√ Pengertian Siklus Asam Sitrat (Krebs)

Diposting pada

pengertian-siklus-asam-sitrat

Pengertian Siklus Asam Sitrat (Krebs)

Siklus tersebut mengilustrasikan sebuah rangkaian reaksi kimia yang terjadi di dalam seluruh organisme aerobik (yakni maksudnya aerobik ini bahwa mereka ini menggunakan oksigen untuk bisa atau dapat memperlancar metabolisme mereka, sama seperti apa yang kita lakukan). Siklus ini cukup rumit, terdapat banyak langkah, banyak reaktan serta juga banyak produk, dan juga siklus dapat atau bisa diubah atau juga dipengaruhi oleh berbagai faktor. Namun fungsi penting ialah untuk dapat menciptakan ATP, ” molekul energi ” dari sumber karbon yang menjadi sumber makanan bagi organisme.

Glukosa ini biasanya diberikan ialah sebagai molekul awal, yang kita dapatkan dari makan, serta tanaman mendapatkan dengan melalui fotosintesis. Glukosa ini dipecah oleh glikolisis serta dekarboksilasi menjadi asetil-CoA; langkah ini bukan bagian dari proses Krebs.

Proses Krebs ini kemudian melakukan sejumlah reaksi yang menghasilkan ATP, NADH, ubiquinol serta karbon dioksida, walaupun tidak sekaligus. Karbon dioksida ini diekskresikan, ATP yang digunakan di seluruh tubuh untuk energi, serta NADH dan juga ubiquinol digunakan kembali atau juga bereaksi di dalam proses metabolisme lainnya untuk dapat menghasilkan senyawa yang berbeda.

Siklus asam sitrat atau juga siklus asam trikarboksilat atau disebut juga dengan sebutan siklus Krebs ini merupakan tahapan kedua dari respirasi aerob. Sesuai dengan namanya penemu siklus ini ialah Sir Hans Krebs (1937). Pada kondisi aerob tersebut, glukosa yang telah atau sudah diubah menjadi asam piruvat dengan cara glikolisis itu kemudian akan dioksidasi secara sempurna itu menjadi air serta juga karbon dioksida dengan melalui siklus asam sitrat. Sebelum bisa memasuki siklus asam sitrat tersebut, asam piruvat (yakni 3 atom karbon) itu juga wajib untuk dioksidasi terlebih dahulu menjadi asetil koenzim A atau juga asetil Ko-A (2 atom karbon). Reaksi ini terjadi di dalam mitokondria serta dikatalisis oleh enzim piruvat dehidrogenase.


Fungsi Siklus Krebs

 

Ialah sebagai jalur metabolisme, siklus kreb ini memiliki peran penting pada ketersediaan ATP yang diperlukan jaringan. Diibawah ini merupakan fungsi dari siklus kreb,diataranya sebagai berikut :

  1. Sebagai jalur akhir oksidasi karbohidrat, protein, serta lipid yang akan dimetabolisme itu menjadi Asetil Koenzim-A.
  2. Menghasilkan sebagian besar CO2 itu dengan mengoksidasi glukosa;
  3. Menghasilkan sejumlah koenzim tereduksi yang menggerakkan suatu rantai pernapasan guna memproduksi ATP (adenosin trifosfat)
  4. Menyediakan sejumlah bahan untuk kebutuhan sintesis protein serta asam nukleat;
  5. Mengkonversi sejumlah energi serta zat yang berlebihan untuk digunakan pada sintesis asam lemak sebelum pembentukan trigleserida untuk penimbunan lemak
  6. Bertindak yakni sebagai pengendalian langsung atau juga tidak langsung terhadap sistem enzim dengan melalui komponen siklus.

Siklus Krebs Sebagai Bagian dari Respirasi Sel Siklus-Krebs

Siklus ini merupakan salah satu tahapan dari proses respirasi sel dengan secara keseluruhan. Istilah dari siklus krebs ini berasal dari nama penemunya, ialah Sir Hans Adolf Krebs, seorang ahli biokimia campuran Jerman serta Inggris.

Beliau ini juga merupakan seorang dokter bedah THT yang diwaktu itu melarikan diri dari Nazi guna mengajar biokimia pada Universitas Cambridge, yang merupakan tempat dimana ia menemukan siklus tersebut di tahun 1937.

Selanjutnya, ditahun 1953, belaiu bersama dengan Fritz Lipmann merupakan ahli biokimia berkebangsaan Jerman serta  Amerika akhirnya dihadiahi Nobel atas penemuan dari siklus kompleks tersebut.

