Embden-Meyerhof pathwayEmbden-Meyerhof pathway terjadi pada matriks sitoplasma organisme prokariotik dan

eulariotik. Jalur ini dapat dibagi menjadi dua bagian. Diawali dengan tahap enam-karbon, energi dikonsumsi sebagai glukosa terfosforilasi dua kali, dan dikonversi menjadi fruktosa 1,6-bifosfat. Fase awal ini mengkonsumsi dua molekul ATP untuk setiap glukosa dan menambahkan fosfat ke setiap ujung gula.

Tahap tiga karbon, dimulai ketika enzim fruktosa 1,6-bifosfat yaitu aldolase mengkatalisis pembagian fruktosa 1,6-bifosfat menjadi dua bagian. Salah satu produk, dihidroksiaseton fosfat, segera diubah menjadi gliseraldehida 3-fosfat. Hasilnya yaitu dua molekul glyceraldhyde 3-fosfat, yang kemudian diubah menjadi piruvat dalam lima tahapan. karena dihidroksiaseton fosfat dapat dengan mudah diubah menjadi gliseraldehida 3-fosfat, kedua bagian fruktosa 1,6-bifosfat dapat digunakan dalam fase tiga karbon.

Pertama, gliseraldehida 3-fosfat teroksidasi dengan NAD+ sebagai akseptor elektron (untuk membentuk NADH), dan fosfat (Pi) secara bersamaan bergabung untuk membentuk molekul berenergi tinggi yang disebut 1,3-bisphosphoglycerate. Ikatan fosfat berenergi tinggi pada satu atom karbon kemudian diberikan ke ADP untuk menghasilkan ATP. sintesis ATP ini disebut dengan fosforilasi tingkat-substrat karena fosforilasi ADP digabungkan dengan penguraian eksergonik dari energi berikatan tinggi.

Embden-Meyerhof mendegradasi satu glukosa menjadi dua pyruvates melalui serangkaian reaksi. ATP dan NADH juga diproduksi. Hasil dari ATP dan NADH dapat dihitung dengan mempertimbangkan dua fase secara terpisah. Pada tahap enam karbon, dua ATP digunakan untuk membentuk fruktosa 1,6-bifosfat. Untuk setiap gliseraldehida 3-fosfat diubah menjadi piruvat, satu NADH dan membentuk dua ATP. Karena dua gliseraldehida 3-fosfat muncul dari satu molekul glukosa, fase atom 3 karbon menghasilkan empat ATP dan dua NADH untuk setiap glukosa. Pengurangan ATP yang digunakan dalam fase enam karbon, dihasilkan oleh fosforilasi tingkat substrat dalam fase tiga karbon sehingga memberikan hasil bersih dua ATP per glukosa. Dengan demikian katabolisme glukosa menjadi piruvat dapat diwakili secara sederhana pada persamaan ini.

Glukosa + 2ADP + 2Pi 2NAD+ → 2 pyruvate + 2ATP + 2NADH + 2H+

The Pentose Phosphate PathwayJalur yang kedua yaitu pentosa fosfat atau jalur heksosa monofosfat Jalur ini dapat berlangsung baik pada keadaan aerob atau anaerob dan penting untuk biosintesis dan katabolisme.Jalur pentosa fosfat dimulai dengan oksidasi glukosa 6-fosfat menjadi 6-fosfoglukonat dan diikuti dengan oksidasi 6-fosfoglukonat menjadi gula pentosa ribulosa 5- fosfat dan CO2. NADPH dihasilkan selama oksidasi ini. Ribulosa 5-fosfat kemudian dikonversi menjadi tigaMelalui tujuh karbon gula fosfat. Dua enzim berperan penting dalam transformasi ini: (1) transketolase mengkatalisis transfer dua kelompok karbon ketol dan (2) transaldolase mentransfer kelompok tiga-karbon dari sedoheptulose 7-fosfat menjadi gliseraldehida 3-fosfat. Hasil keseluruhan adalah tiga glukosa 6-fosfat diubah menjadi dua fruktosa 6-fosfat, gliseraldehida 3-fosfat, dan tiga molekul CO2, seperti yang ditunjukkan dalam persamaan ini.

3 glucose 6-phosphate + 6NADP+ + 3H2O → 2 fruktosa 6-phosphate + glyceraldehyde 3-phosphate + 3CO2 + 6NADPH + 6H+

Perantara ini digunakan dalam dua cara. fruktosa 6-fosfat dapat diubah kembali menjadi glukosa 6-fosfat sementara gliseraldehida 3-fosfat diubah menjadi piruvat oleh enzim dari jalur Embden-Meyerhof. Atau dua gliseraldehida 3-fosfat dapat bergabung membentuk fruktosa 1,6-bifosfat, yang akhirnya diubah kembali menjadi glukosa 6-fosfat. Hal ini menyebabkan degradasi lengkap glukosa 6-fosfat menjadi CO2 dan menghasilkan banyak NADPH.

Glucose 6-phosphate + 12NADP+ + 7H2O → 6CO2 +12NADPH + 12H++Pi

Jalur pentosa fosfat adalah contoh yang baik dari sebuah jalur amphibolic karena memiliki beberapa fungsi katabolik dan anabolik yang dapat diringkas sebagai berikut:

1. NADPH dari jalur pentosa fosfat berfungsi sebagai sumber elektron untuk reduksi molekul selama biosintesis.

2. jalur ini menghasilkan dua metabolit prekursor penting : erythrose 4-fosfat, yang digunakan untuk mensintesis aromatik asam amino dan vitamin B6 (piridoksal) dan ribosa 5-fosfat, yang merupakan komponen utama dari asam nukleat.

3. intermediet dalam jalur fosfat pentosa mungkin digunakan untuk menghasilkan ATP. Gliseraldehida 3-fosfat dari jalur ini dapat memasuki fase tiga karbon dari Embden- Meyerhof dan dikonversi menjadi piruvat, ATP diproduksi melalui fosforilasi tingkat substrat.

Meskipun jalur pentosa fosfat dapat menjadi sumber energi pada banyak mikroorganisme, jalur ini lebih sering berperan penting dalam biosintesis.

The Entner-Doudoroff PathwayMeskipun jalur Embden-Meyerhof adalah yang paling umum sebagai jalur konversi heksosa untuk piruvat, jalur Entner-Doudoroff juga digunakan oleh mikroba tanah, seperti Pseudomonas, Rhizobium, Azotobacter, dan Agrobacterium, dan beberapa bakteri gram negatif lainnya. Sedangkan bakteri gram positif sangat sedikit menggunakan jalur ini, kecuali bakteri Enterococcus usus faecalis yang langka.

Jalur Entner-Doudoroff dimulai dengan reaksi yang sama sebagai jalur pentosa fosfat: dimana tejadi pembentukan glukosa 6- fosfat, yang kemudian diubah menjadi 6-fosfoglukonat. 6-fosfoglukonat didehidrasi membentuk 2-keto-3-deoksi-6-fosfoglukonat (KDPG), sebagai kunci tengah dalam jalur ini. KDPG kemudian dipecah oleh menjadi piruvat dan gliseraldehida 3-fosfat. gliseraldehida 3-fosfat diubah menjadi piruvat dalam jalur Embden-Meyerhof.Jika jalur Entner-Doudoroff mendegradasi glukosa menjadi piruvat dengan cara ini, maka dalam jalur ini menghasilkan satu ATP, satu NADPH, dan satu NADH per glukosa yang dimetabolisme.