Fermentasi terdiri atas glikolisis dan serangkaian reaksi-reaksi yang meregenerasi NAD+, dengan cara mentransfer elektron dari NADH ke piruvat atau turunannya. NAD+ kemudian dapat digunakan untuk mengoksidasi glukosa melalui glikolisis dengan menghasilkan 2 ATP melalui fosforilasi tingkat substrat. Fermentasi terbagi menjadi beberapa jenis berdasarkan hasil akhir yang terbentuk dari piruvat, yaitu fermentasi alkohol dan fermentasi asam laktat.
Pada fermentasi alkohol (alcohol fermentation), piruvat diubah menjadi etanol atau etil alkohol dalam dua tahap. Tahap pertama yaitu melepaskan karbon dioksida dari piruvat dan membentuk senyawa berkarbon dua, yaitu asetildehida. Tahap kedua asetildehida dereduksi menjadi etanol oleh NADH, proses ini meregenerasi NAD+ yang dibutuhkan untuk glikolisis. Contoh fermentasi alkohol adalah khamir, sejenis jamur yang digunakan untuk pembuatan anggur dan roti.
Pada fermentasi asam laktat, piruvat direduksi secara langsung oleh NADH untuk membentuk laktat sebagai hasil akhirnya. Pada proses ini tidak disertai pelepasan karbon dioksida, dan reduksi piruvat akan meregenerasi NAD+ untuk proses glikolisis. Sel otot manusia akan membuat ATP dengan fermentasi asam laktat ketika suplai oksigen tidak diperoleh.
Fermentasi yang bersifat anaerobik dan respirasi seluler yang bersifat aerobik memiliki beberapa kesamaan, yaitu menggunakan glikolisis untuk mengoksidasi glukosa menjadi piruvat dengan menghasilkan 2 ATP melalui fosforilasi tingkat substrat. Selain itu NAD+ menjadi agen pengoksidasi yang menerima elektron selama glikolisis.
Perbedaan antara fermentasi dan respirasi adalah mekanisme yang digunakan untuk mengoksidasi NADH menjadi NAD+ selama glikolisis. Pada fermentasi penerima elektron terakhir adalah piruvat (fermentasi asam laktat) dan asetildehida (fermentasi alkohol). Sedangkan pada respirasi penerima elektron terakhir adalah oksigen, selain itu pada respirasi jumlah ATP yang dihasilkan lebih banyak dengan adanya siklus asam sitrat dan rantai transpor elektron yang memproduksi ATP melalui fosforilasi oksidatif.
Respirasi menghasilkan ATP 18 kali lebih banyak daripada fermentasi. Pada respirasi, jumlah ATP yang dihasilkan mencapai 38 dari satu molekul glukosa, dibandingkan dengan fermentasi yang hanya menghasilkan 2 ATP melalui glikolisis.
Sebagai tambahan, glikolisis memiliki peran sebagai dasar evolusi. Kemungkinan organisme prokariota menggunakan glikolisis untuk menghasilkan ATP sebelum adanya oksigen di atmosfer bumi. Fakta bahwa glikolisis merupakan jalur metabolikpaling tersebar di antara organisme, mengisyaratkan berevalusi sangat awal dalam sejarah kehidupan.
Glikolisis merupakan warisan metabolik dari sel-sel awal yang terus berfungsi dalam fermentasi atau sebagai tahap pertama dalam penguraian molekul organik dalam proses respirasi.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar