Metabolisme
Oleh: Baskara Ramadhan
Metabolisme
Anabolisme
• Anabolisme adalah reaksi untuk membentuk atau menyusun molekul kompleks dari molekul yang lebih sederhana.
• Salah satu contoh anabolisme adalah fotosintesis, yaitu proses pembentukan karbohidrat, seperti glukosa, dari karbon anorganik berupa karbon dioksida.
• Secara umum reaksi anabolisme merupakan reaksi endergonik, yaitu reaksi yang bersifat menyerap energi dari lingkungan untuk masuk ke dalam reaksi. Contohnya pada reaksi fotosintesis dibutuhkan energi dari cahaya matahari.
• Reaksi anabolisme memiliki beberapa tujuan, yaitu:
• membentuk bahan makanan, seperti proses fotosintesis yang menghasilkan bahan makanan berupa karbohidrat membentuk komponen
penyusun sel tubuh, seperti proses sintesis protein dari asam amino yang diperlukan untuk
pembentukan sel-sel otot.
Katabolisme
• Katabolisme adalah reaksi untuk membongkar atau
memecah molekul kompleks menjadi molekul yang lebih sederhana.
• Salah satu contoh katabolisme adalah respirasi sel, yaitu proses pemecahan zat makanan seperti karbohidrat untuk membebaskan sejumlah energi.
• Secara umum reaksi katabolisme merupakan reaksi eksergonik, yaitu reaksi yang bersifat membebaskan energi ke lingkungan atau keluar reaksi. Contohnya pada proses respirasi sel dilepaskan sejumlah besar energi dalam bentuk ATP.
• Reaksi katabolisme secara umum bertujuan untuk membebaskan atau melepaskan energi, baik itu dalam bentuk:
• energi panas yang dikeluarkan oleh tubuh ke lingkungan,
• energi siap pakai yang akan dibawa oleh molekul pembawa energi sehingga dapat dimanfaatkan oleh tubuh untuk melakukan berbagai aktivitas
Katabolisme
Molekul Pembawa Energi
• Energi kimia yang terkandung di dalam makanan tidak dapat digunakan secara langsung oleh sel-sel tubuh.
• Makanan harus dipecah terlebih dahulu sehingga energi yang terkandung di dalamnya terlepas dan selanjutnya diubah menjadi bentuk energi siap pakai yang dapat dimanfaatkan oleh sel.
• Salah satu contoh molekul pembawa energi di dalam tubuh adalah ATP
• ATP (adenosine triphosphate) adalah suatu molekul yang tersusun atas satu gula ribosa, satu basa nitrogen adenin, dan tiga gugus fosfat.
• ATP merupakan unit energi sel yang paling utama karena bersifat labil dan mudah dipecah sehingga energi yang terkandung di dalamnya lebih mudah untuk dilepaskan.
• Energi pada ATP terdapat dalam bentuk ikatan fosfat yang dapat lepas ketika mengalami proses hidrolisis
membentuk ADP + Pi. Energi yang dihasilkan dari pemecahan satu molekul ATP adalah 30,6 KJ/mol (setara dengan 7200 kalori).
• Pembentukan ATP disebut fosforilasi, yaitu ketika ADP (adenosine diphosphate) mengikat satu gugus fosfat dengan memanfaatkan energi yang dilepaskan dari proses katabolisme.
• Pembentukan ATP dapat terjadi melalui dua cara, yaitu fosforilasi tingkat substrat dan fosforilasi oksidatif. - Fosforilasi tingkat substrat adalah proses pembentukan ATP yang dilakukan melalui pemindahan gugus fosfat (~PO4) berenergi tinggi dari suatu substrat langsung ke ADP. Proses ini dibantu oleh enzim kinase.
• Fosforilasi oksidatif adalah proses pembentukan ATP yang terjadi melalui oksidasi molekul pembawa elektron, berupa NADH dan FADH2 , diikuti dengan adanya rantai transfer elektron dan pompa proton melewati membran (kemiosmosis).
