Produksi ATP : 38 ataukah 36 ?

Ada perbedaan dalam hasil akhir pembentukan ATP pada proses respirasi. Proses respirasi yang berlangsung pada mitokondria di hati, ginjal, dan mitokondria jantung menghasilkan 38 ATP untuk satu molekul glukosa yang dipecah, karena tahap akhir respirasi aerob yaitu rantai transpor elektron berlangsung melalui sistem ulang-alik malat aspartat. Sistem ulang-alik lain adalah ulang-alik gliserol-phosphat. Sistem ini hanya menghasilkan 36 ATP untuk tiap mol glukosa, dan berlangsung di otot rangka dan otak. Apa bedanya? 

Proses respirasi aerob menghasilkan senyawa antara berupa NADH. Glikolisis menghasilkan NADH yang sering disebut NADH sitosol, karena proses tersebut berlangsung pada sitosol. Dekarboksilasi oksidatif dan Daur Krebs menghasilkan NADH matriks, karena proses tersebut berlangsung pada matriks mitokondria. Dalam rantai transpor elektron, NADH akan dioksidasi ulang dan pada akhir reaksi akan menghasilkan ATP dan H2O. Pada kenyataannya, membran mitokondria tidak permeabel terhadap NADH sitosol. Dengan sederhana dikatakan: NADH sitosol tidak dapat masuk ke dalam mitokondria untuk mengalami oksidasi ulang pada rantai transpor elektron.

Suatu cara yang berlangsung dengan cerdik telah diketahui. NADH sitosol dapat masuk ke dalam mitokondria secara tidak langsung melalui sistem ulang-alik malat-aspartat. Prosesnya sebagai berikut: NADH sitosol melepaskan H+ dan ditangkap oleh oksaloasetat sehingga berubah menjadi malat, yang kemudian masuk ke dalam mitokondria dengan bantuan sistem transpor malat-a-ketoglutarat yang terdapat pada membran mitokondria. Di dalam matriks mitokondria, malat akan melepaskan ion H+ yang akan diterima oleh NAD sehingga tereduksi menjadi NADH, dan selanjutnya NADH akan dioksidasi ulang melalui rantai transpor elektron. Sementara itu malat yang telah melepaskan ion H+ berubah kembali menjadi oksaloasetat. Karena membran mitokondria tidak permeabel terhadap oksaloasetat, maka oksaloasetat dipecah menjadi a-ketoglutarat dan aspartat melalui reaksi dengan glutamat. Aspartat keluar dari dalam matriks ke sitosol melalui sistem transpor glutamat-aspartat yang juga terdapat pada membran mitokondria, sedangkan a-ketoglutarat keluar dari matriks melalui sistem transpor malat-a-ketoglutarat. Di sitosol aspartat akan bereaksi dengan a-ketoglutarat dan menghasilkan oksaloasetat dan glutamat untuk mengulangi siklus yang sama. Lihat gambar berikut!

Sistem ulang-alik malat-aspartat. Menyebabkan total produksi ATP menjadi 38.

Berbeda dengan sistem ulang-alik malat-aspartat, sistem ulang-alik gliserol-phosphat lebih sederhana. Prosesnya sebagai berikut: NADH sitosol melepaskan ion H+ dan diterima oleh dihydroxyacetonphosphate hingga tereduksi menjadi glycerol-3-phosphate. Glycerol-3-phosphate akan melepaskan ion H+ kepada FAD sehingga tereduksi menjadi FADH, dan kembali berubah menjadi dihydroxyacetonephosphate untuk mengulangi siklus yang sama. Ion H+  dari FADH akan dipindahkan kepada ubikuinon sehingga tereduksi menjadi ubikuinonH untuk selanjutnya memasuki rantai traspor elektron. Lihat gambar!

Sistem ulang-alik gliserol-phosphat. Menyebabkan produksi ATP total menjadi 36

Kesimpulannya adalah: bila melalui sistem ulang-alik malat-aspartat NADH sitosol dapat masuk ke dalam mitokondria untuk mengalami proses rantai transpor elektron dan menghasilkan 3 ATP untuk setiap NADH yang dioksidasi. Bila melalui sistem ulang-alik gliserol-phospat, NADH sitosol dikonversi menjadi FADH lalu masuk ke dalam mitokondria untuk mengalami proses rantai transpor elektron dan dihasilkan 2 ATP untuk setiap FADH yang dioksidasi.

sumber :  http://biologimediacentre.com