dipecah menjadi dua senyawa yang saling isomer satusama lain, yaitu dihidroksi aseton fosfat dan PGAL (fosfogliseraldehid atau gliseraldehid 3-fosfat). Selanjutnya, dihidroksi aseton fosfat dan PGAL masing-masing mengalami oksidasi dan mereduksi NAD+, sehingga terbentuk NADH, dan mengalami penambahan molekul fosfat anorganik (Pi) sehingga terbentuk 1,3-difosfogliserat. Kemudian masing-masing1,3-difosfogliserat melepaskan satu gugus fosfatnya dan berubah menjadi 3-fosfogliserat, dimana gugus fosfat yang dilepas oleh masing-masing 1,3-difosfogliserat dipindahkan kedua molekul ADP dan membentuk dua molekul ATP. Setelah itu, 3-fosfogliserat mengalami isomerisasi menjadi 2-fosfogliserat. Setelah menjadi 2-fosfogliserat, sebuah molekul air dari masing-masing 2-fosfogliserat dipisahkan, menghasilkan fosfoenolpiruvat. Terakhir, masing-masing fosfoenolpiruvat melepaskan gugus fosfat terakhirnya, yang kemudian diterima oleh dua molekul ADP untuk membentuk ATP, dan berubah menjadi asam piruvat. Setiap pemecahan 1 molekul glukosa pada reaksi glikolisis akan menghasilkan produk kotor berupa 2 molekul asam piruvat, 2 molekul NADH, 4 molekul ATP, dan 2 molekul air. Akan tetapi, pada awal reaksi ini telah digunakan 2 molekul ATP, sehingga hasil bersih reaksi ini adalah2 molekul asam piruvat (C3H4O3), 2 molekul NADH, 2 molekul ATP, 2 molekul air (H2O).


Gambar 1. Glikolisis

b.         Dekarboksilasi Oksidatif
Pada perjalanan reaksi berikutnya, asam piruvat tergantung pada ketersediaan oksigen dalam sel. Jika oksigen cukup tersedia, asam piruvat dalam mitokondria akan mengalami dekarboksilasi oksidatif yaitu mengalami pelepasan CO2 dan reaksi oksidasi dengan pelepasan 2 atom H (reaksidehidrogenasi). Dekarboksilasi oksidatif berlangsung di matriks mitokondria, Pada  langkah ini 2 molekul asam piruvat yang terbentuk pada glikolisis masing-masing diubah menjadi Asetil-KoA (asetil koenzim A) dan menghasilkan 2 NADH.
Selama proses tersebut berlangsung, maka asam piruvat akan bergabung dengan koenzim A (KoA–SH) yang membentuk asetil koenzim A (asetyl KoA). Dalam suasana aerob yang berlangsung di membran krista mitakondria terbentuk juga hasil yang lain, yaitu NADH2 dari NAD yang menangkap lepasnya 2 atom H yang berasal dari reaksi dehidrogenasi. Kemudian kumpulan NADH2 diikat oleh rantai respirasi di dalam mitokondria. Setelah asam piruvat bergabung dengan koenzim dan membentuk asetil Co-A kemudian masuk dalam tahap siklus Krebs. Selanjutnya, asetil Ko-A yang masuk dalam tahap ketiga yaitu siklus Krebs atau siklus asam sitrat.