Molekul Pembawa Elektron
• Selama metabolisme banyak terjadi reaksi pemindahan atau pelepasan elektron, sehingga dibutuhkan molekul pembawa elektron yang berfungsi membantu
pemindahan elektron dari satu molekul ke molekul lain.
• Molekul pembawa elektron yang diperlukan pada proses metabolisme setidaknya ada 3 macam, yaitu: - NAD (nikotinamida adenin dinukleotida), - FAD (flavin adenin dinukleotida), dan - NADP (nikotinamida adenin dinukleotida fosfat).
• Ketiga molekul pembawa elektron ini tidak selalu digunakan secara bersamaan. NAD dan FAD adalah molekul pembawa elektron yang digunakan pada reaksi
katabolisme, sementara NADP digunakan pada reaksi anabolisme.
• Masing-masing dari NAD, FAD, maupun NADP dapat dijumpai dalam dua bentuk, yaitu bentuk teroksidasi dan tereduksi. - NAD memiliki bentuk teroksidasi berupa NAD+ sementara bentuk tereduksinya adalah NADH - FAD memiliki bentuk
teroksidasi berupa FAD sementara bentuk tereduksinya adalah FADH2 - NADP
memiliki bentuk teroksidasi berupa NADP+ sementara bentuk tereduksinya adalah
NADPH.
• Secara umum katabolisme molekul organik dapat dibedakan menjadi dua, ada yang butuh oksigen dan ada yang tidak butuh oksigen.
• Katabolisme yang melibatkan oksigen contohnya adalah respirasi aerob.
Sementara katabolisme yang tidak
melibatkan oksigen dapat terjadi melalui respirasi anaerob dan fermentasi.
Respirasi Aerob
• Respirasi aerob adalah proses pemecahan glukosa yang bertujuan membebaskan energi yang terkandung di dalamnya dan membentuk ATP, dengan menggunakan oksigen sebagai akseptor elektron
terakhirnya.
• Dari proses respirasi aerob dihasilkan air, karbon dioksida dan 36-38 ATP sebagai molekul pembawa energi. Air dan karbon dioksida akan diekskresikan atau dibuang ke luar tubuh sementara ATP akan digunakan sebagai penyedia energi bagi aktivitas sel tubuh.
• Respirasi aerob terjadi melalui empat tahapan besar, yaitu:
• 1. Glikolisis 2. dekarboksilasi oksidatif 3. siklus
asam sitrat (siklus Krebs), dan 4. fosforilasi oksidatif
• Pada sel eukariotik, tahapan respirasi aerob terjadi pada bagian sel yang berbeda, dan melibatkan organel mitokondria. Tahap glikolisis berlangsung di sitosol, dekarboksilasi oksidatif dan siklus asam sitrat terjadi di matriks mitokondria, sementara fosforilasi oksidatif terjadi di bagian krista
mitokondria.
GLIKOLISIS
•
Glikolisis adalah proses pemecahan glukosa menjadi asam piruvat yang berlangsung di dalam sitosol.
•
Satu molekul glukosa yang memiliki 6 atom karbon, dipecah menjadi 2 molekul
gliseraldehid-3-fosfat (G3P) yang memiliki 3 atom karbon, kemudian dilanjutkan dengan pemecahan G3P menjadi 2 molekul asam piruvat yang mengandung 3 atom karbon.
•
Hasil akhir glikolisis terhadap satu molekul glukosa adalah: - 2 asam piruvat - 2 ATP - 2 NADH (Glikolisis menghasilkan 4 ATP pada fase panen ATP tetapi membutuhkan 2 ATP pada fase investasi ATP, sehingga dapat
dituliskan bahwa hasil akhir ATP dari glikolisis
adalah 2 molekul)
Glukosa → glukosa 6-fosfat.
