SIKLUS KREBS

Definisi Siklus Krebs

Adalah satu seri reaksi yang terjadi di dalam mitokondria yang membawa katabolisme residu asetyl, membebaskan ekuivalen hidrogen, yang dengan oksidasi menyebabkan pelepasan dan penangkapan ATP sebagai kebutuhan energi jaringan.

Residu asetyl dalam bentuk asetyl-KoA (CH3-CO-S-CoA, asetat aktif)

Tujuan Siklus Krebs

Menjelaskan reaksi-reaksi metabolik akhir yang umum terdapat pada jalur biokimia utama katabolisme tenaga

Menggambarkan bahwa CO2 tidak hanya merupakan hasil akhir metabolisme, namun dapat berperan sebagai zat antara, misalnya untuk proses lipogenesis.

Mengenali peran sentral mitokondria pada katalisis dan pengendalian jalur-jalur metabolik tertentu, mitokondria berfungsi sebagai penghasil energi.

Fungsi

Menghasilkan sebagian besar CO2

Metabolisme lain yang menghasilkan CO2 misalnya jalur pentosa phospat atau P3 (pentosa phospat pathway) atau kalau di harper heksosa monofosfat.

Sumber enzym-enzym tereduksi yang mendorong RR ( Rantai Respirasi)

Merupakan alat agar tenaga yang berlebihan dapat digunakan untuk sintesis lemak sebelum pembentukan TG untuk penimbunan lemak

Menyediakan prekursor-prekursor penting untuk sub-sub unit yang diperlukan dalam sintesis berbagai molekul

Menyediakan mekanisme pengendalian langsung atau tidak langsung untuk lain-lain sistem enzym

Daur Siklus Krebs

Karbohidrat , Protein dan Lemak /Lipid akan dimetabolisme yang hasil akhirnya menjadi asetyl Co-A, dimana asetyl Co-A merupakan substrat untuk siklus krebs.

Kemudian dari siklus krebs dihasilkan CO2, Hidrogen (FAD NAD) dan ATP.

Hidrogen (reducing ekivalen) merupakan substrat untuk rantai respirasi (RR).

Siklus krebs harus berjalan dalamSiklus Asam Sitrat (Siklus Krebs)

Keterangan:

Substrat siklus krebs adalah asetyl Co-A. Asetyl Co-A akan bereaksi dengan oksalo asetat (OAA) à hasilnya sitrat Asam sitrat rumusnya beda dengan asam askorbat (vitamin C), kalau

vitamin C itu rumusnya lebih mirip glukosa. Manusia tidak bisa menghasilkan vitamin C karena ada suatu reaksi yang terputus dimana manusia itu tidak mempunyai enzim L-glunoluase oksidase yang mengoksidasi glukosa menjadi vitamin C.

Dari isositrat ke alfa-ketoglutarat membebaskan CO2 dan NADH (koenzim).

Kalau menghasilkan NADH pasti membutuhkan NAD. NAD à dalam bentuk teroksidasi NADH à dalam bentuk tereduksi NAD merupakan derivat vitamin B3.

1. B1 à thiamin2. B2 à riboflavin3. B3 à niasin

Koenzim yang terkait dengan ATP hanya vitamin B2 dan B3. Kekurangan vitamin B akan mengganggu metabolisme energi. NADH à enzimnya isositrat dehidrogenase. NADH akan masuk ke rantai respirasi melepaskan hidrogen dan

menghasilkan 3 ATP. Sedangkan FADH menghasilkan 2 ATP Dekarboksilasi oksidasi à melepaskan CO2. Dari alfa-keto menjadi suksinil Co-A à prosesnya dekarboksilasi

oksidasi. Dari succynyl Co-A menjadi succinate langsung dihasilkan ATP. Reaksi yang menghasilkan ATP langsung: siklus krebs, glikolisis,

fosforilasi oksidatif, dan rantai respirasi. Lemak penghasil ATP paling banyak tapi tidak menghasilkan ATP

