√ Siklus Krebs

by

Siklus asam sitrat atau yg dikenal pula dgn sebagai siklus krebs atau siklus asam trikarboksilat merupakan lintasan selesai bersama oksidasi karbohidrat, lipid & protein. Siklus Krebs yakni proses utama kedua dlm reaksi pernafasan sel. Siklus Krebs ini didapatkan oleh Hans Krebs (1900-1981). Reaksi pernafasan sel tersebut disebut pula selaku daur asam sitrat atau daur asam trikarboksilat.

Siklus-Krebs

Hans Krebs (1937) yg telah memperlihatkan sumbangan percobaan eskperimental & konseptual semoga siklus ini mampu dipahami. Siklus Krebs terkait dgn sisi metabolisme biokimia yg sesungguhnya, materi yg masuk berasal dr karbohidrat dapat keluar membentuk lemak, sedangkan materi yg masuk berasal dr asam amino mampu keluar membentuk karbohidrat. Namun, teramat jarang merupakan dr lemak menuju karbohidrat.

Sejarah Siklus Krebs

Beberapa komponen dr reaksi siklus krebs didapatkan pada tahun 1930 oleh seorang peneliti berjulukan Albert Szent-Gyorgyi. Beliau mendapatkan kado Nobel pada tahun 1937 untuk penemuannya yg berkaitan dgn asam fumarat. Asam fumarat ialah komponen kunci dr siklus krebs. Istilah “siklus krebs” diambil dr nama penemunya Sir Hans Adolf Krebs (1900-1981) yg menemukannya pada tahun 1937.

Beliau adalah seorang ahli biokimia Jerman, di mana ia menerima hadiah Nobel Fisiologi atau Kedokteran pada tahun 1953. ia mengemukakan bahwa glukosa dengan-cara perlahan dipecah di dlm mitokondria sel dgn suatu siklus yg dinamakan siklus krebs.

Pengertian Siklus Krebs

Pengertian-Siklus-Krebs

Siklus asam sitrat (siklus krebs, siklus asam trikarboksilat) yakni serangkaian reaksi di mitokondria yg mengoksidasi gugus asetil pada asetil-koA & mereduksi koenzim yg teroksidasi lewat rantai transport elektron yg berhubungan dgn pembentukan ATP.

Siklus diawali dgn reaksi antara gugus asetil pada asetil-koA & asam dikarboksilat empat-karbon oksaloasetat yg membentuk asam trikarboksilat enam-karbon, yakni sitrat. Pada reaksi-reaksi berikutnya, terjadi pembebasan dua molekul CO2 & pembentukan ulang oksaloaasetat.

Siklus asam sitrat yakni pecahan integral dr proses penyediaan energi dlm jumlah banyak yg dibebaskan selama oksidasi materi bakar terjadi. Selama oksidasi asetil-koA, koenzim-koenzim mengalami reduksi & kemudian direoksidasi di rantai respiratorik yg dikaitkan dgn pembentukan ATP.jalur katabolik utama untuk asetil-KoA pada organisme aerob. Aseti-KoA, produk katabolisme karbohidrat, protein, & lipid, dibawa ke siklus asam sitrat & dioksidasi menjadi CO2 disertai pembebasan ekuivalen pereduksi (2H).

Oksidasi 2H selanjutnya di rantai respiratorik menjadikan fosforilasi ADP menjadi ATP.Untuk satu putaran siklus, dihasilkan 11 ATP melalui fosforilasi oksidatif & 1 ATP dihasilkan di tingkat substrat dr pergantian suksinil-KoA menjadi suksinat.Proses ini bersifat aerob yg membutuhkan oksigen sebagai oksidan terakhir dr koenzim-koenzim yg tereduksi. Enzim-enzim pada siklus asam terletak di matriks mitokondria, baik bebas maupun terikat pada membran dlm mitokondria serta membran krista, tempat enzim-enzim rantai respiratorik berada.

Reaksi Siklus Krebs

Reaksi-Siklus-Krebs

Siklus reaksi diawali dgn reaksi antara asetil KoA & (2C) & asam oksaloasetat (4C) yg menghasilkan asam trikarboksilat, sitrat. Selanjutnya sejumlah 2 molekul atom CO2 dirilis & teregenerasi. Sebenarnya cuma sedikit oksaloasetat yg dibutuhkan untuk menginisiasi siklus asam sitrat sehingga oksaloasetat diketahui dgn perannnya sebagai biro katalitik pada siklus Krebs.Siklus Krebs, pertama-tama asetil ko-A hasil dr reaksi antara (dekarboksilasi oksidatif) masuk ke dlm siklus & bergabung dgn asam oksaloasetat membentuk asam sitrat.