• Proses ini membutuhkan ATP dan enzim heksokinase. → terlihat ada penambahan fosfat
• Enzim heksokinase berfungsi memindahkan gugus fosfat dari ATP ke molekul glukosa, membentuk glukosa 6-fosfat.
Glukosa 6-fosfat → fruktosa 6-fosfat.
• Pada tahap ini terjadi isomerisasi atau perubahan struktur tetapi tidak terjadi perubahan rumus kimia.
• Proses ini membutuhkan enzim enzim fosfoglukoisomerase yang berfungsi mengkonversi glukosa 6-fosfat menjadi fruktosa 6-fosfat.
Fruktosa 6-fosfat → fruktosa 1,6-bifosfat.
• Proses ini membutuhkan ATP dan enzim fosfofruktokinase.--> terlihat ada penambahan fosfat
• Enzim fosfofruktokinase berfungsi mentransfer gugus fosfat dari ATP ke bagian ujung lain dari gula sehingga terbentuk fruktosa 1,6-bifosfat.
Fruktosa 1,6-bifosfat → dihidroksiaseton fosfat (DHAP) + gliseraldehid 3- fosfat (G3P)/Fosfogliseraldehid (PGAL)
• Proses ini membutuhkan enzim aldolase.
• Aldolase memecah molekul gula berkarbon enam menjadi dua molekul gula berkarbon tiga berbeda, yaitu dihidroksiaseton fosfat (DHAP) dan gliseraldehid 3-fosfat (G3P) yang merupakan bentuk isomer.
Dihidroksiaseton fosfat (DHAP) → gliseraldehid 3-fosfat (G3P)
• Tahap ini berfungsi mengkonversi molekul dihidroksiaseton fosfat menjadi gliseraldehid 3-fosfat agar dapat melanjutkan ke tahapan selanjutnya.
• Proses ini membutuhkan enzim triosafosfat isomerase.
Gliseraldehid 3-fosfat (G3P) → 1,3- bifosfogliserat
• Molekul G3P teroksidasi dengan mentransfer elektron ke NAD + , membentuk NADH.
• Proses ini membutuhkan enzim triosa fosfat dehidrogenase.
• Dengan memanfaatkan energi yang dilepaskan dari reaksi ini, sebuah gugus fosfat ditambahkan pada molekul yang teroksidasi tadi membentuk molekul 1,3–bifosfogliserat yang mengandung energi tinggi.
1,3-bifosfogliserat → 3 fosfogliserat ●
• Gugus fosfat dari molekul 1,3-bifosfogliserat dilepaskan kemudian ditangkap oleh molekul ADP membentuk molekul ATP. ●
• Proses ini membutuhkan enzim fosfogliserokinase.
3 fosfogliserat → 2 fosfogliserat
• Enzim fosfogliseromutase mengubah posisi gugus fosfat pada molekul 3-fosfogliserat menjadi bentuk 2-fosfogliserat.
2- fosfogliserat → fosfoenolpiruvat (PEP)
• Enzim enolase menyebabkan terbentuknya ikatan rangkap pada 2- fosfogliserat dengan melepaskan molekul air.
• Proses ini akan menghasilkan fosfoenolpiruvat (PEP), yaitu sebuah molekul yang mengandung energi potensial tinggi.
Fosfoenolpiruvat (PEP) → piruvat
• Gugus fosfat ditransfer dari PEP membentuk piruvat dengan bantuan enzim piruvat kinase.
• Gugus fosfat yang dilepas ditangkap oleh molekul ADP membentuk ATP.
DEKARBOKSILASI OKSIDATIF
• Dekarboksilasi oksidatif adalah tahap oksidasi atau perubahan asam piruvat yang dihasilkan dari glikolisis menjadi asetil KoA.
• Proses ini berlangsung di matriks mitokondria dan bertujuan agar tahapan respirasi aerob dapat dilanjutkan ke siklus asam sitrat
karena substrat yang dapat masuk ke siklus asam sitrat adalah asetil KoA.