secara langsung. Lemak banyak menghasilkan NADH dan FADH. Dari succinate menjadi fumarate dihasilkan FADH2, membutuhkan

koenzim FAD (derivat vitamin B2), dihasilkan 2 ATP. Dari malate ke oxaloacetat dihasilkan NADH 3 ATP. Total ATP untuk 1 putaran (1 asetyl Co-A) siklus krebs à 12 ATP. Glikolisis à 2 asetyl Co-A Lemak à 8 asetyl Co.A 1 mol glukosa à 2 kali putaran 1 mol lemak à 8 kali putaran Karbohidrat disimpan di dalam becak-bercak sitoplasma di dalam

hepar. Hepar dapat bertahan menyimpan glikogen à 0,5 gram 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 à dimana semua makromolekul dikatabolis (Karbohidrat, Lipid dan Protein)

Untuk kelangsungannya membutuhkan : NAD, FAD, ADP, Pyr (piruvat) dan OAA

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

Asam amino yang dihasilkan dari alfa-ketoglutarat melalui proses transamnasi à glutamat. Kalau asam oksaloasetat à aspartat

Merupakan prekursor untuk biosintesis makromolekul – makromolekul Siklus krebs selain sebagai jalur akhir karbohidrat , lemak dan protein,

juga merupakan jalur awal ari makromolekul-makromolekul. Jalur akhir à katabolisme à mengubah KH à asetyl Co.A Jalur awal à anabolisme Berfungsi dalam katabolisme dan juga anabolisme à amfibolik Katabolisme à memproduksi molekul berenergi tinggi

Anabolisme à memproduksi intermedier untuk prekursor biosintesis makromolekul

Jadi Dalam setiap siklus:

1 gugus asetil ( molekul 2C) masuk dan keluar sebagai 2 molekul CO2

Dalam setiap siklus : OAA digunakan untuk membentuk sitrat à setelah mengalami reaksi yang panjang à kembali diperoleh OAA

Terdiri dari 8 reaksi : 4 mrpkn oksidasi à dimana energi à digunakan utk mereduksi NAD dan FAD

Dihasilkan: 2 ATP, 8 NADH, 2 FADH2

Tidak diperlukan O2 pada TCA, tetapi digunakan pada Fosforilasi oksidatif à untuk memberi pasokan NAD, shg piruvat dapat di ubah menjadi Asetil Co A

Glikolisis vs SIKLUS KREBS ( TCA )

PROSES KIMIAWI PENGIKATAN ASETIL CoA OLEH OKSALO ASETAT MENJADI SITRAT

BERIKUT RUMUS BANGUN SENYAWA YANG TERLIBAT DALAM SIKLUS KREBS

Enzim tersedia dalam mitokondriaAda dua macam enzim:

1. memerlukan NAD2. memerlukan NADP

NADP-dependent enzyme : terdapat di matriks mitokondria dan sitosol

Peran anabolisme dalam siklus krebs ditunjukkan oleh 4 senyawa intermediet, yaitu:

1. SitratDapat digunakan untuk membentuk kolestrol atau asam lemak. Jika terjadi gangguan atau hambatan pada perubahan sitrat menjadi sis-akusitrat sehingga sitrat menumpuk misalnya, maka sitrat tersebut akan terakumulasi dan dapat meningkatkan kolesterol atau asam lemak.

2. Alfa-ketoglutaratMelalui proses transaminasi menghasilkan asam amino glutamat. Purin à jika terlalu banyak di dalam tubuh akan diubah menjadi asam urat, bisa meningkatkan konsentrasi asam urat di dalam darah. Asam urat di dalam tubuh berfungsi sebagai antioksida endogen.

