23
Sekarang kita memiliki pemahaman umum dari topik yang luas metabolisme dan respirasi, kita akan berbalik diskusi kita untuk lebih jalur metabolisme spesifik yang mengarah pada derivasi ATP. Dalam SparkNote ini kita akan melihat glikolisis, metabolisme glukosa, produk pencernaan karbohidrat yang ditemukan dalam banyak produk makanan yang kita cerna. Mengambil tempat di sitoplasma sel, glikolisis sebenarnya terdiri dari serangkaian sembilan langkah yang melibatkan sejumlah struktur menengah dan enzim tertentu yang membantu mengkatalisis reaksi masing-masing. Pada bagian ini, kita akan pergi melalui setiap reaksi ini, mempelajari peran dari intermediet terkait dan enzim. (Catatan: pengetahuan spesifik dari sembilan langkah glikolisis tidak diperlukan untuk tes Biologi AP Dalam hal untuk menguji bahwa, ringkasan ini menyajikan semua informasi yang diperlukan tentang glikolisis dan dua bagian pertama dari SparkNote ini dapat dilewati Bagian ketiga.. fermentasi, bagaimanapun, akan dibahas pada tes AP). Selama sembilan glikolisis 'langkah, glukosa 6-karbon molekul dipecah menjadi dua molekul 3-karbon piruvat. Reaksi tidak terjadi secara spontan: 2 molekul ATP harus dipecah untuk mendorong pemisahan glukosa ke dalam 2 pyruvates. Namun, dalam perjalanan dari pemecahan glukosa, reaksi glikolisis menghasilkan empat ATP, menghasilkan keuntungan bersih dua ATP untuk seluruh proses. Glikolisis juga menghasilkan produksi 2 molekul NADH, yang akhirnya memainkan peran penting dalam produksi ATP tambahan dalam rantai transpor elektron. Glikolisis sendiri adalah sebuah proses anaerobik. Setelah sel telah selesai glikolisis, dan tergantung pada keadaan di mana sel menemukan dirinya, sel yang dapat pindah ke proses respirasi aerobik dan memulai siklus asam sitrat atau melanjutkan dengan respirasi aneorobic kurang efisien dalam proses yang disebut fermentasi , tertutup di bagian ketiga dari SparkNote ini pada glikolisis. Dalam dua bagian pertama dari SparkNote ini, kita akan melihat glikolisis dalam dua tahap utama. Yang pertama melibatkan fosforilasi dari cincin glukosa dalam persiapan untuk rincian akhirnya menjadi dua molekul 3-karbon. Pada tahap kedua, dua molekul 3-karbon diubah menjadi piruvat. Ketentuan Adenisine trifosfat (ATP) - Molekul dari mana sel-sel memperoleh energi. Terdiri dari sebuah molekul adenisine terikat dengan tiga fosfat, masing-masing mengandung ikatan fosfat energi, terutama ikatan ketiga. Dengan melanggar ikatan satu dan mengurangi ATP untuk adenisine fosfat di (ADP), sel dapat

Tamba Han

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Tamba Han

 Sekarang kita memiliki pemahaman umum dari topik yang luas metabolisme dan respirasi, kita akan berbalik diskusi kita untuk lebih jalur metabolisme spesifik yang mengarah pada derivasi ATP.  Dalam SparkNote ini kita akan melihat glikolisis, metabolisme glukosa, produk pencernaan karbohidrat yang ditemukan dalam banyak produk makanan yang kita cerna.

 Mengambil tempat di sitoplasma sel, glikolisis sebenarnya terdiri dari serangkaian sembilan langkah yang melibatkan sejumlah struktur menengah dan enzim tertentu yang membantu mengkatalisis reaksi masing-masing.  Pada bagian ini, kita akan pergi melalui setiap reaksi ini, mempelajari peran dari intermediet terkait dan enzim. (Catatan: pengetahuan spesifik dari sembilan langkah glikolisis tidak diperlukan untuk tes Biologi AP Dalam hal untuk menguji bahwa, ringkasan ini menyajikan semua informasi yang diperlukan tentang glikolisis dan dua bagian pertama dari SparkNote ini dapat dilewati Bagian ketiga.. fermentasi, bagaimanapun, akan dibahas pada tes AP).

 Selama sembilan glikolisis 'langkah, glukosa 6-karbon molekul dipecah menjadi dua molekul 3-karbon piruvat.  Reaksi tidak terjadi secara spontan: 2 molekul ATP harus dipecah untuk mendorong pemisahan glukosa ke dalam 2 pyruvates. Namun, dalam perjalanan dari pemecahan glukosa, reaksi glikolisis menghasilkan empat ATP, menghasilkan keuntungan bersih dua ATP untuk seluruh proses.  Glikolisis juga menghasilkan produksi 2 molekul NADH, yang akhirnya memainkan peran penting dalam produksi ATP tambahan dalam rantai transpor elektron.  Glikolisis sendiri adalah sebuah proses anaerobik.  Setelah sel telah selesai glikolisis, dan tergantung pada keadaan di mana sel menemukan dirinya, sel yang dapat pindah ke proses respirasi aerobik dan memulai siklus asam sitrat atau melanjutkan dengan respirasi aneorobic kurang efisien dalam proses yang disebut fermentasi , tertutup di bagian ketiga dari SparkNote ini pada glikolisis.

 Dalam dua bagian pertama dari SparkNote ini, kita akan melihat glikolisis dalam dua tahap utama.  Yang pertama melibatkan fosforilasi dari cincin glukosa dalam persiapan untuk rincian akhirnya menjadi dua molekul 3-karbon.  Pada tahap kedua, dua molekul 3-karbon diubah menjadi piruvat.

Ketentuan 

Adenisine trifosfat (ATP) - Molekul dari mana sel-sel memperoleh energi.  Terdiri dari sebuah molekul adenisine terikat dengan tiga fosfat, masing-masing mengandung ikatan fosfat energi, terutama ikatan ketiga.  Dengan melanggar ikatan satu dan mengurangi ATP untuk adenisine fosfat di (ADP), sel dapat mendapatkan energi untuk melaksanakan berbagai proses.

Alkohol dehidrogenase - Enzim mengkatalisis glikolitik bertanggung jawab untuk reaksi yang mengubah asetaldehida untuk etanol dalam fermentasi alkohol piruvat.

Fermentasi alkohol - Proses yang mengubah piruvat menjadi karbon dioksida dan

etanol yang terjadi dalam ragi dalam kondisi anaerobik.

Page 2: Tamba Han

Aldolase - Enzim mengkatalisis glikolitik bertanggung jawab untuk reaksi yang mengubah fruktosa-1 ,6-

bifosfat menjadi gliseraldehida-3-fosfat (GAP) dan dihidroksiaseton phoshate (DHAP).

Glukosa - Sebuah enam molekul karbon yang merupakan produk pencernaan karbohidrat dan memainkan

peran utama dalam metabolisme sel-sel hidup.