Setelah “mengirim ” asetil masuk ke dlm siklus Krebs, ko-A memisahkan diri dr asetil & keluar dr siklus. Kemudian, asam sitrat mengalami pengurangan & penambahan satu molekul air sehingga terbentuk asam isositrat. Lalu, asam isositrat mengalami oksidasi dgn melepas ion H+, yg kemudian mereduksi NAD+ menjadi NADH, & melepaskan satu molekul CO2 & membentuk asam a-ketoglutarat (baca: asam alpha ketoglutarat). Setelah itu, asam a-ketoglutarat kembali melepaskan satu molekul CO2, & teroksidasi dgn melepaskan satu ion H+ yg kembali mereduksi NAD+ menjadi NADH.

Selain itu, asam a-ketoglutarat mendapatkan aksesori satu ko-A & membentuk suksinil ko-A. Setelah terbentuk suksinil ko-A, molekul ko-A kembali meninggalkan siklus, sehingga terbentuk asam suksinat. Pelepasan ko-A & perubahan suksinil ko-A menjadi asam suksinat menciptakan cukup energi untuk memadukan satu molekul ADP & satu gugus fosfat anorganik menjadi satu molekul ATP. Kemudian, asam suksinat mengalami oksidasi & melepaskan dua ion H+, yg kemudian diterima oleh FAD & membentuk FADH2, & terbentuklah asam fumarat. Satu molekul air kemudian disertakan ke asam fumarat & menimbulkan perubahan susunan (ikatan) substrat pada asam fumarat, alasannya adalah itu asam fumarat berubah menjadi asam malat.

Terakhir, asam malat mengalami oksidasi & kembali melepaskan satu ion H+, yg kemudian diterima oleh NAD+ & membentuk NADH, & asam oksaloasetat kembali terbentuk. Asam oksaloasetat ini kemudian akan kembali mengikat asetil ko-A & kembali menjalani siklus Krebs. Dari siklus Krebs ini, dr setiap molekul glukosa akan dihasilkan 2 ATP, 6 NADH, 2 FADH2, & 4 CO2. Selanjutnya, molekul NADH & FADH2 yg terbentuk akan menjalani rangkaian terakhir respirasi aerob, yaitu rantai transpor elektron.

Hasil Siklus Krebs

Pada akhir siklus krebs ini akan terbentuk kembali asam oksaloasetat yg berikatan dgn molekul asetil koenzim A yg lain & berlangsung kembali siklus krebs, alasannya adalah selama reaksi oksidasi pada molekul glukosa hanya dihasilkan 2 molekul asetil koenzim A, maka siklus krebs harus berjalan sebanyak 2 kali. Makara hasil bersih dr oksidasi 1 molekul glukosa akan dihasilkan 2 ATP & 4 CO2 serta 8 pasang atom H yg akan masuk ke rantai transpor elektron.

  √ Pengertian Usaha Dalam Sudut Pandang Fisika

Tahapan Siklus Krebs

Tahapan-Siklus-Krebs

Berikut ini terdapat beberapa tahapan siklus krebs, terdiri atas:

  1. Tahap I:

Sitrat Sintase Proses yg berjalan ditahap ini dikenal dgn hidrolisis. Pada tahap ini terjadi penggabungan molekul Asetil Ko-A dgn oksaloasetat membentuk asam sitrat dibantu oleh enzim asam sitrat sintase.

  1. Tahap II:

Isomerase SitratPada tahap ini, asam sitrat yg sudah terbentuk diubah menjadi isositrat dgn bantuan enzim akotinase yg mengandung Fe2+.

  1. Tahap III:

Isositrat DehidrogenasePada tahap ketiga ini, berlangsung proses dekarboksilasi (perombakan) pertama sekali. Isositrat yg terbentuk pada tahapan sebelumnya dioksidasi menjadi oksalosuksinat yg terikat enzim oleh enzim isositrat dehidrogenase. Selain itu, pada tahap ini isositrat pula diubah menjadi α-ketoglutarat oleh enzim yg sama & dibantu NADH.

  1. Tahap IV: α-Ketoglutarat Dehidrogenase Kompleks :

Dalam tahap ini terjadi proses pengubahan α-ketoglutarat  menjadi suksinil Ko-A oleh enzim α-ketoglutarat dehidrogenase kompleks.

  1. Tahap V: Suksinat Thikonase

Pada tahap kelima ini, terjadinya konversi suksinil Ko-A menjadi suksinat. Proses pengubahan ini berlainan dgn tahapan-tahapan sebelumnya. Pada tahap ini proses konversi tak hanya dibantu oleh enzim saja, melainkan pula membutuhkan Mg2+ & GDP yg dgn Pi (Fosfat) akan membentuk GTP. GTP inilah yg akan dirubah sebagai ATP sehingga menjadi energi yg dibutuhkan jaringan.

