Glikolisis: 10 Langkah Utama

• Pada hewan dan tumbuhan, glukosa memiliki empat nasib utama: sintesis polisakarida kompleks, penyimpanan dalam sel, oksidasi menjadi piruvat melalui glikolisis, atau oksidasi melalui jalur pentosa fosfat.

Glikolisis

• Dalam glikolisis, molekul glukosa diuraikan menjadi dua molekul piruvat melalui serangkaian reaksi dengan bantuan enzim.
• Glikolisis terdiri dari 10 langkah utama.

10 Langkah Glikolisis

• Langkah 1: Glukosa difosforilasi menjadi D-glukosa 6-fosfat.
• Langkah 2: D-glukosa 6-fosfat diubah menjadi D-fruktosa 6-fosfat.
• Langkah 3: D-fruktosa 6-fosfat difosforilasi lagi menjadi D-fruktosa 1,6-bifosfat.
• Langkah 4: Fruktosa 1,6-bifosfat dipecah menjadi dihidroksiaseton fosfat dan gliseraldehida 3-fosfat (tahap "lisis").
• Langkah 5: Dihidroksiaseton fosfat diisomerisasi menjadi gliseraldehida 3-fosfat.
• Langkah 6: Gliseraldehida 3-fosfat dioksidasi menjadi 1,3-bifosfogliserat oleh gliseraldehida 3-fosfat dehidrogenase.
• Langkah 7: Fosfogliserat kinase mentransfer gugus fosforil dari 1,3-bisfosfogliserat ke ADP, membentuk ATP dan 3-fosfogliserat.
• Langkah 8: Fosfogliserat mutase mengkatalisis pergeseran gugus fosforil antara C-2 dan C-3 gliserat; Mg2+ penting untuk reaksi ini.
• Langkah 9: Enolase menghilangkan molekul air dari 2-fosfogliserat untuk menghasilkan fosfoenolpiruvat (PEP).
• Langkah 10: Piruvat kinase mentransfer gugus fosforil dari fosfoenolpiruvat ke ADP, membentuk piruvat, membutuhkan K+ dan Mg2+ atau Mn2+.
• Hasil bersih glikolisis adalah dua ATP per molekul glukosa (dua dikonsumsi, empat diproduksi).
• Transformasi kimia penting dalam glikolisis meliputi degradasi kerangka karbon glukosa, fosforilasi ADP menjadi ATP, dan transfer ion hidrida ke NAD+ untuk membentuk NADH.

Intermediet Terfosforilasi

• Membran plasma tidak memiliki transporter untuk gula terfosforilasi, sehingga intermediet glikolitik terfosforilasi tetap berada di dalam sel.
• Pembentukan ester fosfat seperti glukosa 6-fosfat sebagian melestarikan energi yang dilepaskan dalam pemutusan ikatan fosfoanhidrida (seperti pada ATP).
• Gugus fosforil menurunkan energi aktivasi dan meningkatkan spesifisitas reaksi enzimatik.
• Banyak enzim glikolitik membutuhkan Mg2+ untuk aktivitasnya, berinteraksi dengan gugus fosfat dari ADP, ATP, dan zat antara glikolitik.

Enzim dalam Glikolisis

• Kinase mengkatalisis transfer gugus fosforil dari ATP ke akseptor.
• Heksokinase membutuhkan Mg2+ untuk aktivitasnya; substrat sebenarnya adalah kompleks MgATP2−.
• Genom manusia mengkodekan empat heksokinase (I hingga IV), yang merupakan isozim yang mengkatalisis reaksi yang sama.
• Heksokinase IV (glukokinase) yang ada dalam hepatosit, berbeda dari bentuk heksokinase lain dalam sifat kinetik dan regulasi.
• Enzim isomerase fosfoheksosa (fosfoglukosa isomerase) mengkatalisis isomerisasi reversibel glukosa 6-fosfat menjadi fruktosa 6-fosfat.
• Fosfofruktokinase-1 (PFK-1) mengkatalisis transfer gugus fosforil dari ATP ke fruktosa 6-fosfat untuk menghasilkan fruktosa 1,6-bifosfat.
• Senyawa dengan dua gugus fosfat atau fosforil yang terikat pada posisi berbeda dalam molekul dinamakan bifosfat.
• Reaksi PFK-1 pada dasarnya tidak dapat diubah dalam kondisi seluler, dan merupakan langkah "berkomitmen" pertama dalam jalur glikolitik.
• Fosfofruktokinase-1 mengalami regulasi alosterik; aktivitasnya meningkat saat suplai ATP sel habis dan dihambat saat sel memiliki ATP yang cukup.
• Fruktosa 2,6-bifosfat adalah aktivator alosterik kuat dari PFK-1 pada beberapa organisme. Ribulosa 5-fosfat juga mengaktifkan fosfofruktokinase secara tidak langsung.
• Enzim fruktosa 1,6-bifosfat aldolase (aldolase) mengkatalisis kondensasi aldol reversibel.
• Dihidroksiaseton fosfat diubah menjadi gliseraldehida 3-fosfat oleh enzim kelima dari urutan glikolitik, triosa fosfat isomerase.