Gliseraldehida-3-fosfat dehidrogenase - Enzim

glikolitik bertanggung jawab untuk mengubah gliseraldehida-3-fosfat menjadi 1,3-bisphoglycerate dengan pengurangan NAD menjadi NADH.

Heksokinase - Enzim mengkatalisis glikolitik bertanggung jawab untuk reaksi yang transfer gugus

fosfat dari molekul ATP untuk cincin glukosa 6-beranggota.

Fermentasi Homolactic - Proses yang mengubah piruvat menjadi laktat,

sementara oksidasi NADH ke NAD dalam kondisi anaerobik.

Laktat dehidrogenase - Enzim glikolitik bertanggung jawab untuk mengubah

piruvat menjadi laktat, sementara oksidasi NADH ke NAD dalam kondisi anaerobik.

Fosfofruktokinase - Enzim glikolitik bertanggung jawab untuk mengubah fruktosa-6-

fosfat menjadi fruktosa-1 ,6-bifosfat dengan mentransfer gugus fosfat dari ATP ke fruktosa-6-fosfat.

Phosphoglucose isomerase - Enzim glikolitik bertanggung jawab untuk

mengubah glukosa-6-fosfat menjadi fruktosa-6-fosfat.

Phosphoglycerate kinase - enzim glikolitik bertanggung jawab untuk

mengkonversi 1,3-bisphoglycerate menjadi 3 - phosphoglycerate dengan mentransfer gugus fosfat dari 1,3-bisphoglycerate ke molekul ADP untuk menghasilkan ATP.

Phosphoglycerate mutase - Enzim yang bertanggung jawab untuk

menata ulang glikolitik 3-phosphoglycerate menjadi 2 - phosphoglycerate.

Fosforilasi - Sebuah reaksi yang transfer gugus fosfat dari satu molekul ke yang lain.

Piruvat - Hasil akhir dari glikolisis.

Piruvat dekarboksilase - Enzim glikolitik bertanggung jawab untuk mengubah

piruvat menjadi asetaldehida di bawah kondisi anaerobik selama fermentasi alkohol.

Triosphosphate isomerase - Enzim glikolitik bertanggung jawab untuk

mengubah fosfat adenin dihidroksiaseton menjadi gliseraldehida-3-fosfat sehingga dapat melanjutkan dalam jalur glikolisis.

Tahap 1: Rincian Glukosa  Glikolisis melibatkan sembilan reaksi yang berbeda yang mengubah glukosa menjadi piruvat.  Pada bagian ini, kita akan membahas empat pertama dari reaksi ini, yang mengubah glukosa menjadi gliseraldehida-3-fosfat.  Glukosa adalah enam memebered cincin molekul yang ditemukan dalam darah dan biasanya hasil dari pemecahan karbohidrat menjadi gula. Memasuki sel melalui protein transporter spesifik yang bergerak dari luar sel ke dalam sitosol sel.  Semua enzim glikolitik ditemukan di sitosol. Langkah 1: heksokinase

 Pada langkah pertama glikolisis, glukosa cincin terfosforilasi.  Fosforilasi adalah proses penambahan gugus fosfat ke molekul berasal dari ATP.  Akibatnya, pada titik ini dalam glikolisis, 1 molekul ATP telah dikonsumsi.

Page 3: Tamba Han

 Reaksi terjadi dengan bantuan enzim heksokinase, enzim yang mengkatalisis fosforilasi banyak enam-beranggota glukosa-seperti struktur cincin. Kinase A adalah nama yang diberikan untuk enzim yang phosphorylates molekul lain. Atom magnesium (Mg) juga terlibat untuk membantu melindungi muatan negatif dari gugus fosfat pada molekul ATP. Hasil fosforilasi ini adalah molekul yang disebut glukosa-6-fosfat (G6P), thusly disebut karena karbon 6 'glukosa mengakuisisi kelompok fosfat.

 Langkah 2: isomerase Phosphoglucose  Langkah kedua dari glikolisis melibatkan konversi glukosa-6-fosfat menjadi fruktosa-6-fosfat (F6P).  Reaksi ini terjadi dengan bantuan enzim isomerase phosphoglucose (PI).  Sebagai nama enzim menunjukkan, reaksi ini melibatkan reaksi isomerisasi.

 

 Reaksi melibatkan penyusunan kembali ikatan karbon-oksigen untuk mengubah cincin beranggota enam menjadi cincin beranggota lima.  Untuk penataan ulang terjadi ketika cincin beranggota enam membuka dan kemudian menutup sedemikian rupa sehingga menjadi karbon pertama sekarang eksternal ke ring. Langkah 3: fosfofruktokinase

 Pada langkah ketiga dari glikolisis, fruktosa-6-fosfat diubah menjadi fruktosa 1,6-- sphosphate bi (FBP).  Mirip dengan reaksi yang terjadi pada langkah 1 dari glikolisis, sebuah molekul kedua ATP menyediakan gugus fosfat yang ditambahkan ke molekul F6P.

 Enzim yang mengkatalisis reaksi ini fosfofruktokinase (PFK).  Seperti pada langkah 1, atom magnesium terlibat untuk membantu biaya perisai negatif. Langkah 4: Aldolase

 Langkah terakhir dari tahap pertama glikolisis memanfaatkan Aldolase enzim, yang mengkatalisis pembelahan FBP untuk menghasilkan dua molekul 3-karbon.  Salah satu molekul-molekul ini disebut gliseraldehida-3-fosfat (GAP) dan lainnya disebut dihidroksiaseton fosfat (DHAP).

Page 4: Tamba Han

 

 GAP adalah molekul-satunya yang terus di jalur glikolisis.  Akibatnya, semua molekul DHAP yang dihasilkan lebih lanjut bertindak pada oleh enzim isomerase triphoshpate (TIM), yang mereorganisasi DHAP ke GAP sehingga dapat melanjutkan glikolisis.  Pada titik ini dalam jalur glikolisis, kita memiliki dua molekul 3-karbon, tetapi belum sepenuhnya dikonversi glukosa menjadi piruvat.

Tahap 2: Konversi ke Piruvat  Pada bagian ini, kita akan melihat reaksi yang mengubah kedua 3-karbon molekul gliseraldehida-3-fosfat (GAP) menjadi piruvat, produk glikolisis.  Konversi ini terjadi dalam lima langkah yang kita akan meninjau di bawah ini.  Pada titik ini, kita juga akan melihat mana oksigen berperan dalam glikolisis sehingga dalam bagian berikutnya, kita dapat melihat perbedaan antara glikolisis aerobik dan anaerobik.  Perlu diingat dalam bagian ini bahwa karena kita telah memisahkan 6-karbon molekul kami menjadi dua molekul 3-karbon, masing-masing reaksi yang terjadi di kedua molekul 3-karbon. Langkah 5: gliseraldehida-3-fosfat dehidrogenase

 Dalam langkah ini, dua peristiwa utama terjadi: 1) gliseraldehida-3-fosfat teroksidasi oleh koenzim nikotinamida adenin dinukleotida (NAD); 2) molekul terfosforilasi dengan penambahan kelompok fosfat bebas.  Enzim yang mengkatalisis reaksi ini gliseraldehida-3-fosfat dehidrogenase (GAPDH).