  1. Tahap VI: Suksinat Dehidrogenase

Suksinat yg telah dihasilkan pada tahap kelima kan didehidrigenase menjadi fumarat dgn perlindungan enzim suksinat dehidrogenase.

  1. Tahap VII: Hidrasi

Hidrasi ialah penambahan atom hidrogen pada ikatan ganda karbon (C=C) yg ada pada fumarat sehingga menciptakan malat.

  1. Tahap VIII: Regenerasi Oksaloasetat

Tahap kedelapan ini merupakan tahap simpulan dr siklus kreb. Pada tahap ini, terjadi pengubahan malat oleh enzim malat dehidrogenase membentuk oksaloasetat. Oksaloasetat ini berperan untuk menangkap Asetil-KoA sehingga proses siklus kreb dapat berlangsung kembali.Untuk memadai kebutuhan energi, siklus kreb harus berlangsung dua kali. Hal tersebut dikarenakan reaksi oksidasi pada molekul glukosa untuk sekali proses siklus kreb cuma menciptakan  2 molekul Asetil Ko-A.

Fungsi Siklus Krebs

Fungsi siklus asam sitrat yaitu sebagai lintasan final bareng untuk oksidasi karbohidrat, lipid, & protein, hal ini terjadi karena glukosa, asam lemak, & banyak asam amino di metabolisme menjadi asetil KoA menjadi intermediet yg ada didalam siklus tersebut. Siklus asam sitrat pula mempunyai peranan penting dlm proses glukoneogenesis, transaminasi, deaminasi, lipogenesis. Fungsi utama siklus krebs adalah :

  • Menghasilkan karbon dioksida terbanyak pada jaringan manusia.

  • Menghasilkan sejumlah koenzim tereduksi yg menggerakkan rantai pernapasan untuk bikinan ATP.

  • Mengkonversi sejumlah energi serta zat intermidiet yg berlebihan untuk digunakan pada sintesis asam lemak.

  • Menyediakan sebagian bahan keperluan untuk sintesis protein & asam nukleat.

  • Melakukan pengendalian pribadi atau tak langsung (alosterik) terhadap metode enzim lain lewat komponen-komponen siklus.

Kepentingan piruvat pada siklus Krebs Yaitu:

  1. Energi yg terkandung pada pada karbohidrat memasuki siklus lewat piruvat, sumber utama asetil KoA.

  2. Kompleks enzim yg mendekarboksilasi piruvat menjadi asetil KoA sangat seperti dr segi lokasi subsel, komposisi & prosedur kerja dgn α-ketoglutarat dehidrogenase kompleks.

Siklus asam sitrat sangat berperan penting dlm metabolisme, Siklus asam sitrat tak saja merupakan jalur untuk oksidasi unit dgn dua karbon, tetapi pula merupakan jalur utama untuk pertukaran berbagai matabolit yg berasal dr transaminasi & deaminasi asam amino, serta menghasilkan substrat untuk sintesis asam amino lewat transaminasi, serta untuk glukoneogenesis & sintesis asam lemak. Karena fungsinya dlm proses oksidatif & sintesis, siklus ini bersifat amfibolik.

Pembentukan Energi pada Siklus Krebs

Ada 8 enzim dlm siklus asam sitrat yg mengkatalisis serangkaian reaksi yg dengan-cara keseluruhan yaitu oksidasi gugus asetil menjadi 2 mol CO2 dibarengi dgn pembentukan 3 NADH, 1 FADH & GTP. Reaksitersebut ialah:

  • Kondensasi asetil CoA dgn oksaloasetat membentuk sitrat, sesuai dgn nama siklusnya. Reaksi ini dikatalisis enzim citrate synthase. Reaksi permulaan dlm siklus asam sitrat ini merupakan titik dimana atom klarbon dimasukkan ke dlm siklus selaku asetil CoA.

  • Pengaturan kembali sitrat menjadi bentuk isomernya supaya lebih gampang untuk dioksidasi nantinya.Aconitase mengganti sitrat, alkohol tersier yg tak siap untuk dioksidasi, menjadi senyawa alkoholsekunder, isositrat, merupakan senyawa yg lebih mudah dioksidasi. Reaksi ini melibatkan dehidrasi dibarengi oleh hidrasi. Dalam hal ini gugus hidroksil sitrat ditransfer ke karbon yg berdekatan.

  • Oksidasi isositrat membentuk asam keto intermedier, oksalosuksinat disertai dgn reduksi NAD+menjadi NADH. Oksalosuksinat selanjunya didekarboksilasi menciptakan a ketoglutarat. Ini merupakantahap pertama dimana oksidasi diiringi dgn terbentuknya NADH & pembebasan CO2. Reaksi inidikatalisis enzim isositrat dehidrogenase.