3. Succynil Co-A

Digunakan untuk mensitesis hem. Hem+protein globin à hemoglobin. Kalau di dalam tanaman, succynil Co-A digunakan untuk pembentukan

klorofil. Rumus hem dan rumus klorofil sama persis, bedanya kalau hem

mengikat logam di tengahnya adalah Fe, sedangkan klorofil logam di tengahnya adalah Mg.

Oksalo asetat

Melalui proses transaminasi, enzimnya transaminase menjadi aspartat, purin dan pirimidin. PEMBEBASAN ATP oleh Siklus Krebs

Siklus Krebs sebagai jalur metabolisme amfibolik Disebut amfibolik à anabolisme dan katabolisme. Contoh :

1. a-ketoglutarat +alanin à glutamat + piruvat 2. oksaloasetat +alanin à aspartat + piruvat 3. suksinil ko-A, merupakan prazat untuk biosintesis hem4. Reaksi Siklus Krebs sebagai Jalur Metabolisme Amfibolik5.

Reaksi-reaksi Anaplerotik Siklus Krebs Masukan banyak piruvat atau asetyl Ko-A ke dalam Siklus Krebs dapat

mengurangi persediaan okasaloasetat yang digunakan untuk sintase sitrat.

Dua reaksi yang yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan oksaloasetat disebut rx anaplerotik (memenuhi)

Piruvat menjadi oksaloasetat Piruvat menjadi malat Pada jaringan otot yang dilatih berat, AMP menjadi IMP oleh deaminasi

oksidatif. Hasil bersihnya membentuk FUMARAT Reaksi Anaplerotik Ketika produk intermedier TCA /siklus krebs

digunakan sbg prekursor biosintesis lainnya

Konsentrasi intermedier à turun à memperlambat kecepatan TCA Ada 5 reaksi 

1. Piruvat menjadi OAA dgn enzim piruvat karboksilase 2. PEP menjadi OAA dgn enzim PEP karboksikinase3. PEP menjadi OAA dgn enzim PEP karboksilase 4. Piruvat menjadi malat dg enzim malat 5. Reaksi transaminasi : aspartat menjadi OAA dan glutamat menjadi a-

ketoglutarat

Sekali lagi dalam Siklkus Krebs kita bisa ketahui

Jalur metabolisme daur asam trikarboksilat (asam sitrat) pertama diketemukan oleh Krebs (1937).

Oleh karena itu, jalur ini disebut pula daur Krebs. Jalur daur ini merupakan ajlur metabolisme yang utama dari berbagai senyawa hasil metabolisme, yaitu hasil katabolisme karbohidrat, lemak, dan protein.

Asetil ko-A (sebagai hasil katabolisme lemak dan karbohidrat), oksalasetat, fumarat, dan α-ketoglutarat (sebagaihasil katabolismeasam amino dan protein), masuk kedalam daur Krebs untuk selanjutnya dioksidasi melalui beberapa tahap reaksi yang kompleks menjadi CO2, H2O dan energi ATP.

Kegiatan daur asam tri karboksilat terdapat dalam sel hewan, tumbuhan, dan jasad renik yang aerob dan merupakan metabolisme penghasil energi yang utama. Jasad yang anaerob tidak menggunakan metabolisme daur ini sebagai penghasil energinya.

Daur Krebs merupakan bagian rangkaian proses pernafasan yang panjang dan kompleks, yaitu oksidasi glukosa menjadi CO2dan H2O serta produksi ATP.

Proses pernafasan terdiri dari 4 tahap utama:

1. glikolisis (oksidasi glukosa menjadi piruvat)2. konversi piruvat ke asetil ko-A3. daur Krebs dan 4. proses pengangkutan elektron melalui rantai pernafasan yang

dirangkaikan degan sintesis ATP dari ADP = Pi melalui proses fosforilasi bersifat oksidasi.

Didalam sel eukariota, metabolisme asam trikarboksilat berlangsung didalam mitokondrion. Sebagian enzim dalam metabolisme ini terdapat di dalam cairan matriks dan sebagian lagi terikat pada bagian dalam membran mitokondrion.