 Kimia yang terjadi dalam reaksi ini lebih kompleks daripada reaksi sebelumnya kita telah membahas.  Pengetahuan tentang kimia organik diperlukan untuk memahami mekanisme khusus konversi.  Umumnya, enzim GAPDH berisi struktur yang sesuai dan memegang molekul dalam konformasi sehingga memungkinkan molekul NAD untuk menarik hidrogen dari GAP, mengubah NAD untuk NADH.  Kelompok fosfat kemudian serangan molekul GAP dan rilis dari enzim untuk menghasilkan 1,3 bisphoglycerate, NADH, dan atom hidrogen.  Kami akan kembali ke peran molekul ini NAD / NADH pada bagian berikutnya. Langkah 6: kinase Phosphoglycerate

 Dalam langkah ini, 1,3 bisphoglycerate diubah menjadi 3-phosphoglycerate oleh enzim kinase phosphoglycerate (PGK). Reaksi ini melibatkan hilangnya gugus fosfat dari bahan awal.  Fosfat ditransfer ke molekul ADP yang menghasilkan molekul ATP pertama kami.  Karena kita benar-benar memiliki dua molekul 1,3 bisphoglycerate (karena ada dua 3-karbon produk dari tahap 1 glikolisis), kita benar-benar mensintesis dua molekul ATP di langkah ini.  Dengan sintesis ATP, kami telah membatalkan dua molekul ATP pertama yang kita gunakan, meninggalkan kami dengan bersih 0 molekul ATP hingga tahap glikolisis.

Page 5: Tamba Han

 Sekali lagi, kita melihat bahwa sebuah atom magnesium terlibat untuk melindungi muatan negatif pada kelompok fosfat dari molekul ATP. Langkah 7: mutase Phosphoglycerate

 Langkah ini melibatkan penyusunan kembali sederhana dari posisi gugus fosfat pada molekul 3 phosphoglycerate, sehingga 2 phosphoglycerate.  Molekul yang bertanggung jawab untuk mengkatalisis reaksi ini disebut phosphoglycerate mutase (PGM). Mutase adalah enzim yang mengkatalisis pemindahan gugus fungsional dari satu posisi pada molekul lain.

 Hasil mekanisme reaksi dengan terlebih dahulu menambahkan gugus fosfat tambahan untuk posisi 2 'dari phosphoglycerate 3.  Enzim kemudian menghapus fosfat dari 3 'posisi meninggalkan hanya 2' fosfat, dan dengan demikian menghasilkan 2 phsophoglycerate.  Dengan cara ini, enzim ini juga dikembalikan ke aslinya, negara yang terfosforilasi. Langkah 8: enolase

 Langkah kedelapan melibatkan konversi 2 phosphoglycerate untuk phosphoenolpyruvate (PEP).  Reaksi ini dikatalisis oleh enzim enolase.  Enolase bekerja dengan menghapus kelompok air, atau dehidrasi yang phosphoglycerate 2. Kekhususan dari saku enzim memungkinkan reaksi terjadi melalui serangkaian langkah-langkah terlalu rumit untuk menutupi di sini.

 Langkah 9: kinase Piruvat

 Langkah terakhir dari glikolisis mengubah phosphoenolpyruvate menjadi piruvat dengan bantuan enzim piruvat kinase. Sebagai nama enzim menunjukkan, reaksi ini melibatkan transfer gugus fosfat.  Kelompok fosfat terikat pada atom karbon 2 'dari PEP ditransfer ke molekul ADP, menghasilkan ATP.  Sekali lagi, karena ada dua molekul PEP, di sini kita benar-benar menghasilkan 2 molekul ATP.

 Kami sekarang telah menyelesaikan pembahasan kita tentang langkah-langkah glikolisis.  Jika kita kembali dan mengambil hitungan penggunaan ATP dan generasi kita, kita menemukan bahwa kita telah dikonsumsi dua molekul ATP dan menghasilkan empat untuk meninggalkan keuntungan bersih dua molekul ATP dari glikolisis jalur.  Kami telah pergi dari produk kami mulai, glukosa, ke final piruvat kami, produk.

Respirasi anaerob: Fermentasi

Page 6: Tamba Han

Homolactic  Setelah Glikolisis

 Glikolisis, sebagaimana telah kami jelaskan, adalah proses anaerobik.  Tak satu pun dari langkah-langkah sembilan melibatkan penggunaan oksigen.  Namun, segera setelah menyelesaikan glikolisis, sel harus terus respirasi baik dalam arah aerobik atau anaerobik, pilihan ini dibuat berdasarkan keadaan dari sel tertentu.  Sebuah sel yang dapat melakukan respirasi aerobik dan yang menemukan dirinya dalam kehadiran oksigen akan melanjutkan ke aerobik siklus asam sitrat di mitokondria.  Jika sebuah sel mampu melakukan respirasi aerobik dalam situasi di mana tidak ada oksigen (seperti otot di bawah tenaga ekstrim), akan pindah ke tipe respirasi anaerob disebut fermentasi homolactic.  Beberapa sel seperti ragi tidak dapat melaksanakan respirasi aerobik dan secara otomatis akan pindah ke jenis yang disebut respirasi anaerobik fermentasi alkohol.

 Lebih khusus, perbedaan dalam sisa respirasi aerobik dan anaerobik pada peran yang sangat berbeda yang dimainkan oleh molekul NADH yang dihasilkan dalam langkah 5 dari glikolisis .  Dalam kedua respirasi aerobik dan anaerobik, molekul NADH adalah bagian dari kompleks enzim dan harus dikembalikan ke, negara NAD yang teroksidasi.  Jika ada kondisi aerobik, yang berarti oksigen tersedia, molekul NADH dapat diangkut ke mitokondria di mana ia dapat segera dikonversi kembali ke NAD dan berperan dalam rantai transpor elektron.  Namun, di bawah anaerob, oksigen-kekurangan kondisi, NADH akan dikonversi kembali ke NAD melalui mekanisme anaerob, apakah fermentasi homolactic atau alkohol. Homolactic Fermentasi

 Bukannya segera reoxidized setelah langkah glikolisis 5 karena akan dalam respirasi aerobik, molekul NADH tetap dalam bentuk tereduksi sampai piruvat telah dibentuk pada akhir glikolisis.  Produk piruvat glikolisis akan ditindaklanjuti lebih lanjut dalam kondisi anaerob oleh enzim laktat dehidrogenase (LDH).