  • Aketoglutarat selanjutnya didekarboksilasi membentuk suksinil CoA oleh multienzim a ketoglutarat dehidrogenase. Reaksi ini melibatkan reduksi kedua NAD+ menjadi NADH & membebaskan molekulCO2 Sampai titik ini, 2 mol CO2 sudah dihasilkan sehingga hasil higienis oksidasi gugus asetil telahlengkap. Perhatikan bahwa atom C dr CO2 bukan berasal dr asetil CoA.

  • Suksinil CoA selanjutnya diubah menjadi suksinat oleh suksinil CoA sinthetase. Energi bebas dr ikatan thioester ini disimpan dlm bentuk senyawa berenergi tinggi GTP dr GDP & Pi.

  • Reaksi selanjutnya dlm siklus ini yaitu oksidasi suksinat menjadi oksaloasetat kembali untuk antisipasi putaran berikutnya dlm siklus. Syuksinat dehidrogenase mengkatalisis oksidasi suksinatmenjadi fumarat diiringi oleh reduksi FAD menjadi FADH2.

  • Fumarase selanjutnya mengkatalisis hidrasi ikatan rangkap fumarat menjadi malat.

  • Tahapan terakhir ialah membentuk kembali oxaloasetat melalui moksidasi malat oleh enzim malat dehidrogenase. Pa
    da tahap ini pula dihasilkan NADH ketiga dr NAD+.

Peranan Tahapan Reaksi dlm Siklus Krebs

Siklus Krebs terjadi di mitokondria dgn menggunakan bahan utama berbentukasetil-CoA, yg dihasilkan dr proses dekarboksilasi oksidatif. Ada delapan tahapan utama yg terjadi selama siklus Krebs.

  1. Kondensasi

  2. Isomerase sitrat

  3. Produksi CO2

  4. Dekarboksilasi oksidatif kedua

  5. Fosforilasi tingkat substrat

  6. Dehidrogenasi

  7. Hidrasi & regenerasi oksaloasetat

Ciri Siklus Krebs

Ciri siklus krebs, tertutupnya jalur lemak untuk dapat diubah menjadi glukosa. Ciri siklus Krebs terkait dgn jumlah atom karbon mempunyai 2 kekhasan :

  1. Masuknya dua karbon ke dlm siklus Krebs sebagai asetil KoA & keluarnya 2 atom karbon selaku CO2 memperlihatkan makanya tak ada hasil bersih atom karbon.

  2. Atom karbon yg keluar sebagai CO2 tak sama dgn yg masuk selaku asetil KoA.

Asam lemak yg lazim banyak didapatkan pada asupan, asam lemak dgn atom karbon genap tak menunjukkan atom karbonnya untuk disintesis menjadi metilmalonil KoA untuk terisomerisasi menjadi suksinil KoA bahan oksaloasetat yg dibutuhkan selaku bahan sintesis glukosa. Asam lemak dgn atom karbon ganjil pada katabolisme akan menciptakan beberapa molekul asetil KoA & satu molekul proprionil KoA. Proprionil KoA mampu mengalami karboksilasi menjadi metilmalonil KoA yg seterusnya akan terisomerisasi menjadi suksinil KoA.

Suksinil KoA merupakan materi bakal oksaloasetat. Karena itu berbeda, dgn gugus asetil, gugus proprionil mampu memberi hasil bersih berbentukatom karbon yg mampu dipakai pada sintesis KoA. Namun demikian dengan-cara biasa cuma sedikit jumlah asam lemak dgn jumlah atom karbon ganjil & asam lemak berantai panjang. Sehingga, pandangan lazim bahwa sintesis asam lemak hanya sedikit yg berperan untuk memperoleh hasil higienis sintesis glukosa.

Daftar Pustaka:

  1. Murray K. R, 2009. Biokimia Harper Edisi 27. Penerbit Buku Kedokteran,   EGC Jakarta.

Demikianlah pembahasan mengenai Siklus Krebs – Sejarah, Pengertian, Ciri, Reaksi, Hasil, Tahapan, Fungsi & Pembentukan mudah-mudahan dgn adanya ulasan tersebut dapat memperbesar pengetahuan & pengetahuan kalian semua,,, terima kasih banyak atas kunjungannya. 🙂 🙂 🙂

Baca Juga Artikel Lainnya:

  1. Respirasi Anaerob & Aerob – Pengertian, Tahapan & Perbedaan

  2. Makalah Tentang Mitokondria

  3. Pernapasan Dada Dan Perut

  4. Ekologi – Pengertian Menurut Para Ahli, Materi, Ruang Lingkup Dan Perbedaan