Fransiska Ayunintyas W, M.Sc., Apt

Akfar Theresiana

2014

Siklus Krebs

• Tahap 1. Sitrat Sintase (hidrolisis)• Asetil KoA + oksaloasetat + H2O → sitrat + KoA-SH• Merupakan reaksi kondensasi aldol yang disertai

hidrolisis dan berjalan searah.• Tahap 2. Aconitase, memerlukan 2 tahap• Sitrat diubah menjadi isositrat oleh enzim

akonitase yang mengandung Fe++. Mula-mula terjadi dehidrase menjadi cis-akonitat (yang tetap terikat enzim) kemudian terjadi rehidrasi menjadi isositrat.

• Tahap 3. Isositrat Dehidrogenase (dekarboksilasi pertama)

• Isositrat dioksidasi menjadi oksalosuksinat (terikat enzim) oleh isositrat dehidrogenase yg memerlukan NAD+. Reaksi ini diikuti dekarboksilasi oleh enzim yg sama menjadi α-ketoglutarat. Enzim ini memerlukan Mn++ / Mg++

• Tahap 4. α-Ketoglutarat Dehidrogenase Kompleks (dekarboksilasi)

• Dekarboksilasi oksidatif α-ketoglutarat (caranya seperti pada dekarboksilasi oksidatif piruvat) menjadi suksinil KoA oleh enzim α-ketoglutarat dehidrogenase kompleks.

• Enzim ini memerlukan kofaktor seperti : TPP, Lipoat,NAD+, FAD dan KoA-SH.

• Tahap 5. Suksinat Thikonase (fosforilasi tingkat substrat)• Suksinil KoA→Suksinat• Reaksi ini memerlukan ADP atau GDP yg dengan Pi akan

membentuk ATP atau GTP. Juga memerlukan Mg++.• Tahap 6: Suksinat dehidrogenase (dehidrogenasi &

oksidasi)• Suksinat + FAD→ Fumarat + FADH2

• Reaksi ini tdak lewat NAD.• Tahap 7 : Fumarase (dehidrasi)• Fumarat + H2O → L-Malat• Tidak memerlukan koenzim.• Tahap 8: Malat dehidrogenase• L-Malat + NAD+ → Oksaloasetat + NADH + H+

• Reaksi ini membentuk kembali oksaloasetat.

Siklus krebs/asam sitrat

Mechanism of the citrate synthase reaction.

-Sitroil co A : intermedier reaksi

-Hidrolisis senyawa intermedier tioester menyebabkan reaksi berikutnya bersifat sangat eksergonik

-Co A yang dihasilkan langsung di recycled untuk reaksi pembentukan Asetil CoA

-Dalam keadaan normal OAA rendah dimitokondria

Aconitase

Isocitrate DH

Ensim tersedia dalam mitokondria

Ada dua macam ensim: 1. memerlukan NAD dan 2. memerlukan NADP

NADP-dependent enzyme : terdapat di matriks mitokondria dan sitosol

Ketoglutarat DH compleks

Suksinil coA sintetaseSuksinal-Co A,

Suksinate DH

fumarase

Malate DH

CO2 yang hilang pada proses tersebut diatas bukan C yang sama dengan asetil Co A

• Berfungsi mengoksidasi hasil glikolisis mjd CO2 dan juga menyimpan energi ke bentuk molekul berenergi tinggi spt ATP, NADH, FADH2

• Sentral dalam siklus oksidatif dlm respirasi dimana semua makromolekul dikatabolis (Karbohidrat, Lipid dan Protein)

• Untuk kelangsungannya membutuhkan :NAD, FAD, ADP, Pyr dan OAA

• Menghasilkan senyawa intermedier yg penting asetil Co A, KG & OAA

• Merupakan prekursor untuk biosintesis makromolekul –makromolekul

• Berfungsi dalam katabolisme dan juga anabolisme amfibolik

• Katabolisme memproduksi molekul berenergi tinggi

• Anabolisme memproduksi intermedier untuk prekursorbiosintesis makromolekul

• Berbagai daur mengambil senyawa antara dlm siklus kreb berkurang hrs ada mekanisme utk mengganti senyawa antara tadi daur anaplerotik

Overview the reaction

Dalam setiap siklus:

– 1 gugus asetil ( molekul 2C) masuk dan keluarsebagai 2 molekul CO2

– Dalam setiap siklus : OAA digunakan untukmembentuk sitrat setelah mengalami reaksi yang panjang kembali diperoleh OAA

– Terdiri dari 8 reaksi : 4 mrpkn oksidasi dimanaenergi digunakan utk mereduksi NAD dan FAD

– Dihasilkan:• 2 ATP, 8 NADH, 2 FADH2

– Tidak diperlukan O2 pada TCA, tetapi digunakanpada Fosforilasi oksidatif untuk memberi pasokanNAD, shg piruvat dapat di ubah menjadi Asetil Co A

Vitamin dalam siklus krebs

riboflavin

• Bentuk FAD (Flavin Adenin Dinukleotida)

• Kofaktor suksinat hidrogenase

niasin

• Bentuk NAD (Nikotinamid Adenin Dinukleotida)

• Akseptor elektron u/ isositrat dehidrogenase, α-ketoglutarat dehidrogenase, malat dehidrogenase

tiamin

• Tiamin difosfat

• Koenzim dekarboksilasi α-ketoglutarat dehidrogenase

Asam pantotenat

• Bagian dr koenzim A, kofaktor yang melekat pada residu as karboksilat aktif

mulut

Amilase

maltase

Maltosa

2 glukosa

Pembuluh darah

GLIKOLISIS

Pati

maltosa

GLIKOLISIS

• Disebut juga EMBDEN MEYER HOFF PATHWAY

• Terjadi di dalam sitosol

• Glikolisis : oksidasi glukosa energi ( ATP )

Aerob Anaerob

( asam piruvat ) ( asam laktat )

• Pada keadaan aerob :

Hasil akhirnya asam piruvat Masuk ke dalam

mitokondria Asetil KoA

Siklus Krebs ATP + CO2+ H2O

FATE of PYRUVATE

C6H12O6 + 2 ADP + 2 NAD++ + 2 Pi 2 pyruvate

+ 2 ATP + 2 NADH + 2 H++ + 2 H2O

Sangat tergantung pada jenis organismenya

Net reaksi glikolisis ???

Tahap pengembalian / pay off

• Memerlukan 2 molekul ATP

• Memecah gula heksosa menjadi molekul 2 triose fosfat

Tahap persiapan

• 4 ATP

• 2 molekul piruvat

• 2 molekul NADH + H

• Reaksi2 pd Glikolisis pada umumnya berjalan 2 arah, kecuali3 reaksi berikut berjajan searah :

1. Glukosa Glukosa 6-p

Dikatalisis oleh enzim : Heksokinase dan Glukokinase

* Enzim Heksokinase :

- terdapat di sel otot ( selain hati dan pankreas )

- dihambat secara allosterik oleh produk akhirnya

- mempunyai afinitas tinggi terhadap glukosa

* Enzim Glukokinase :

- terdapat di sel hati dan pankreas

- aktif pada saat konsentrasi glukosa darah

* di jar. selain hati & pankreas, glukosa masuk glikoli-

sis dikontrol oleh h. insulin

*Reaksi ini bersifat irreversible, ATP sbg donor gugus

fosfat

• 2. Fruktosa 6-p Fruktosa 1,6-bi-p

* Dikatalisis oleh enzim : Fosfofruktokinase

* bersifat irreversible

* Merupakan enzim pengendali kecepatan alur gliko-

lisis ( rate limiting enzyme )

• 3. Fosfoenol piruvat Enol piruvat

* Dikatalisis oleh enzim : Piruvat kinase

• Anaerob Rantai Respirasi tak berjalan

• NADH + H+ yg dihasilkan dari reaksi 5 tak dapat dibentukkembali menjadi NAD+ lewat rantai respirasi

• Padahal NAD+ harus selalu tersedia untuk kelangsung

an Glikolisis

• Untuk mengatasinya : NADH + H+ akan dibentuk men

jadi NAD+ lewat pertolongan enzim Laktat Dehidroge-

nase ( LDH ) yg akan mengubah Piruvat Laktat

GLIKOGENESIS

• Sintesis glikogen dari glukosa

• Terjadi di dalam hati dan otot

• Reaksi 1 : Mg++

Glukosa + ATP Glukosa 6-p + ADP

Glukokinase / Heksokinase

• Reaksi 2 :