 Dalam reaksi ini, hidrogen dari molekul NADH ditransfer ke molekul piruvat.  Hal ini menghasilkan karbon-oksigen ikatan rangkap yang dikurangi menjadi ikatan karbon-oksigen tunggal dengan penambahan atom hidrogen.  Hasilnya adalah molekul laktat.  Dari produk laktat, asam laktat dapat dibentuk, yang menyebabkan kelelahan otot yang menyertai latihan berat di mana oksigen menjadi kekurangan. Fermentasi Alkohol

 Ada cara lain bahwa molekul NADH dapat kembali teroksidasi.  Kondisi anaerobik dalam ragi mengubah piruvat menjadi karbon dioksida dan etanol.  Hal ini terjadi dengan bantuan enzim piruvat dekarboksilase yang menghilangkan sebuah molekul karbon dioksida dari piruvat untuk menghasilkan asetaldehida suatu.  Asetaldehida ini kemudian dikurangi dengan alkohol dehidrogenase enzim yang mentransfer hidrogen dari NADH untuk asetaldehida untuk menghasilkan NAD dan etanol.  Enzim ini tidak ditemukan pada manusia.

Page 7: Tamba Han

 Anaerobik sampingan

 Seperti yang Anda lihat, kedua kondisi anaerob menghasilkan produk-produk glikolitik selain piruvat.  Produk-produk yang berbeda diperlukan karena molekul NADH harus reoxidized sehingga dapat berfungsi dalam putaran berikutnya glikolisis glukosa baru diperkenalkan.  Jika oksigen tidak hadir untuk membantu mengoksidasi itu, reaksi lainnya, seperti fermentasi homolactic dan alkohol, harus terjadi.

GlikolisisDidalam sel, katabolisme glukosa, fruktosa dan galaktosa pertama kali dilakukan

oleh enzim-enzim glikolisis yang larut dalam sitiplasma. Glikolisis (gluko= glukosa: lisis = penguraian) adalah proses penguraian karbohidrat (glukosa ) menjadi piruvat. Reaksi penguraian ini terjadi dalam keadaan ada atau tanpa oksigen. Bila ada oksigen, asam piruvat akan dioksidasi lebih lanjut menjadi CO2dan air, misalnya pada hewan, tanaman dan banyak sel mikroba yang berada pada kondisi aerobic. Bila tanpa oksigen, asam piruvat akan dirubah menjadi etano l(fermentasi alcohol) pada ragi atau menjadi asam laktat pada otot manusia yang berkontraksi. Tiap proses glikolisis menggunakan enzin tertentu. ( Anna Poedjiadi, 1994 )

Glikolisis secara harfiah berarti pemecahan glukosa. Jalur glikolisis ditemukan di dalam sitosol dari sel, mempunyai dua peran; pemecahan monosakarida untuk menghasilkan energi dan menyediakan satuan pembentuk untuk sintesa senyawa yang diperlukan sel seperti gliserol untuk sintesa trigliserida atau lemak. Sebelum glikolisis dapat berlangsung, sebuah sel harus memperoleh glukosa. Hanya beberapa jenis sel seperti sel-sel hati dan buah pinggang (kidney) yang dapat menghasilkan glukosa dari asam amino, dan hanya hati dan sel-sel jaringan menyimpan glukosa dalam jumlah besar. Glukosa ini disimpan sebagai glikogen. Hati dan jaringan memecahkan glikogen menjadi glukosa (atau bentuk monosakarida lain). Sel-sel badan lainnya harus memperoleh glukosa dari sirkulasi darah, sehingga badan perlu mempertahankan suatu konsentrasi yang relatif tetap dari glukosa darah supaya dapat hidup. Hasil glikolisis adalah dua unit senyawa yang mengandung tiga atom karbon yaitu asam piruvat. Sebagian sel-sel mengubah asam piruvat menjadi asam laktat.

Glikolisis dimulai dengan penambahan satu gugus fospat ke glukosa, sehingga menjadi lebih reaktif. Satu gugus fospat yang lainnya di tambahkan ke senyawa glukosa-fospat yang baru terbentuk yang kemudian dipecah menjadi senyawa karbon yang mengandung tiga atom karbon. Senyawaan ini diubah melalui serangkaian tahapan menjadi dua molekul piruvat. Maka dalam glikolisis sebuah sel memulai dengan satu molekul glukosa dan menghasilkan dua molekul yang mengandung tiga atom karbon yakni piruvat. Di dalam proses ini empat hidrogen(mengandung total empat elektron) dikeluarkan dan empat ATP terbentuk. Elektron dan hidrogen ditangkap oleh pembawa (carrier) dalam hal ini NAD. Setiap NAD (bentuk teroksidasi) menerima dua elektorn dan satu ion hidrogen, menghasilkan NADH + H+ (bentuk tereduksi). Maka salah satu hasil akhir dari glikolisis adalah juga sintesa dari dua NADH + H+, dengan pelepasan dua ion hidrogen.

Di dalam glikolisis, reaksi pertama melibatkan satu ATP menyumbangkan satu gugus fospat ke glukosa. Pada tahap ketiga, satu lagi ATP digunakan menambah satu gugus fospat kedua. Maka untuk memulai jalur ini, satu sel memakai dua ATP. Pada

Page 8: Tamba Han

saat molekul yang mengandung tiga atom karbon diubah menjadi piruvat, masing-masing menghasilkan dua ATP, sehingga total ada 4 ATP. Energi bersih yang dihasilkan sejauh ini dari glikolisis adalah dua ATP, karena dua ATP digunakan didalam proses dan empat ATP di hasilkan. Masih ada ATP yang akan terbentuk; ini hanya menyatakan sebanyak 5% dari total produksi ATP yang mungkin dari satu molekul glukosa. Energi kimia yang disimpan di dalam ikatan NADH akhirnya dapat ditransfer ke ATP. Pada umumnya setiap NADH + H+ menyumbangkan energy yang cukup untuk menghasilkan 2,5 ATP. Maka NADH + H+ adalah satu bentuk dari energi potensial untuk sel. Pada akhirnya sel memakai energi di dalam NADH+ H+ membentuk ATP. .( Simanjuntak dan Silalahi, 2003 )Glikolisis melibatkan banyak enzim, uraian lebih lengkapnya di bawah ini.

HeksokinaseTahap pertama pada proses glikolisis adalah pengubahan glukosa menjadi

glukosa 6-fosfat dengan reaksi fosforilasi. Gugus fosfat diterima dari ATP dalam reaksi. Enzim heksokinase merupakan katalis dalam reaksi tersebut dibantu oleh ion Mg+

+sebagai kofaktor. Enzim ini ditemukan Meyerhof pada tahum 1927 dan telah dapat dikristalkan dari ragi, mempunyai berat molekul 111.000. heksesokinase yang berasal dari ragi dapt merupakan katalis pada reaksi pemindahan gugus fosfat dari ATP tidak hanya kepada glukosa tetapi juga kepada fruktosa, manosa, glukosamina. Dalam otak, otot, dan hati terdapat enzim heksesokinase yang multi substrat ini. Disamping itu ada pula enzim-enzim yang khas tetapi juga kepada fruktosa, manosa, dan glukosamin. Dalam kinase. Hati juga memproduksi fruktokinase yang menghasilkan fruktosa-1-fosfat.

