Penjelasan Mengenai Biosintesis ATP
Penjelasan Mengenai Biosintesis ATP - Adenosine triphosphate (ATP) adalah molekul berenergi tinggi yang ada dalam sel hidup. Ini adalah trifosfat nukleosida yang menyediakan energi dalam sel untuk metabolisme dan digunakan dalam beberapa proses seluler termasuk sintesis biomolekul..
ATP biasanya hadir dalam sel pada konsentrasi 1-10mM - itu terus didaur ulang dalam organisme untuk memastikan ada pasokan energi secaa konstan.
ATP dapat disintesis oleh reaksi redoks yang menggunakan lipid sederhana atau kompleks atau karbohidrat sebagai sumber energi. Sumber energi kompleks perlu dicerna menjadi molekul yang lebih sederhana sebelum digunakan dalam sintesis ATP. Karbohidrat kompleks biasanya dihidrolisis menjadi glukosa dan fruktosa, sedangkan trigliserida dimetabolisme untuk membentuk gliserol dan asam lemak.
Biosintesis ATP oleh fosforilasi oksidatif dan fotofosforilasi adalah jalur untuk produksi energi pada hewan, tumbuhan, dan mikroba. Produksi ATP eukariotik biasanya terjadi di sel mitokondria
Jalur penting di mana eukariota menghasilkan energi adalah glikolisis, siklus asam sitrat (atau siklus Kreb), dan rantai transpor elektron (atau jalur fosforilasi oksidatif).
Bersama-sama 3 tahap ini disebut sebagai respirasi seluler. Pada manusia, respirasi sel mengubah adenosine difosfat (ADP) menjadi ATP dan dengan demikian melepaskan energi dari molekul yang kaya energi.
Glikolisis
Glikolisis melibatkan metabolisme glukosa dan gliserol untuk membentuk piruvat. Reaksi-reaksi ini terjadi di sitoplasma di sebagian besar organisme dan melepaskan jumlah bersih 2 ATP. Di sini glukosa diubah menjadi piruvat melalui fosforilasi dengan bantuan 2 enzim kunci - kinase phosphoglycerate dan piruvat kinase.
Reaksi keseluruhan dapat direpresentasikan sebagai berikut:
Glukosa + 2 NAD + + 2 ADP + 2 P i à 2 Pyruvate + 2 NADH + 2 H + + 2 ATP + 2 H 2 O
Dengan demikian setiap molekul glukosa mengalami glikolisis untuk menghasilkan 2 piruvat. Dua molekul nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) dan molekul 2 air (H 2 O) juga diproduksi sebagai hasil dari glikolisis. Molekul NADH dioksidasi dalam rantai transpor elektron untuk menghasilkan ATP dan piruvat yang dihasilkan digunakan sebagai substrat untuk siklus Kreb.
Siklus Kreb
Siklus Kreb juga dikenal sebagai siklus asam tricarboxylic (TCA) dan terjadi di mitokondria. Ini melibatkan serangkaian reaksi dimana piruvat terdegradasi menjadi CO 2 , ATP, air, dan elektron.
Piruvat yang dihasilkan oleh glikolisis di sitoplasma dikonversi menjadi asetil-Koenzim A (asetil-KoA) di mitokondria. Asetil-CoA diubah menjadi sitrat yang kemudian mengalami serangkaian rangkaian reaksi redoks, hidrasi, dehidrasi, dan dekarboksilasi untuk membentuk isocitrate, alpha-ketogluterate, succynl-CoA, fumerate, dan malate.
Reaksi-reaksi ini dikatalisasi oleh beberapa enzim kunci dalam jalur seperti sintase sitrat, aconitase, dehidrogenase isocitrate, dan dehidrogenase malat. Secara keseluruhan, siklus Kreb menghasilkan 2 molekul ATP, 6 molekul NADH, dan 2 mengurangi molekul flavin adenine dinucleotide (FADH 2 ).
Asetil-KoA yang berasal dari metabolisme karbohidrat, lemak, dan protein dalam sel semuanya digunakan dalam siklus Kreb untuk menghasilkan energi. Oleh karena itu, ini adalah jalur metabolisme penting yang menyatukan metabolisme karbohidrat, lemak, dan protein pada organisme hidup.
NADH dan FADH 2 molekul yang dihasilkan sebagai produk sampingan dari siklus asam sitrat dimasukkan ke dalam rantai transpor elektron di mana mereka dioksidasi untuk menghasilkan ATP dengan bantuan enzim ATP sintase. Enzim ini hadir di mitokondria dan mengkatalisis produksi ATP dengan menggabungkan ADP dan fosfat anorganik.
ATP synthase sering disebut sebagai mesin molekuler kompleks yang memiliki rotor pusat yang bergerak pada kecepatan 150 rotasi / s selama sintesis ATP.
Secara total, setiap molekul glukosa yang menjalani respirasi seluler menghasilkan 38 molekul ATP - 2 ATP dari glikolisis, 2 ATP dari siklus Kreb, dan 34 ATP dari rantai transpor elektron.