Glukosa 6-p Glukosa 1-p

Fosfoglukomutase

• Reaksi 3 :

Glukosa 1-p + UTP UDPG + Pirofosfat

UDPG Pirofosforilase

• Enzim Glikogensintetasemembentuk ikatanα-1,4 Glikosidik drglikogen

• Enzim Pencabang ( Branching Enzyme )

membentuk ikatanα-1,6 dr glikogen

GLIKOGENOLISIS• Proses pemecahan glikogen

• Dalam otot :

* tujuannya untuk mendapat energi bagi otot

* hasil akhirnya : piruvat / laktat sebab gluko-

sa 6-p yg dihasilkan dr glikogenolisis masuk ke jalur

glikolisis di otot

• Dalam hati :

* tujuannya : untuk mempertahankan kadar glukosa

darah di antara dua waktu makan

* Glukosa 6-p akan diubah menjadi glukosa

Glukosa 6-p + H2O Glukosa + Pi

Glukosa 6-fosfatase

• Enzim Glukosa 6-fosfatase terdapat di : hati, ginjal danepitel usus ( tetapi tidak terdapat

di otot )

• Enzim Glikogen fosforilase memutus ikatan

α-1,4 glikosidik dr glikogen

• Debranching enzyme memutus ikatan

α-1,6 glikosidik

GLUKONEOGENESIS

• Pembentukan glukosa dari bahan bukan karbohidrat

• Pada mamalia terutama terjadi di : hati dan ginjal

• Substrat :

1. Asam laktat dr. otot, eritrosit

2. Gliserol dr. hidrolisis Triasilgliserol dlm. jar.

lemak ( adiposa )

3. Asam amino glukogenik

4. Asam propionat pd ruminansia

• Glukoneogenesis penting sekali untuk penyediaan glukosabila karbohidrat tidak cukup dlm diet

• Jaringan perlu pasokan glukosa kontinu sebagai sumber energi terutama sistem saraf dan eritrosit

• Enzim bantuan :

1. Piruvat karboksilase

2. Fosfoenolpiruvat karboksikinase

3. Fruktosa 1,6 bifosfatase

4. Glukosa 6-fosfatase

Jalur Glukoneogenesis

CORI CYCLE

HMP SHUNT(HEKSOSA MONO PHOSPHAT SHUNT)

• Disebut juga : Pentose Phosphate Pathway

• Merupakan jalan lain untuk oksidasi glukosa

• Tidak bertujuan menghasilkan energi ( ATP )

• Aktif dalam :

1. Hati

2. Jar. Lemak

3. Klj. Korteks adrenal

4. Klj. Tiroid

5. Eritrosit

6. Klj. Mammae ( laktasi )

Jalur HMP Shunt

GLUKOSA DARAH• Glukosa dapat dipakai oleh semua jaringan tubuh,

disimpan :

* hati dan otot Glikogen

* jaringan lemak Triasilgliserol ( TG )

• Sumber glukosa darah :

1. Karbohidrat Makanan

2. Glikogenolisis hepar

3. Glukoneogenesis

• Hormon yg mengatur glukosa darah :

* Insulin

* Hormon dr. klj. Hipofisa anterior : Growth Hormone

* Hormon klj. Medula adrenal : epinefrin, glukagon

• PENGARUH HORMON :

* Keadaan kadar glukosa darahmerangsang sekresi hormon glukagon

* Keadaan kadar glukosa darah merangsangsekresi hormon insulin

* Keadaan darurat merangsang sekresihormon adrenalin

• Glukagon (hati)

Pembentukan cAMP

• Epinefrin (otot)

1. cAMP menghambat Glikogen sintasemenghambat glikogenesis

2. cAMP memacu fosforilase

memacu glikogenolisis

• INSULIN :

1. Memacu glikogen sintase

2. Memacu fosfodiesterase yg akan memecah cAMPmenjadi 5’AMP

efek : memacu glikogenesis

menghambat glikogenolisis

Obat2 penyebab stres oksidan

Daftar pustaka

• Campbell, dkk. 2003. Biologi jilid 1. Jakarta:Erlangga

• Lehninger (1993)(terjemahan). Dasar-dasar Biokimia Jilid 2. Jakarta : Erlangga