Enzim heksesokinase dari hati dapat dihambat oleh hasil reaksi sendiri. Jadi apabila glukosa-6-fosfat terbentuk dalam jumlah banyak, mak senyawa ini akan menjadi inhibitor bagi enzim heksesokinase tadi. Selanjutnya enzim akan aktif kembali apabila konsentrasi glukosa-6-fosfat menurun pada tingkat tertentu.

FosfoheksoisomeraseReaksi berikutnya ialah isomerasi, yaitu pengubahan glukosa-6-fosfat menjadi

fruktosa-6-fosfat, dengan enzim fosfoglukoisomerase. Enzim ini tidak memerlukan kofaktor dan telah diperoleh dari ragi dengan cara kristalisasi. Enzim fosfuheksoisomerase terdapat jaringan otot dan mempunyai beraat molekul 130.000.

Fosfofruktokinase

Page 9: Tamba Han

Frukrosa-6-fosfat diubah menjagi fruktosa-1,6-difosfat oleh enzim fosfofruktokinase dibantu oleh ion Mg++ sebagai kofaktor. Dalam reaksi ini gugus fosfat dipindahkan dariATP kepada fruktosa-6-fosfat dari ATP sendiri akan berubah menjadi ADP.

Fosfofruktokinase dapat dihambat atau dirangsang oleh beberapa metabolit, yaitu senyawa yang terlibat dalam proses metabolism ini. Sebagai contoh, ATP yang berlebih dan asam sitrat dapat menghambat,dilain pihak adanya AMP, ADP, dan fruktosa-6-fosfat dapat menjadi efektor positif yang merangsang enzim fosfofruktokinase. Enzim ini merupakan suatu enzim alosterik dan mempunyai berat molekul kira-kira 360.000.

AldoseReaksi tahap keempat dalam rangkaian reaksi glikolisis adalah penguraian

molekul fruktosa-1,6-difosfat membentuk dua molekul triosa fosfat, yaitu dihidroksi aseton fosfat dan D-gliseraldehida-3-fosfat. Dalam tahap ini enzim aldolase yang menjadi katalis telah dimurnukan dan ditemukan oleh Warburg. Enzim ini terdapat dalam jaringan tertentu dan dapat bekerja sebagai kaalis dalam reaksi penguraian beberapa ketosa dan monofosfat, misalnya fruktosa-1,6-difosfat, sedoheptulose-1,7- difosfat, fruktosa-1-fosfat, eritulosa-1-fosfat. Hasil reaksi penguraian tiap senyawa tersebut yang sama adalah dihidroksi aseton fosfat.

Triosafosfat IsomeraseDalam reaksi penguraian oleh enzim aldolase terbentuk dua macam senyawa,

yaitu D-gliseraldehida-3-fosfat dan dihidroksi-aseton fosfat. Yang mengalami reaksi lebih lanjut dalam proses glikolisis adalah D-gliseraldehida-3-fosfat. Andaikata sel tidak mampu mengubah dihidroksiasotonfosfat menjadi D-gliseraldehida-3-fosfat, tentulah dihidrosiasetonfosfat akan bertimbun didalam sel. Hal ini tidak berllangsung karena dalam sel terdapat enzim triofosfat isomerase yang dapat mengubah dihidrokasetonfosfat menjadi D-gliseraldehida-3-fosfat. Adanya keseimbangan antara kedua senyawa tersebut dikemukakan oleh Mayerhof dan dalam keadaan keseimbangan dihidroksiaseton fosfat terdapat dalam jumlah dari 90%.

Page 10: Tamba Han

Gliseraldehida-3-fosfat DihidrogenaseEnzim ini bekerja sebagai katalis pada reaksi gliseraldehida-3-fosfat menjadi 1,3

difosfogliserat. Dalam reaksi ini digunakan koenzim NAD+. Sedangkan gugus fosfat diperoleh dari asam fosfat. Reaksi oksidasi ini mengubah aldehida menjadi asam karboksilat. Gliseraldehida-3-fosfat dehidrogenase telah dapat diperoleh dalam bentuk Kristal dari ragi dan mempunyai berat molekul 145.000.

Enzim ini adalah suatu tetramer yang terdiri atas empat subunit yang masing-masing mengikat suatu molekul NAD+, jadi pada tiap molekul enzim terikat empat molekul NAD+.

Fosfogliseril Kinase

Reaksi yang menggunakan enzim ini ialah reaksi pengubahan asam 1,3-difosfogliserat menjadi asam 3-fosfogliserat. Dalam reaksi ini terbentuk datu molekul ATP dari ADP dan ion Mg++diperlukan sebagai kofaktor. Oleh karena ATP adalah senyawa fosfat berenergi tinggi, maka reaksi ini mempunyai fungsi untuk menyimpan energy yang dihasilkan oleh proses glikolisis dalam bentuk ATP.

Fosfogliseril MutaseFosfogliseril mutase bekerja sebagai katalis pada reaksipengubahan asam 3-

fosfogliserat menjadi asam 2-fosfogliserat.Enzim ini berfungsi memindahkan gugus fosfat dari suatu atom C kepada atom C lain dalam suatu molekul. Berat molekul enzim ini yang diperoleh dari ragi ialah 112.000.

Page 11: Tamba Han

EnolaseReaksi berikutnya ialah pembentukan asam fosfofenol piruvat dari asaam 2-

fosfogliserar dengan katalis enzim enolase dan ion Mg+= sebagai kofaktor. Reaksi pembentukkan asam fosfofenol piruvat ini ialah reaksi dehidrasi. Adanya ion F- dapat menghambat kerja enzim enolase, sebab ion F- dengan ion Mg++dan fosfat dapat membentuk kompleks magnesium fluoro fosfat. Dengan terbentuknya kompleks ini akan mengurangi jumlah ion Mg++ dalam campuran reaksi dan akibat berkurangnya ion Mg+

+maka efektivitas reaksi berkurang.

Piruvat Kinase

Enzim ini menggunakan enzim laktat dehidrogenase ini ialah reaksi tahap akhir glikolisis, yaitu pembentukan asam laktat dengan cara reduksi asam piruvat. Dalam reaksi ini digunakan NAD sebagai koenzim. . ( Anna Poedjiadi, 1994 )Tinjauan energi proses glikolisis

Proses glikolisis dimulai dengan molekul glukosa dan diakhiri dengan terbentuknya asam laktat. Serangkaian reaksi-reaksi dalam proses glikolisis tersebut dimanakan juga jalur Embden-meyerhof.

Reaksi-reaksi yang berlangsung pada proses glikolisis dapat dibagi dalam dua fase. Pada fase pertama, glukosa diubah menjadi triofosfat dengan proses fosforilasi. Fase kedua dimulai dari reaksi oksidasi triofosfat hingga terbentuk asam laktat. Perbedaan antara kedua fase ini terletak pada aspek energy yang berkaitan debgan reaksi-reaksi dalam kedua fase tersebut.