• Piruvat yang dihasilkan dari glikolisis di sitosol akan
ditransportasikan secara aktif menuju matriks mitokondria.
• Setelah memasuki mitokondria, piruvat akan diubah oleh kompleks enzim piruvat dehidrogenase melalui tiga macam reaksi, yaitu:
• dekarboksilasi terhadap piruvat yang akan melepaskan 1 atom karbon dalam bentuk CO2 .
• oksidasi yang menyebabkan elektron dan ion H+ terlepas, kemudian ditangkap oleh NAD+ (terjadi reduksi NAD+) membentuk NADH - pengikatan oleh koenzim A yang menyebabkan terbentuknya senyawa asetil KoA yang memiliki dua atom karbon.
• Hasil akhir dekarboksilasi oksidatif terhadap dua molekul asam piruvat adalah:
• 2 asetil KoA
• 2 CO2
• 2 NADH
SIKLUS KREBS
• Siklus krebs disebut juga dengan siklus asam trikarboksilat dan siklus asam sitrat, didasarkan pada nama penggagasnya, yaitu Sir Hans Adolf Krebs.
• Siklus asam sitrat bertujuan mengoksidasi asetil KoA untuk mendapatkan ATP serta molekul pembawa elektron yang nantinya akan digunakan pada tahap fosforilasi
oksidatif.
• Hasil akhir siklus asam sitrat terhadap dua molekul asetil KoA adalah:
• 4 CO2
• 6 NADH
• 2 FADH2
• 2 ATP
Siklus asam sitrat berlangsung di matriks mitokondria dan terdiri dari beberapa tahapan sebagai berikut.
• pengikatan asetil KoA oleh oksaloasetat menghasilkan asam sitrat dan diikuti dengan lepasnya koenzim A.
• pengubahan asam sitrat menjadi isositrat.
• pengubahan isositrat menjadi -ketoglutarat diikuti dengan ⍺ lepasnya molekul CO2 dan pembentukan molekul pembawa elektron berupa NADH dari NAD + .
• pengubahan -ketoglutarat menjadi suksinil KoA diikuti dengan ⍺ lepasnya molekul CO2 dan pembentukan NADH dari NAD + .
• pengubahan suksinil KoA menjadi suksinat dan diikuti dengan terbentuknya molekul pembawa energi berupa GTP yang kemudian akan memicu pembentukan ATP.
• pengubahan suksinat menjadi fumarat disertai dengan
pembentukan molekul pembawa elektron berupa FADH2 dari FAD.
• pengubahan fumarat menjadi malat dengan mengikat H2O.
• pengubahan malat menjadi oksaloasetat kembali diikuti dengan terbentuknya NADH dari NAD + .
FOSFORILASI OKSIDATIF
• Fosforilasi oksidatif adalah proses pembentukan ATP melalui oksidasi molekul pembawa elektron berupa NADH dan FADH2 yang
berlangsung di krista, yaitu lipatan membran dalam mitokondria
• Fosforilasi oksidatif terjadi melalui
dua tahapan, yaitu rantai transfer
elektron dan kemiosmosis.
RANTAI TRANSFER ELEKTRON
• Oksidasi terhadap NADH dan FADH2 menghasilkan elektron yang akan berpindah melewati kompleks protein dan molekul carrier.
• Oksidasi NADH berlangsung di kompleks I, kemudian elektron yang dihasilkan dari proses ini dibawa oleh molekul carrier ubiquinone menuju ke kompleks III dan selanjutnya akan diteruskan oleh molekul carrier sitokrom C menuju ke kompleks IV.
• Setiap kali elektron melewati kompleks protein I, III dan IV, akan ada sejumlah ion H + yang dipompa keluar melewati membran dalam mitokondria menuju ke ruang antarmembran, artinya dari hasil oksidasi satu molekul NADH akan terjadi tiga kali pompa ion H + .
