Advertisement

ATP, Pembawa Energi Kimia, Untuk sel, energi tersedia melalui berbagai cara, misalnya penguraian bahan makanan atau perubahan energi matahari menjadi energi kimia. Akan tetapi energi itu hanya dapat digunakan oleh sel dalam cara yang kurang lebih eksklusif. Bandingkanlah keadaan tersebut dengan menyalakan sebuah bola lampu listrik. Energi yang digunakan oleh bola lampu yang menyala mungkin berasal dari pembakaran batu bara, dari pemecahan inti, radioaktif, atau dari energi kinetik air terjun. akan tetapi bola lampu itu tidak dapat dinyalakan sebelum berbagai bentuk energi itu—panas, reaksi nuklir atau kinetik—diubah menjadi aliran listrik, yaitu satu-satunya bentuk energi yang dapat digunakan oleh bola lampu itu. Dengan semacam cara yang serupa, suatu pembawa hampir semua bentuk energi kimia yang dipindahkan dalam sel adalah suatu senyawa kimia khusus, yaitu adenosin trifosfat (atau disingkat ATP). Agar dapat dimengerti bagaimana ATP memindahkan energi dari sebuah molekul ke molekul yang lain, perlu kiranya secara singkat diperhatikan struktur molekul ATP itu (  16.2).

Adenosin terdiri atas dua satuan kecil bahan kimia, yaitu adenin (suatu senyawa cincin bernitrogen) yang terikat pada gula berkarbon 5, D-ribosa. Adenosin dapat digabungkan dengan asam ortofosfat membentuk suatu ester fosfat yang disebut adenosin monofosfat (AMP), dan mengeluarkan unsur-unsur airnya. Senyawa ini dapat difosforilasi lebih lanjut sehingga menghasilkan mula-mula adenosin difosfat (ADP) dan kemudian adenosin trifosfat (ATP). Hal penting yang harus diperhatikan di sini ialah bahwa tiga gugus fosfat itu terikat pada residu adenosin dalam sebuah baris. Pentingnya ATP terletak pada kenyataan bahwa gugus fosfat ujungnya, di bawah pengaruh enzim yang sesuai, dapat dipindahkan ke senyawa lain beserta energi yang berhubungan dengan ikatan kaya-energi ini dalam proporsi yang lebih besar atau lebih kecil. Sebagai contohnya yang khas, ATP dapat bereaksi dengan D-glukosa dan menghasilkan glukosa-6-ATP sebagai pembawa energi kimia dapat di kan dengan dua buah reaksi yang terjadi selama respirasi karbohidrat (  16.3). Pada reaksi pertama gugus fosfat dipindahkan oleh kegiatan enzim khas fosfotransferase dari fosfoenolpiruvat (PEP) ke ADP. Kemudian terbentuk ATP yang dalam reaksi enzim kedua memindahkan sebuah gugus fosfatnya ke glukosa dan terbentuklah glukosa-6-fosfat.

Advertisement

fosfoenolpiruvat + ADP ± piruvat + ATP

ATP + glukosa    ADP + glukosa-6-fosfat

fosfoenolpiruvat + glukosa          piruvat + glukosa-6-fosfat

Hasil akhir pasangan reaksi melalui ATP ini ialah, glukosa diubah menjadi suatu bentuk berenergi, yaitu glukosa-6fosfat, yang dapat ikut berperan dalam reaksi (misalnya biosintesis pati) yang tidak dapat diikuti oleh glukosa bebas itu sendiri karena kandungan energinya yang rendah.

Karena ATP berfungsi sebagai bahan perangkai reaksi yang lebih berupa reaksi sel daripada bahan lain mana pun dengan ikatan fosfat berenergi tinggi, ATP berfungsi sebagai pengikat antara sumber energi yang tersedia bagi sel hidup dan proses kimia, osmosis, serta proses lain yang berkaitan dengan pemeliharaan, pertumbuhan, dan reproduksi sel. Karena itu stem ADP-ATP ini dapat dibandingkan dengan ‘rekening Tang sedang beredar’ (current account) dalam sebuah bank mergi tempat sel dapat menabung energi, sampai jika perlukan dapat diambil tunai berupa energi untuk 1-relaksanakan reaksi kimia atau pekerjaan lain.

Dalam memindahkan energinya ke molekul lain, ATP sehilangan gugus fosfat terujungnya dalam bentuk fosfat inorganik (Pi) dan berubah menjadi ADP. Sintesis kembali ADP menjadi ATP, yaitu proses fosforilasi ADP, dicapai ..?..engan menggunakan energi dari makanan atau cahaya matahari melalui tiga cara berbeda, yaitu:

  1. Fosforilasi tingkat substrat, melaksanakan hidrolisis senyawa kaya energi, seperti fosfoenolpiruvat atau suksinil koenzim A, dirangkaikan dengan proses fosforilasi ADP. Pada tipe fosforilasi ini tidak diperlukan oksigen. Hal ini merupakan satu-satunya cara pengawetan energi yang tersedia bagi jasad renik yang melaksanakan respirasi anaerob, tetapi dalam proses ini terlibat pula pemecahan karbohidrat baik pada tumbuhan maupun pada binatang.
  2. Fosforilasi oksidatif, melaksanakan pembentukan ATP dari ADP dihubungkan dengan suatu rantai reaksi oksidasi (rantai pemindahan elektron) yang merupakan bagian penting pada respirasi aerob. Oksigen diperlukan untuk fosforilasi semacam ini dan basil akhirnya berupa air. Fosforilasi oksidatif terjadi dalam mitokondria sel tumbuhan dan binatang dan merupakan cara utama pengawetan energi bagi sel-sel tidak fotosintetik, yang hidup di dalam lingkungan aerob.
  3. Fosforilasi fotosintetik, mengubah energi cahaya menjadi energi kimia dalam bentuk ATP. Pembentukan ATP semacam ini terjadi dalam kloroplas tumbuhan hijau yang disinari.

 

Advertisement