Dalam proses glikolisis satu mol glukosa diubah menjadi dua mol asam laktat. Fase pertama dalam proses glikolisis melibatkan dua mol ATP yang diubah menjadi ADP. Jadi fase pertama ini menggunakan energy yang tersimpan dalam molekul ATP. Fase kedua mengubah dua mol triosa yang terbentuk pada fase pertama menjadi dua mol asam laktat, dan dapat menghasilkan 4 mol ATP. Jadi fase kedua ini menghasilkan energy. Apabila ditinjau dari keseluruhan proses glikolisis ini menggunakan 2 mol ATP dan menghasilkan 4 mol ATP sehingga masih sisa 2 mol ATP yang ekivalen

Page 12: Tamba Han

denganenergi sebesar 14.00 kalori. Energy tersebut tersimpan dan dapat digunakan oleh otot dalam energy mekanik. ( Anna Poedjiadi, 1994 )II.3.a Produksi Laktat Adalah Titik Akhir Dari Glikolisis Anaerobik

Sebagian sel kekurangan jalur yang membutuhkan oksigen (aerobik) diperlukan untuk memakai NADH + H+ untuk sintesa ATP, dan pada saatnya selsel ini kurang mampu memakai proses ini untuk me-recycle NADH + H+ kembali menjadi NAD. Misalnya sel darah merah. Maka, pada saat sel darah merah mengubah glukosa menjadi piruvat, NADH + H+ meningkat di dalam sel. Akhirnya konsentrasi NAD menurun terlampu rendah sehingga glikolisis berlanjut, karena kebanyakan NAD ada di dalam bentuk NADH + H+. Untuk mengimbanginya, satu sel darah merah mereaksikan piruvat dengan satu NADH + H+ dan satu ion hidrogen bebas membentuk laktat, lihat. Di dalam proses itu, NADH + H+ berobah menjadi NAD.

Proses ini memungkinkan sel darah merah untuk menyediakan sendiri (resupply itself) dengan NAD karena sel-sel ini tidakmengandung mitochondria. Otot yang sedang latihan juga menghasilkan laktat jika kekurangan NAD. Bertambahnya laktat kemudian akan menyebabkan otot menjadi lelah (fatigue). Produksi laktat oleh suatu sel memungkinkan glikolisis anaerobik berlanjut karena disini tetap ada suatu pasokan dari NAD. Lagi pula, jalur ini menghasilkan hanya sekitar 5% dari potensial ATP per molekul glukosa. Tetapi untuk sebagian sel-sel seperti sel darah merah, glikolisis anaerobik adalah satu-satunya metode untuk menghasilkan ATP. Asam laktat dilepaskan ke peredaran darah, ditangkap terutama oleh hati dan disintesa menjadi glukosa. .( Simanjuntak dan Silalahi, 2003 )

Page 13: Tamba Han

Tahap Reaksi Glikolisis → PiruvatGlikolisis anarobik berperan hampir pada semua vertebrata, termasuk pada

manusia, dalam waktu penedek pada aktivitas otot yang bersifat ekstrim, misalnya selama lari cepat 100 m, pada saat oksigen tidak dapat dibawa pada kecepatan yang cukup untuk dibawa ke otot, dan mengoksidasi piruvat, menghasilkan ATP. Sebaliknya, otot menggunakan glikogen cadangan sebagai bahan bakar untuk menghasilkan ATP oleh oksidasi glikolisis anaerobic dengna laktat sebagai produk akhir. Penggunaan glikolisis anaerobic sebagai sumber energy bagi kontruksi otot terutama penting pada otot putih. Contoh hewan yang sangat dipengaruhi aktivitasnya melalui glikolisis anaerobic pada otot putihnya yaitu burung kalkun, otot kaki kuda. ( Lehninger, 1982 ).II.3.b Fermentasi AlkoholFermentasi merupakan istilah umum yang menunjukan degradasi anaerobic glukosa atau nutrien organic lain menjadi berbagai produk ( khas bagi organism yang berbeda ) untuk tujuan memperoleh energi dalam bentuk ATP. ( Lehninger, 1982 )

Dalam beberapa jasad renik seperti ragi, glukosa dioksidasi menghasilkan etanol dan CO2 dalam proses yang disebut fermentasi alkohol. Jalur metabolisme proses ini sama dengan glikolisis sampai dengan terbentuknya piruvat. Dua tahap reaksi enzim

Page 14: Tamba Han

berikutnya adalah reaksi perubahan asam piruvat menjadi asetaldehide, reaksi reduksi asetaldehide menjadi alkohol. Dalam reaksi yang pertama piruvat didekarboksilasi diubah menjadi asetaldehide dan CO2 oleh piruvat dekarboksilase, suatu enzim yang tidak terdapat dalam hewan.

Reaksi dekarboksilasi ini merupakan reaksi yang tidak reversible, membutuhkan ion Mg++ dan koenzim tiamin piropospat. Dalam reaksi terakhir, asetaldehide direduksi oleh NADH dengan enzim alkohol dehidrogenase, menghasilkan etanol. Dengan demikian etanol dan CO2 merupakan hasil akhir fermentasi alkohol, dan jumlah energi yang dihasilkannya sama dengan glikolisis anaerob, yaitu 2 ATP. .( Simanjuntak dan Silalahi, 2003 )

Metabolisme karbohidrat: fermentasi alkohol

Persamaan reaksi dari hasil fermentasi alcohol berupa sebuah molekul C02 dan sebuah molekul ethanol ( sebenarnya masing-masing dua molekul untuk setiap molekul glukosa yang difermentasi) yaitu

C6H1206 → 2C2H5OH + 2C02

Sebagian besar energi yang terkandung di dalam glukosa masih terdapat dalam etanol ( inilah sebabnya mengapa etanol sering dipakai sebgai bahan bakar bensin). Ragi meracuni diri sendiri jika konsentrasi ethanol mencapai kira-kira 13%. Fermentasi telah membuang sebuah karbohidrat ( C3H603 ), mengoksidai sebuah karbon dengan sempurna ( menjadi C02 ) dan mereduksi lainnya ( CH3CH2OH ). (Kimball, 1983)II.3.c Siklus Asam Sitrat

Dua molekul piruvat atau laktat yang terbentuk pada akhir dari glikolisis masih mengandung banyak energi yang tersimpan. Piruvat lewat dari sitosol sel ke mitokondria. Kemudian sebuah sel memakai jalur-jalur yang ada untuk mengeluarkan energi yang masih sisa dari piruvat untuk membentuk ATP. Satu jalur kunci yang disebut siklus asam sitrat. Sebelum siklus asam sitrat dapat berlangsung, piruvat harus melepaskan satu gugus karbon dioksida dan akhirnya membentuk asetil-CoA.