• Oksidasi FADH2 berlangsung di kompleks II, kemudian elektron yang dihasilkan dari proses ini dibawa oleh molekul carrier ubiquinone menuju ke kompleks III dan selanjutnya akan diteruskan oleh molekul carrier sitokrom C menuju ke kompleks IV.
• Kompleks II merupakan protein yang tidak menembus membran, sehingga aliran elektron pada kompleks II tidak diikuti dengan terjadinya pompa ion H + , artinya oksidasi satu molekul FADH2 hanya akan diikuti dua kali pompa ion H + , yaitu saat elektron melewati kompleks III dan kompleks IV.
• Elektron dari oksidasi NADH maupun FADH2 yang telah sampai di kompleks IV, selanjutnya akan ditangkap oleh oksigen sebagai
akseptor (penerima) elektron terakhir, membentuk satu molekul air.
Kemiosmosis
• selama rantai transfer elektron, ion H + dipompa keluar membran dalam mitokondria menuju ruang antarmembran oleh kompleks I, III dan IV.
• Kondisi ini menyebabkan jumlah atau konsentrasi ion H + di ruang antarmembran mitokondria menjadi lebih tinggi dibandingkan konsentrasi ion H + di bagian matriks mitokondria.
• Adanya gradien atau perbedaan konsentrasi ion H + antara ruang antarmembran dan matriks mitokondria memicu terjadinya kemiosmosis, yaitu ion H + yang banyak di ruang antarmembran bergerak masuk ke dalam matriks mitokondria melewati ATP sintase.
• Perpindahan ion H + melewati ATP sintase akan menggerakkan rotor, yaitu kompleks seperti turbin di dalam ATP sintase, yang akan berputar dan menghasilkan energi.
• Energi yang dihasilkan dari gerakan rotor ATP sintase selanjutnya digunakan untuk mengikatkan gugus fosfat ke molekul ADP membentuk ATP.
• Penghitungan Total ATP
• Glikolisis: 2 ATP, 2 NADH yang akan dikonversi menjadi 6 ATP
• Dekarboksilasi Oksidatif: 2 NADH yang akan dikonversi menjadi 6 ATP
• Siklus Asam Sitrat: 2 ATP, 6 NADH yang akan dikonversi menjadi 18 ATP ● 2 FADH2 yang akan dikonversi menjadi 4 ATP
• Total ATP yang dihasilkan dari proses katabolisme terhadap satu molekul glukosa dengan oksigen adalah 38 ATP. Pemindahan asam piruvat dari sitosol ke dalam mitokondria membutuhkan energi sebanyak 2 ATP, sehingga ada beberapa sumber menuliskan bahwa total ATP yang dihasilkan adalah 38-2 = 36 ATP.
FERMENTASI
• Fermentasi adalah proses
perombakan molekul organik
seperti glukosa yang terjadi secara anaerob untuk menghasilkan ATP dalam jumlah terbatas tanpa
melalui transfer elektron.
• Fermentasi berlangsung di dalam sitosol.
• Contoh peristiwa fermentasi
adalah fermentasi alkohol dan
fermentasi asam laktat.
Fermentasi Alkohol
•
Fermentasi alkohol adalah proses perombakan glukosa menjadi molekul alkohol (etanol) dan diikuti dengan pembentukan CO2 , dan 2 ATP.
•
Persamaan reaksi fermentasi alkohol secara umum adalah sebagai berikut
Fermentasi alkohol melibatkan tiga tahapan sebagai berikut.
1) tahap pertama adalah glikolisis, yaitu oksidasi terhadap
glukosa membentuk 2 molekul asam piruvat, 2 NADH, dan 2 molekul ATP.