Gambar2. Dekarboksilasi Oksidatif

c.         Siklus Krebs
Siklus Krebs berasal dari nama penemuannya yaitu Sir Hans Krebs (1980-1981), seorang ahli biokimia Jerman yang mengemukakan bahwa glukosa secara perlahan dipecah di dalam mitokondria sel dengan suatu siklus dinamakan siklus Krebs. Daur Krebs yang berlangsung di matriks mitokondria disebut juga daur asam sitrat atau daur asam trikarboksilat dan berlangsung pada matriks mitokondria. Asetil-KoA yang terbentuk pada dekarboksilasi oksidatif, memasuki daur ini. Pada akhir siklus dihasilkan 2 ATP,6 NADH, 2 FADH, dan 4 CO2.
Asetil koenzim A masuk siklus Krebs melalui reaksi hidrolisis dengan melepas koenzim A dan gugus asetil (mengadung 2 atom C), kemudian bergabung dengan asam oksaloasetat (4 atom C) membentuk asam sitrat (6 atom C). Energi yang digunakan untuk pembentukan asam sitrat berasal dari ikatan asetil koenzim A. Selanjutnya, asam sitrat (C6) secara bertahap menjadi asam oksaloasetat (C4) lagi yang kemudian akan bergabung dengan asetil Ko–A. Peristiwa pelepasan atom C diikuti dengan pelepasan energy tinggi berupa ATP yang dapat langsung digunakan oleh sel. Selama berlangsungnya reaksi oksigen yang diambil dari air untuk digunakan mengoksidasi dua atom C menjadi CO2, proses tersebut disebut dekarboksilasioksidatif.
Dalam setiap oksidasi 1 molekul asetil koenzim A akan dibebaskan 1 molekul ATP, 8 atom H, dan 2 molekul CO2. Atom H yang dilepaskan itu kemudian ditangkap oleh Nikotinamid Adenin Dinukleotida (NAD) dan Flavin Adenin Dinukleotida (FAD) untuk dibawa menuju sistem transpornyang direaksikan dengan oksigen menghasilkan air.asetil Ko–A melepas 2 atom C-nya yang ditangkap oleh oksalo asetat menjadi asam sitrat. Karena adanya penambahan dan pelepasan H2O, selanjutnyaasam sitrat diubah menjadiasam isositrat. Asam isositrat kemudian melepaskan gugus karboksil (CO2) terbentuk asam α-Ketoglutamat yang disertai dengan pelepasanhidrogen dan elektron yang ditangkap NAD membentuk NADH. Selanjutnya asam α-Ketoglutamat juga melepaskan gugus karboksit (CO2) disertai dengan pelepasan hidrogen dan elektron yang ditangkap NAD membentuk NADH. Asam α -Ketoglutamat lalu berikatan dengan molekul Ko-A membentuk suksinat Ko–A. KoA kemudian dilepas dan digantikan oleh fosfat (P) berasal dari GTP, terikat pada ADP membentuk ATP, menyebabkan suksinil Ko-A berubah menjadi asam suksinat.
Asam suksinat melepaskan 2 hidrogen (2H) dan elektron yang ditangkap FAD membentuk FADH2, asam suksinat berubah menjadi asam fumarat.Kemudian asam fumarat dapat menggunakan air (H2O) menjadi asam malat, selanjutnya asam malat melepaskan hidrogen dan elektron ditangkap oleh NAD+ membentuk NADH.Dan akhirnya asam malat berubah menjadi asam oksaloasetat. Asam aksaloasetat yang mendapat transfer 2 atom karbon (2C) dari asetil Ko-A akan menjadi siklus Krebs kembali. Pada akhir siklus Krebs ini akan terbentuk kembali asam oksaloasetat yang berikatan dengan molekul asetil koenzim A yang lain dan berlangsung kembali siklus Krebs, karena selama reaksi oksidasi pada molekul glukosahanya dihasilkan 2 molekul asetil koenzim A, maka siklus Krebs harus berlangsung sebanyak dua kali. Jadi hasil bersih dari oksidasi 1 molekul glukosa akan dihasilkan 2 ATP,6 NADH, 2 FADH dan 4 CO2.


Gambar 3. Siklus Krabs
d.         Transfer Elektron
Rantai transpor elektron berlangsung pada krista mitokondria. Prinsip dari reaksi ini adalah: setiap pemindahan ion H (elektron) yang dilepas dari dua langkah pertama tadi antar akseptor dihasilkan energi yang digunakan untuk pembentukan ATP. Pada saat masuk ke rantai transpor elektron, molekul tersebut mengalami rangkaian reaksi oksidasi-reduksi (Redoks) yang terjadi secara berantai dengan melibatkan beberapa zat perantara untuk menghasilkan ATP dan H2O.
Sejak reaksi glikolisis sampai siklus Krebs, telah dihasilkan NADH dan FAH sebanyak 10 dan 2 molekul. Dalam transpor elektron ini, kesepuluh molekul NADH dan kedua molekul FADH2tersebut mengalami oksidasi. Dengan reaksi berikut : Setiap oksidasi NADH menghasilk an kira-kira 3 ATP, dan kira-kira 2 ATP untuk setiap oksidasi FADH2. Jadi dalam transpor elektron dihasilkan kira-kira 34 ATP.  Ditambah dari hasil glikolisis dan siklus Krebs, maka secara keseluruhan reaksi respirasi seluler menghasilkan total 38 ATP dari satu molekul glukosa.
Gambar 4. Transport Elektron



BAB III
PENUTUP

A.      Kesimpulan
Katabolisme merupakan reaksi pemecahan atau penguraian senyawa kompleks (organik) menjadi senyawa yang lebih sederhana (anorganik). Tahap-tahap dalam proses katabolosme karbohidrat yaitu glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, siklus krebs, dan transport elektron.
B.       Saran
Makalah ini masih memiliki banyak kekurangan, untuk itu kami membutuhkan beberapa saran dan kritik yang membangun untuk hasil yang lebih baik agar dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca.


No comments :

Post a Comment

Subscribe to: Post Comments ( Atom )
Terimakasih Telah Berkunjung Ke Blog Kami :)