Apa Saja Tahapan Reaksi Glikolisis dan Bagaimana Prosesnya?

tirto.id - Setiap hari, tubuh manusia melakukan berbagai aktivitas yang memerlukan energi. Energi itu berasal dari makanan yang telah melalui reaksi kimia dalam tubuh. Salah satu proses penting yang berperan menghasilkan energi di tubuh manusia adalah glikolisis.

Dari segi leksikal, glikolisis perpaduan dari kata glykys yang berarti gula (manis) dengan lysis bermakna proses. Sederhananya, pengertian glikolisis adalah proses yang mengubah glukosa menjadi energi.

Nurhayani H. Muhiddin dalam buku Metabolisme Biomolekul (2023) menjelaskan glikolisis adalah proses penguraian gula enam karbon menjadi dua molekul asam piruvat, masing-masing berkarbon tiga.

Biologi mengenal proses glikolisis sebagai jalur metabolisme yang digunakan oleh semua sel untuk menerapkan reaksi redoks (oksidasi) pada glukosa supaya menghasilkan energi.

Hasil oksidasi glukosa tersebut berupa energi energi dalam bentuk Adenosin trifosfat atau ATP yang siap pakai dan zat antara yang bisa digunakan dalam jalur metabolisme lainnya. Obyek glikolisis tidak terbatas glukosa, tapi juga gula sederhana lainnya seperti fruktosa dan galaktosa.

Proses glikolisis terjadi di sitosol dan berperan penting dalam merangsang pembentukan insulin serta mengatur kadar gula darah. Selain mengubah energi, proses glikolisis juga berperan mendukung berbagai metabolisme lainnya dalam tubuh.

Tahapan reaksi glikolisis mencakup berbagai proses. Namun, sebelum memahami proses-proses tersebut, sebaiknya simak dulu uraian dengan fungsi glikolisis berikut.

Fungsi Glikolisis

Glikolisis merupakan salah satu proses krusial dalam metabolisme sel yang tidak hanya menyediakan energi siap pakai tetapi juga mendukung berbagai jalur metabolisme dan biosintesis lainnya.

Proses glikolisis berperan penting dalam menghasilkan energi siap pakai (ATP) dan energi pereduksi (NADH). Untuk memahami kegunaan reaksi ini, berikut ini penjelasan beberapa fungsi glikolisis:

1. Produksi energi

Fungsin utama glikolisis adalah menghasilkan energi dari glukosa. Proses glikolisis dapat mengubah satu molekul glukosa menjadi dua molekul asam piruvat.

Dalam proses ini, glikolisis menghasilkan 2 molekul ATP dan 2 molekul NADH per molekul glukosa. Hasil proses glikolisis itu menjadi sumber energi bagi sel-sel di tubuh.

2. Pembentukan NADH

Selain energi ATP, proses glikolisis menghasilkan NADH yang berfungsi sebagai pembawa elektron dalam rantai transpor elektron. NADH berperan dalam proses yang menghasilkan lebih banyak energi melalui proses lanjutan.

3. Menyediakan prekursor metabolisme lain

Glikolisis menghasilkan asam piruvat, yang merupakan senyawa penting untuk memulai langkah-langkah metabolisme selanjutnya. Setelah terbentuk, asam piruvat dapat masuk ke dalam siklus krebs, dikenal pula sebagai siklus asam sitrat.

Dengan cara seperti itulah, energi yang dihasilkan dari proses glikolisis bisa diperbanyak melalui jalur metabolisme lainnya, terutama ketika oksigen tersedia untuk sel.

4. Adaptasi metabolik

Glikolisis dapat membantu sel-sel tubuh beradaptasi dengan lingkungan yang kekurangan oksigen. Proses glikolisis dapat berlangsung baik dalam kondisi anaerobik (tanpa oksigen) maupun aerobik (dengan oksigen).

Tahapan dan Proses Glikolisis

ATP merupakan molekul energi utama bagi semua makhluk hidup. Salah satu cara tubuh menghasilkan ATP adalah melalui proses glikolisis. Serangkaian proses memecah gula dan menghasilkan energi berbentuk ATP itu melibatkan sejumlah tahapan reaksi glikolisis.

Proses terjadinya glikolisis melalui 10 tahap reaksi yang mengubah gula, seperti glukosa, menjadi molekul 3-karbon bernama piruvat. Selain memproduksi ATP, proses glikolisis ini juga menghasilkan NADH dan piruvat sebagai hasil akhirnya.

Made Sukaryawan dan Diah Kartika Sari dalam Buku Biokimia 2: Metabolisme Berbasis Konstruktivisme 5 Fhase Needham (2023) menjelaskan tahapan proses glikolisis terbagi menjadi dua bagian, yaitu fase persiapan dan fase menghasilkan energi.

Berbagai tahapan reaksi glikolisis dalam kedua fase tadi adalah:

1. Fase persiapan glikolisis

a. Tahap 1:

Glukosa mengalami fosforilasi pada gugus hidroksil di karbon ke-6, membentuk D-glukosa 6-fosfat. Proses ini membutuhkan 1 ATP dan dikatalisis oleh enzim heksokinase.

b. Tahap 2:

D-glukosa 6-fosfat diubah jadi D-fruktosa 6-fosfat oleh enzim fosfoheksosa isomerase.

c. Tahap 3:

D-fruktosa 6-fosfat kemudian difosforilasi pada karbon ke-1, membentuk D-fruktosa 1,6-bifosfat dengan bantuan enzim fosfofruktokinase, yang juga memerlukan 1 ATP.

d. Tahap 4:

Molekul D-fruktosa 1,6-bifosfat dipecah menjadi dua molekul tiga karbon, yaitu dihidroksi aseton fosfat (DHAP) dan gliseraldehida 3-fosfat. Proses tersebut dikatalisis oleh enzim aldolase. Hal ini merupakan langkah penting dalam pemecahan (lysis) glukosa.

e. Tahap 5:

Dihidroksiaseton fosfat diubah menjadi molekul kedua, gliseraldehida 3-fosfat, melalui proses isomerisasi yang dikatalisis oleh enzim triosa fosfat isomerase.

2. Fase penghasil energi

a. Tahap 6:

Dua molekul gliseraldehida 3-fosfat mengalami proses oksidasi dan difosforilasi oleh fosfat anorganik, lantas menghasilkan 2 molekul 1,3-bisfosfogliserat dan menghasilkan 2 NADH. Proses ini dikatalisis oleh enzim gliseraldehida 3-fosfat dehidrogenase.

b. Tahap 7:

Dua molekul 1,3-bisfosfogliserat diubah menjadi dua molekul 3-fosfogliserat, sehingga menghasilkan dua molekul ATP. Reaksi ini dibantu oleh enzim fosfogliserat kinase.

c. Tahap 8:

Molekul 3-fosfogliserat diubah menjadi 2-fosfogliserat oleh enzim fosfogliserat mutase.

d. Tahap 9:

Molekul 2-fosfogliserat diubah menjadi fosfoenol piruvat melalui enzim enolase.

e. Tahap 10:

Dua molekul fosfoenol piruvat diubah menjadi 2 molekul piruvat, menghasilkan 2 molekul ATP. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim piruvat kinase.