Reaksi ini bersifat irreversible dan memiliki konsequensi metabolik yang penting. Pada saat asam piruvat diobah menjadi asetil-CoA, satu lagi NADH + H+ akan terbentuk, sehingga akan dihasilkan lagi molekul ATP. Perobahan piruvat menjadi asetil-CoA membutuhkan vitamin B tiamin, riboflavin, niacin, dan asam pantotenat. Maka, metabolisme karbohidrat tergantung pada adanya vitamin-vitamin ini. Siklus asam sitrat (Siklus Krebs atau Siklus TCA) adalah suatu urutan reaksi-reaksi kimia yang rapi dan

Page 15: Tamba Han

bagus, digunakan oleh sel untuk mengubah karbon dari asetat menjadi karbon dioksida dan untuk menghasilkan energi. Asetil-CoA memasuki siklus, dan akhirnya reaksi-reaksi menghasilkan dua molekul karbon dioksida. Di dalam proses ini, sel menghasilkan NADH + H+ dan molekul-molekul lain yang terkait yang akhirnya digunakan membentuk banyak ATP. .( Simanjuntak dan Silalahi, 2003 )

Siklus Asam Sitrat

Siklus asam sitrat, bertujuan mengubah asam piruvat menjadi CO2, H2O dan sejumlah energy. Proses ini adalah proses oksidasi dengan menggunakan oksigen atau aerob. Siklus asam sitrat ini disebut juga siklus krebs, menggunaka nama Hans Krebs seorang ahli biokimia yang banyak jasa atau sumbangnya dalam penelitian tentang metabolism karbohidrat. Reaksi-reaksi kimia yang berhubungan dengan siklus asam sitrat serta reajsi dalamm siklus itu sendiri akan dibahas satu per satu.Pembentukan Asetil Koenzim A

Asetil KoA dibentuk pada reaksi antara asam piruvat sengan koenzim A. disamping itu asam lemak juga dapat menghasilkan asetil koenzim A pada saat proses oksidasi. Reaksi pembentukan asetil koenzim A menggunakan kompleks piruvatdehidrogenase sebagai katalis yang terdiri atas beberapa enzim. Koenzim yang ikut dalam reaksi ini ialah tiamin pirofosfat (TPP). NAD+, asam lipoat dan ion Mg+

+ sebagai activator. Reaksi ini bersifat tidak reversibel dan asetil KoA yang terjadi merupakan penghubung antara proses glikolisis dengan siklus asam sitrat.Pembentukan Asam Sitrat

Asetil KoA adalah senyawa berenergi tinggi dan dapat berfungsi sebagai zat pemberi gugusvasaetil atau dapat ikut dalam reaksi kondensasi. Asam sitrat dibentuk oleh asetik KoA dengan asam oksaloasetat dengan cara kondensasi. Enzim yang dapat

Page 16: Tamba Han

bekerja sebagai katalis adalah sitrat sintase. Asam sitrat yang terbentuk merupakan salah satu senyawa dalam siklus asam sitrat.Pembentukan Asam Isositrat

Asam sitrat kemudian diubah menjadi asam isositrat melalui asam akonitat.Enzim yang bekerja pada reaksi ini adalah aktonitase. Dalam keadaan keseimbangan terdapat 90% asam sitrat, 4% asam aktoniat dan 6% asam isositrat. Walaupun dalam keseimbangan ini asam isositrat hanya sedikit, tetapi asam isositrat akan segera diubah menjadi asam ketoglutarat sehingga keseimbangan akan bergeser ke kanan.Pembentukan Asam Α Ketoglutarat

Dalam reaksi ini asam isositrat diubah menjadi asam oksalosuksinat, kemudian diubah lebih lanjut menjadi asam α-ketoglutarat. Enzim isositrat dehidrogenase bekerja pada reaksi pembentukan asan oksalosuksinat dengan koenzim NADP+, sedanagkan enzim karboksilase bekerja pada reaksi berikutnya. Pada reaksi yang kedua ini disamping asam α kotoglutarat, dihasilkan pula CO2. Koenzim yang digunakan dalam reaksi selain NADP, juga NAD.Pembentukan Suksinil Koa

Asam α ketoglutarat diubah menjadi suksinil koA dengan jalan dekarboksilasi oksidatif. Reaksi ini berlangsung dengan reaksi pembentukan asetil KoA dari asam piruvat. Koenzin TPP dan NAD+diperlukan juga dalam reaksi pembentukan suksinil KoA. Reaksi berlangsung antara asam α ketoglutarat dengan koenzim A menghasilkan suksinil KoA dan melepaskan CO2. NADH juga dihasilkan pada reaksi ini. Yang menonjol ialah reaksi ini tidak reversible, sehingga dengan demikian siklus asam sitrat secara keseluruhan tidak reversible. Suksinil KoA adalah senyawa berenergi tinggidan akan diubah menjadi asam suksinat.Pembentukan Asam Suksinat

Asam suksinat terbentuk dari suksinil KoA dengan cara melepaskan koenzin A serta pembentukan Guanosin Trifosfat (GTP) dari guanosin difosfat (GDP).Enzim suksinil koA sintase bekerja pada reaksi yang bersifat reversible ini. Gugus fosfat yang terdapat pada molekul GTP segera dipindahkan kepada ADP. Katalis dalam reaksi ini adalah nukleosida difosfokinase.Pembentukan Asam Fumarat

Dalam reaksi ini asam suksinat diubah menjadi asam fumarat melalui proses oksidasi dengan menggunakan enzim suksinat dehidrogenase dan FAD sebagai koenzim.Pembentukan Asam Malat

Asam malat terbentuk dari asam fumarat dengan cara adisi molekul air. Enzim fumarase bekerja sebagai katalis dalm reaksi ini.Pembentukan Asam Oksaloasetat

Tahap akhir dalam siklus asam sitrat ialah dehidrogenasi asam malat untuk embentuk asam oksaloasetat. Enzim yang bekerja pada reaksi ini ialah malat dehidrogenase. Oksaloasetat yang terjadi kemudian bereaksi dengan asitil koenzim A dan asam sitrat yang terbentuk bereaksi lebih lanjut dalam siklus asam sitrat. Demikian reaksi- reaksi tersebut di atas berlangsung terus menerus dan berulang kali.( Anna Poedjiadi, 1994 )II.3.d Rantai transport elektron dalam sintesa ATP

Selama metabolisme protein, karbohidrat, lemak, dan alkohol, sel menghasilkan NADH + H+ dan FADH2. Kebanyakan sel dapat memakai senyawa ini untuk sintesa ATP. Jalur yang melaksanakan pertukaran ini disebut rantai transport elektron. Proses ini terjadi di bagian dalam membrane mitokondria disebut posporilasi oksidatif (oxidative phosphorylation). Mineral besi dan tembaga diperlukan untuk proses ini. Di dalam rantai transport elektron, NADH memberikan energi kimianya ke senyawa yang berkaitan

Page 17: Tamba Han

dengan FAD yang disebut flavin mononucleotide (FMN). FMN ini diikuti pada suatu sambungan oleh Coenzim Q, yang memisahkan pasangan elektron sehingga mereka dapat meneruskan satu elektron setiap kali melalui tahapan selanjutnya dari rantai transport elektron. Kemudian hydrogen akan menempuh jalur lain. Struktur selanjutnya yang digunakan di dalam rantai transport electron adalah suatu gugus dari molekul yang mengandung besi cytochrome.