2) tahapan kedua adalah perubahan 2 molekul asam piruvat menjadi 2 molekul asetaldehid dengan cara masing-masing asam piruvat melepaskan satu atom C dalam bentuk
molekul CO2 (proses dekarboksilasi) sehingga dari proses ini akan dilepaskan 2 molekul CO2 .
3) tahap ketiga adalah reduksi terhadap asetaldehid dengan cara menangkap elektron yang dilepaskan dari oksidasi NADH hasil glikolisis membentuk 2 molekul etanol dan 2 molekul NAD +
Pada fermentasi alkohol, molekul yang berperan sebagai akseptor elektron terakhir adalah molekul organik berupa asetaldehid.
Fermentasi Asam Laktat
•
Fermentasi asam laktat adalah proses perombakan glukosa menjadi molekul asam laktat dan diikuti dengan
pembentukan 2 ATP.
•
Persamaan reaksi fermentasi asam laktat secara umum adalah sebagai berikut.
Fermentasi asam laktat melibatkan dua tahapan sebagai berikut.
1) tahap pertama adalah glikolisis, yaitu oksidasi terhadap
glukosa membentuk 2 molekul asam piruvat, 2 NADH, dan 2 molekul ATP.
2) tahapan kedua adalah reduksi piruvat, yaitu piruvat akan menerima elektron yang dilepaskan oleh NADH Pada
fermentasi alkohol, molekul yang berperan sebagai akseptor elektron terakhir adalah molekul organik berupa asetaldehid membentuk 2 molekul NAD + dan 2 molekul asam laktat.
Pada fermentasi asam laktat, molekul yang berperan sebagai akseptor elektron terakhir adalah molekul organik berupa asam piruvat.
Fermentasi asam laktat dapat terjadi pada sel otot manusia yang kekurangan oksigen misalkan saat berolahraga.
Anabolisme
Konsep Anabolisme
• Anabolisme → pembentukan senyawa kompleks organik dari senyawa-senyawa sederhana
• Anabolisme termasuk reaksi yang lebih banyak membutuhkan daripada membebaskan energi → diikuti dengan lebih banyak pemecahan (hidrolisis) ATP).
• Contoh asimilasi karbon → konversi karbon
anorganik menjadi senyawa organik yang dilakukan oleh organisme autotrof.
• Berdasarkan sumbernya energi yang digunakan, asimilasi karbon terbagi ke dalam 2 macam : - Fotosintesis : asimilasi karbon yang menggunakan cahaya sebagai sumber energi utama -
Kemosintesis : asimilasi karbon yang menggunakan senyawa kimia sebagai sumber energi utama
• Fotosintesis → asimilasi karbon (pembentukan karbon organik dari
karbon anorganik) dengan menggunakan energi dari cahaya matahari.
• Hanya dilakukan organisme berklorofil → punya pigmen penangkap energi cahaya matahari. Contoh : tumbuhan, alga,
Cyanobacteria.
• Terjadi di dalam kloroplas → organel yang mengandung klorofil. Kloroplas banyak terdapat di mesofil daun.
• Fotosintesis terjadi dua tahap yaitu reaksi terang dan reaksi gelap
• Persamaan reaksi fotosintesis:
• Reaksi terang dimulai dengan aktivasi klorofil → aliran elektron → pembentukan ATP (fotofosforilasi) - Berdasarkan arah aliran elektron yang terjadi, fotofosforilasi terdiri dari fotofosforilasi nonsiklik, fotofosforilasi siklik.
• Fotofosforilasi nonsiklik - Urutan aliran elektron : fotosistem II → fotosistem I → NADP+ reduktase
• Energi cahaya ditangkap, oleh fotosistem II sehingga menyebabkan elektron dari klorofil fotosistem II tereksitasi.
• Elektron ditangkap oleh akseptor elektron primer pada fotosistem II. Hal ini
menyebabkan ketidakstabilan pada P680. - Supaya stabil, terjadi fotolisis air, yaitu pemecahan air dengan bantuan enzim, sehingga dihasilkan 2 elektron, 2 H + , dan 1 atom oksigen.