Peristiwa respirasi sel diawali itu dengan proses glikolisis, yakni pemecahan 1 molekul glukosa itu menjadi 2 molekul asam piruvat, 2 ATP, serta 2 NADH.

Tahap glikolisis ini tetap dapat atau bisa berlangsung bahkan tanpa adanya oksigen sehingga pada proses pernapasan ini disebut sebagai respirasi anaerob.

Walaupun begitu, apabila glikolisis itu berlangsung dalam kondisi oksigen yang tipis atau juga bahkan tidak terdapat sama sekali, bukannya memproduksi asam piruvat, tubuh manusia tersebut justru menghasilkan asam laktat.

Dan, senyawa inilah yang membuat otot itu merasa pegal-pegal tiap-tiap kali kita selesai melakukan kegiatan atau aktivitas. Jadi, olahraga ringan serta istirahat sejenak itu  bagus untuk memulihkan kondisi.


Dekarboksilasi Oksidatif

Dekarboksilasi-Oksidatif

Dekarboksilasi oksidatif tersebut akan mengubah asam piruvat itu menjadi asetil ko-A. Tahap ini terjadi di dalam beberapa reaksi yang dikatalisis oleh kompleks enzim yang disebut dengan sebutan piruvat dehidrogenase.

Enzim tersebut ada di pada mitokondria pada sel eukariotik, sedangkan untuk prokariotik itu terdapat pada sitoplasma.

Tahap-tahap di dalam dekarboksilasi oksidatif ini diantaranya sebagai berikut:

  1. Gugus karboksilat (-COO) itu akan lepas dari asam piruvat dan menjadi CO2.
  2. Sisa 2 atomkarbon dari suatu piruvat yang dalam bentuk CH2COO- tersebut kemudian akan mentransfer kelebihan elektronnya dimolekul NAD+ sehingga kemudian akan terbentuk NADH, serta juga 2 atom itu akan berubah dan menjadi asetat.
  3. Pada akhirnya koenzim-A (ko-A) tersebut akan diikatkan pada asetat sehingga akan membentuk asetik koenzim-A.
  4. Hasil dari dekarboksilasi oksidatif itu ialah molekul asetil ko-A, NADH, serta CO2.

1 molekul glukosa tersebut kemudian akan diubah menjadi 2 molekul asam piruvat di dalam suatu glikolisis, artinya proses untuk 1 molekul glukosa itu akan menghasilkan 2 molekul asetil ko-A, 2 NADH, serta juga 2 CO2.


Mekanisme Proses Siklus Krebs

mekanisme-siklus-krebs

Siklus kreb ini adalah tahapan kedua setelah thapan glikolisis dari respirasi seluler, siklus tersebut terjadi di dalam mitokondria, sedangkan untuk glikolisis itu terjadi di dalam sitoplasma. Asam piruvat yang dihasilkan dari adanya proses glikoslisis itu akan masuk ke dalam mitokondria terlebih dulu dengan cara proses dekarboksilasi oksidatif agar proses siklus kreb tersebut bisa atau dapat berlangsung.

Pada tahap dekarboksilasi oksidatif, asam piruvat ini akan diubah menjadi Asetil Koenzim-A. Proses pengubahan tersebut diperantai oleh enzim piruvat dehidrogenase yang terdapat dimitokondria sel eukariotik.

Dibawah ini merupakan tahapan pengubahan asam piruvat itumenjadi Asetil Ko-A yang disebut juga dengan dekarboksilasi oksidatif:

  1. Pelepasan gugus karboksilat (-COO) itu dari asam piruvat menjadi CO2;
  2. Sisa 2 atom karbon (Ch3COO-) dari piruvat tersebut akan mentransfer kelebihan elektronnya itu ke NAD+ sehingga kemudian akan terbentuk NADH serta 2 molekul tadi akan menjadi asetat.
  3. Selanjutnya, koenzim-A (Ko-A) ini akan diikatkan pada asetat yang telah atau sudah terbentuk sebelumnya sehingga kemudian dihasilkan Asetil
  4. Koenzim-A (Asetil Ko-A). Asetil Ko-A tersebutlah yang menjadi bahan baku di dalam siklus kreb yang berlangsung di mitokondria untuk dapat menghasilkan ATP, NADH, FADH2, serta CO2.

Tahapan Siklus Krebs

Tahapan-Siklus-Krebs

Terdapat 8 tahapan siklus krebs, diantaranya sebagai berikut :

Tahap I: Sitrat Sintase

Hidrolisis merupakan Proses yang berlangsung ditahap ini. Pada tahap hidrolisis ini terjadi penggabungan antara molekul Asetil Ko-A itu dengan oksaloasetat membentuk suatu asam sitrat dibantu oleh adanya enzim asam sitrat sintase.