Pada akhir dari rantai cytochrome adalah cytochrome khusus (disebut cytochrome a3) yang berfungsi untuk menyumbangkan semua elektron-elektron yang telah bergerak turun ke bagian bawah akhir rantai ke oksigan. Pada tahap akhir ini, ion hydrogen bergabung kembali dengan elektron menjadi hidrogen, yang kemudian bergabung dengan oksigen menjadi air. Jadi walaupun NADH + H+ dan FADH2 mentransfer hidrogennya ke rantai transport elektorn, harus diingat bahwa ion hidrogen (H+) tidak ditransfer bersamaan dengan elektron. Sesudah NADH + H+ dan FADH2 memindahkan hidrogen ke rantai transport elektron kemudian menjadi NAD dan FAD dan akan siap untuk mentransfer hidrogen dari hasil siklus sitrat ke rantai transport elektron. Di dalam proses ini oksigen sangat essensial, rantai transport elektron adalah bagian dari metabolisme aerobik. NADH + H+ dan FADH2 yang dihasilkan dari siklus asam sitrat dapat berubah menjadi NAD dan FAD hanya jika telah mentransfer elektron dan ion hidrogennya ke oksigen. Itulah sebabnya oksigen sangat mendasar bagi kehidupan; suatu penerima elektron dan ion hidrogen terakhir yang dihasilkan dari pemecahan zat gizi pemberi energi. Tanpa oksigen, kebanyakan sel tubuh kita tidak mampu mengambil energi yang cukup dari bahan bakar untuk mempertahankan kehidupan.

Sintesis glikogen menggunakan suatu bentuk glukosa (glukosa-1-pospat), dengan menambahkan molekul-molekul glukosa yang lain ke rantai glikogen yang telah terbentuk. Kemudian glikogen ini menjadi polisakarida persediaan sementara di dalam hati dan sel-sel otot. Kemudian jika glukosa diperlukan, glikogen dipecah menjadi glukosa sebagai senyawa glukosa-1-pospat, yang kemudian memasuki proses glikolisis. Enzim yang terlibat di dalam pemecahan glikogen memakai vitamin B-6.( Simanjuntak dan Silalahi, 2003 )II.4 Ragi

Ragi merupakan starter/inokulum tradisional Indonesia untuk membuat berbagai macam makanan fermentasi seperti tape ketan/singkong. brem cair/padat dll. Mikroba yang terkandung dalam ragi umumnya berupa kultur campuran (mixed culture) terdiri dari kapang, khamir dan bakteri. Beragamnya bumbu rempah yang digunakan dalam pembuatan ragi menjadikan jenis, populasi dan keaktifan mikroba dalam ragi sangat beragam, sehingga sulit untuk mendapatkan ragi dengan kualitas yang seragam. Salah satu cara mengatasi permasalahan tersebut adalah dengan membuat ragi menggunakan mikroba murni yang diketahui memiliki aktivitas amilolitik dan berperan dalam proses fermentasi.( tita rialita, 2004 )II.4.1 Ragi Tape

Tape merupakan makanan fermentasi tradisional yang sudah tidak asing lagi. Tape dibuat dari beras, beras ketan, atau dari singkong (ketela pohon). Berbeda dengan makanan-makanan fermentasi lain yang hanya melibatkan satu mikroorganisme yang berperan utama, seperti tempe atau minuman alkohol, pembuatan tape melibatkan banyak mikroorganisme.

Inokulum tape, atau sering disebut ragi tape, telah lama diteliti. Dwidjoseputro & Wolf (1970) merupakan salah satu peneliti pertama yang berusaha mengidentifikasi mikroorganisme dari ragi tape dan berhasil mengidentifikasi dua spesies khamir yaituCandida lactosa dan Pichia malanga. Djien (1972) adalah peneliti lain yang berhasil mengidentifikasi kapang Chlamydomucor oryzae, lima spesies dari genus Mucor dan

Page 18: Tamba Han

satu spesies Rhizopus, serta khamir Pichia burtonii dan Endomycopsis fibuliger dari ragi tape.Chlamydomucor oryzae merupakan sinonim dari Amylomyces rouxii, dan nama terakhir tersebut merupakan nama yang sekarang digunakan (Ellis et al. 1976), Endomycopsis fibuliger dan Candida lactosa merupakan sinonim dari Saccharomycopsis fibuligera(Barnett et al. 2000), sedangkan Pichia malanga merupakan sinonim Saccharomycopsis malanga (Barnett et al. 2000). Penelitian-penelitian terbaru mengungkapkan spesies-spesies lain yang terdapat dalam ragi tape selain yang telah disebutkan di atas, antara lain khamir Candida utilis dan Saccharomyces cerevisiae,serta bakteri Pediococcus sp. dan Bacillus sp. (Gandjar 2003).

Berdasarkan uraian di atas, dapat disimpulkan mikroorganisme yang terdapat di dalam ragi tape adalah kapangAmylomyces rouxii, Mucor sp., dan Rhizopus sp.; khamirSaccharomycopsis fibuligera, Saccharomycopsis malanga, Pichia burtonii, Saccharomyces cerevisiae, dan Candida utilis; serta bakteri Pediococcus sp. dan Bacillus sp. Kedua kelompok mikroorganisme tersebut bekerja sama dalam menghasilkan tape.

Mikroorganisme dari kelompok kapang akan menghasilkan enzim-enzim amilolitik yang akan memecahkan amilum pada bahan dasar menjadi gula-gula yang lebih sederhana (disakarida dan monosakarida). Proses tersebut sering dinamakan sakarifikasi (saccharification). Kemudian khamir akan merubah sebagian gula-gula sederhana tersebut menjadi alkohol. Inilah yang menyebabkan aroma alkoholis pada tape. ( Milmi, 2008 )II.4.2 Ragi Roti

Ragi roti. Merupakan jasad renik sejenis jamur yang berkembang biak dengan sangat cepat dan menghasilkan fermentasi yang mampu mengubah pati dan gula menjadi karbon dioksida dan alkohol. Saccharomyces cerevisiae biasa digunakan untuk ragi roti. Ada tiga jenis yang terkenal, yang segar, yang dikeringkan, dan brewer's yeast. Jenis yang segar dan yang kering sering dipakai untuk membuat roti dan kue-kue. Jenis ragi kering yang lebih praktis dan menghemat waktu adalah ragi instan, yang bisa langsung dicampur dengan bahan lain. Brewer's yeast yang agak cair dipakai oleh para pembuat bir dan minuman lain yang beragi (brewer dalam bahasa Inggris artinya pembuat bir, dan yeast istilah bahasa Inggris ragi roti).