Proses Katabolisme Sukrosa I (Glikolisis dan Oksidasi Pyruvate)

Adenosine triphosphate (ATP) merupakan senyawa dalam tubuh yang berfungsi untuk sumber energi. Salah satu sumber ATP adalah dari katabolisme sukrosa. Proses katabolisme sukrosa dibagi menjadi beberapa tahapan, yaitu glikolisis, oksidasi pyruvate, siklus kreb, dan transfer elektron. Berikut adalah skema gambar dari katabolisme sukrosa di dalam sel.

1. Glikolisis

Tahapan pertama dalam katabolisme glukosa adalah glikolisis. Glikolisis adalah proses pemecahan glukosa menjadi piruvat. Dalam tahapan tersebut, tiap 1 molekul glukosa melalui 10 reaksi, semua reaksi tersebut terjadi di sitoplasma sel. Glikolisis membutuhkan 2 molekul ATP, menghasilkan 2 molekul piruvat dan 4 molekul ATP. Namun karena glikolisis memerlukan 2 molekul ATP sehingga ATP bersih yang dihasilkan adalah 2 molekul. Selain itu glikolisis 1 molekul  glukosa juga menghasilkan 2 NADH yang selanjutnya masuk ke tahap transport elektron.

Glukosa merupakan merupakan senyawa dengan 6 atom karbon. Reaksi pertama dari 10 reaksi dalam glikolisis adalah fosfolarisasi glukosa menjadi glucose 6-phosphate reaksi ini membutuhkan 1 ATP yang dikatalis oleh enzim hexokinase. Glucose 6-phosphate kemudian diubah menjadi fructose 6-phosphate oleh enzim phosphoglucoisomerase dan diikuti oleh fosfolarisasi yang kedua menghasilkan Fructose 1,6-bisphosphate, reaksi tersebut dikatalisis oleh enzim phosphofructokinase dan juga memerlukan 1 ATP. Fructose 1,6-bisphosphate yang memiliki 6 atom karbon kemudian dipecah oleh enzim aldolase menjadi 2 senyawa dengan 3 atom karbon yaitu glyceraldehyde 3-phosphate (G3P) dan dihydroxyacetone phosphate namun dihydroxyacetone phosphate kemudian juga akan diubah menjadi glyceraldehyde 3-phosphate (G3P) oleh enzim isomerase sehingga sampai tahap ini (5 reaksi) dihasilkan 2 senyawa glyceraldehyde 3-phosphate (G3P). Masing-masing glyceraldehyde 3-phosphate (G3P) akan teroksidasi menghasilkan NADH, diikuti oleh fosfolarisasi yang dikalatisis oleh enzim triose phosphate dehydrogenase menghasilkan 1,3-Bisphosphoglycerate (BPG). Dengan dikatalisis oleh enzim phosphoglycerokinase, 1,3-Bisphosphoglycerate (BPG) mentransfer 1 molekul fosfatnya ke ADP sehingga terbentuk 1 molekul ATP dan senyawa 3-Phosphoglycerate (3PG).  Senyawa 3-Phosphoglycerate (3PG) ini oleh enzim phosphoglyceromutase dan enolase diubah menjadi phosphoenolpyruvate (PEP). Pada reaksi terakhir glikolisis, phosphoenolpyruvate (PEP) diubah menjadi pyruvate yang dikatalisis oleh enzim pyruvate kinase menghasilkan pyruvate dan ATP.

Rangkaian reaksi glikolisis

Pada 5 reaksi awal glikolisis, dibutuhkan 2 ATP dan pada 5 reaksi terakhir, molekul glukosa (6 atom C) dipecah menjadi 2 molekul glyceraldehyde 3-phosphate (3 atom C). Masing-masing glyceraldehyde 3-phosphate menghasilkan 2 ATP dan 1 NADH sehingga 1 glukosa secara total menghasilkan 2 ATP (4 ATP-2 ATP) dan 2 NADH.

Selama glukosa masih tersedia, Sel-sel akan terus melakukan proses glikolisis untuk mendapatkan energi. Namun dalam prosesnya, glikolisis mengubah NAD⁺ di dalam sel menjadi NADH, lama kelamaan konsentrasi NAD⁺ dalam sel rendah sehingga NADH dalam sel perlu didaur ulang menjadi NAD⁺. Ada beberapa jalur proses daur ulang tersebut yaitu respirasi aerobik dan fermentasi. Kedua jalur tersebut akan kami bahas pada postingan selanjutnya.

2. Oksidasi Pyruvate

Pada eukariotik, piruvat dari hasil glikolisis dimanfaatkan lebih lanjut untuk menghasilkan lebih banyak energy (ATP). Piruvat di dekarboksilasi menghasilkan CO₂. Terbentuk senyawa gugus asetil dengan 2 atom karbon  serta elekton yang mereduksi NAD⁺  menjadi NADH. Reaksi tersebut merupakan reaksi yang kompleks dan terjadi di dalam mitokondria serta dikatalisis oleh enzim pyruvate dehydrogenase. Gugus asetil dari senyawa tersebut terlepas, kemudian berikatan dengan coenzim A (CoA) membentuk senyawa yang disebut dengan acetyl-CoA.

Proses oksidasi piruvat menghasilkan asetil coenzim A (CoA)

Walaupun acetyl-CoA tidak hanya dihasilkan dari sukrosa, namun acetyl-CoA hanya dapat digunakan oleh 2 reaksi, yaitu reaksi pembentukan lipid yang selanjutnya akan disimpan sebagai cadangan makanan dan dioksidasi dalam siklus kreb untuk didapatkan ATP. Jika konsentrasi  ATP dalam sel tinggi, acetyl-CoA akan diubah menjadi lipid untuk disimpan, namun jika konsentrasi  ATP dalam rendah, acetyl-CoA akan masuk ke dalam siklus kreb untuk dihasilkan energi. Pembahasan tentang siklus kreb dan transport elektron yang merupakan rangkaian katabolisme sukrosa akan dijelaskan dalam postingan Pembahasan tentang siklus krebs dan transport elektron
Terima kasih, semoga bermanfaat..