• Elektron hasil fotolisis air akan ditangkap oleh klorofil a sehingga stabil kembali. Atom hidrogen akan dilepas menuju rongga dalam tilakoid sehingga menyebabkan gradien proton. Sementara Atom oksigen akan bergabung dengan oksigen lain hasil fotolisis air lainnya dan membentuk O2 .
• Elektron yang ditangkap akseptor elektron primer pada fotosistem II kemudian
dialirkan menuju fotosistem I melalui pembawa elektron plastoquinon (Pq), kompleks sitokrom, dan plastocyanin (Pc). - Ketika eksitasi elektron terjadi pada P680, hal yang sama juga terjadi pada P700, sehingga P700 juga mengalami ketidakstabilan. -
Elektron dari fotosistem II kemudian masuk ke fotosistem I untuk menstabilkan P700 yang kekurangan elektron karena tereksitasi.
• Elektron dari fotosistem I dibawa oleh molekul pembawa feredoksin (Fd) menuju NADP+ reduktase untuk mereduksi NADP+ menjadi NADPH
• Saat elektron melewati rantai transpor elektron, H+ dari stroma akan dipompa masuk ke rongga tilakoid, sehingga meningkatkan gradien proton dan memicu kemiosmosis
→ H+ dari rongga tilakoid dipompa keluar melalui ATP sintase. Aliran H+
menyebabkan terjadinya pembentukan ATP.
• Fotofosforilasi siklik - Urutan aliran elektron : fotosistem I → fotosistem I - Tujuan aliran
elektron ini adalah untuk menambah pasokan ATP, tetapi tidak memproduksi NADPH.
Pasokan ATP ini nantinya akan digunakan pada reaksi gelap.
• Cahaya diserap oleh P700 pada fotosistem I, sehingga terjadi eksitasi elektron.
• Elektron kemudian ditangkap oleh akseptor elektron primer pada fotosistem I, kemudian dialirkan menuju feredoksin (Fd).
• Elektron dari feredoksin kemudian
dikembalikan ke P700 melalui kompleks
sitokrom dan plastosianin, sehingga P700
stabil kembali.
Fiksasi karbon
• CO2 dari udara akan berikatan dengan molekul berkarbon lima yaitu RuBP (ribulosa bifosfat) dengan bantuan enzim rubisco. Untuk membentuk 1 G3P, dibutuhkan 3 CO2 yang masuk ke dalam 3 kali siklus Calvin.
• 3 molekul CO2 berikatan dengan 3 molekul RuBP → membentuk senyawa intermediet yang tidak stabil, sehingga akan langsung terpecah membentuk 6 molekul 3-PGA (fosfogliserat)
Reduksi
• 6 molekul 3-PGA ditambahkan gugus fosfat dari pemecahan 6 molekul ATP → membentuk 6 molekul 1,3-Bifosfogliserat
• 6 molekul 1,3-Bifosfogliserat menerima elektron dari pemecahan 6 molekul NADPH menjadi 6 molekul NADP+ → membentuk 6 molekul G3P (gliseraldehid-3-fosfat)
• 1 molekul G3P akan keluar dari siklus Calvin untuk berikatan dengan G3P lain → membentuk glukosa. Sementara itu, 5 molekul G3P lainnya akan masuk ke tahap regenerasi
Regenerasi
• Molekul G3P memiliki 3 atom karbon, karena jumlah molekul yang masuk ke tahap regenerasi ada 5, maka total atom karbonnya adalah 15. Sementara itu, RuBP yang akan dibentuk memiliki 5 atom karbon, sehingga 5 molekul G3P akan membentuk 3 molekul RuBP.
• Pembentukan RuBP dari G3P membutuhkan 1 molekul ATP, sehingga diperlukan 3 molekul ATP.
Siklus calvin