Sitrat-Sintase

Tahap II: Isomerase Sitrat

Untuk tahap yang kedua ini, asam sitrat yang telah atau sudah terbentuk itu diubah menjadi isositrat dengan bantuan enzim akotinase yang di dalamnya terkandung Fe2+.

Isomerase-Sitrat

Tahap III: Isositrat Dehidrogenase

Pada tahap ini, berlangsung proses dekarboksilasi atau juga perombakan pertama. Isositrat yang terbentuk pada tahap sebelumnya itu dioksidasi menjadi oksalosuksinat yang terikat enzim yakni enzim isositrat dehidrogenase. Ditahap ini juga, isositrat tersebut diubah menjadi α-ketoglutarat oleh enzim isositrat dehidrogenase serta dibantu oleh NADH.

Isositrat-Dehidrogenase

Tahap IV: α-Ketoglutarat Dehidrogenase Kompleks

Ditahap ini terjadi suatu proses pengubahan α-ketoglutarat itu menjadi suksinil Ko-A oleh enzim α-ketoglutarat dehidrogenase kompleks.

α-Ketoglutarat-Dehidrogenase-Kompleks

Tahap V: Suksinat Thikonase

Ditahap ke 5 ini, terjadinya konversi suksinil Ko-A itu menjadi suksinat. Untuk tahap ini proses konversi atau juga pengubahan tersebt tidak hanya dibantu oleh enzim namunjuga memerlukan suatu Mg2+ serta GDP dengan Pi (Fosfat) itu yang akan membentuk GTP. GTP inilah yang nantinya  itu akan diubah lagi yakni sebagai ATP.

Suksinat-Thikonase

Tahap VI: Suksinat Dehidrogenase

Suksinat yang telah atau sudah dihasilkan pada tersebut akan didehidrigenase itu menjadi fumarat itu  dengan bantuan enzim suksinat dehidrogenase.

Suksinat-Dehidrogenase

Tahap VII: Hidrasi

Pada tahap tersebut terjadi proses hidrasi, yaitu proses penambahan atom hidrogen pada ikatan ganda karbon (C=C) yang terdapat di fumarat itu sehingga menghasilkan malat.

Hidrasi

Tahap VIII: Regenerasi Oksaloasetat

Pada tahap ini, terjadi pengubahan malat oleh enzim malat dehidrogenase tersebut membentuk oksaloasetat. Oksaloasetat ini memiliki peran yakni menangkap Asetil-KoA sehingga pada proses siklus kreb tersebut bisa atau dapat berlangsung kembali.

Regenerasi-Oksaloasetat

Untuk dapat mencukupi kebutuhan energi, siklus kreb tersebut harus berlangsung sebanyak 2 kali. Hal ini disebabkan karena reaksi oksidasi di molekul glukosa apabila sekali proses siklus kreb itu hanya menghasilkan 2 molekul Asetil Ko-A.

Hasil Siklus Krebs

Di dalam proses 1 kali Siklus kreb, itu menghasilkan 12 ATP dengan perhitungan ialah

  • 1 molekul GTP yang dengan secara langsung akan diproduksi menjadi ATP;
  • 3 molekul NADH yang kemudian akan dioksidasi dengan melalui transpor elektron akan menghasilkan 3 ATP per molekul;
  • 1 molekul FADH yang kemudian akan dioksidasi dengan melalui transpor elektron itu akan menghasilkan 2 ATP per molekul;
  • 1 molekul CO2 yang kemudian dilepaskan.

Sehingga, untuk 2 kali Siklus kreb itu akan dihasilkan energi sebanyak 24 ATP serta 2 molekul CO2.

Proses Krebs

Dimulai daro 1 molekul asetil-KoA yang bereaksi yakni dengan 1 molekul H2O, yang kemudian melepaskan gugus koenzim-A, serta kemudian mendonorkan 2 atom karbon yang tersisa di dalam bentuk gugus asetil kepada asam oksaloasetat yang memiliki atu mempunyai suatu molekul dengan 4 atom karbon, hingga kemudian menghasilkan asam sitrat dengan 6 atom karbon

SubstratProdukEnzimReaksiKeterangan
1.Oksaloasetat
+ Asetil-KoA
Asam sitrat
+ CoA-SH
+ H+
Sitrat sintaseHidrolisisSetelah enzim sitrat sintase itu melepaskan 1 ion H+ yakni dari molekul CH3 gugus asetil dari asetil-KoA tersenit, molekul CH2 di gugus asetil itu kemudian lalu bereaksi dengan asam oksaloasetat serta juga membentuk metabolit S-sitril-KoA. Reaksi hidrolisis yang terjadi selanjutnya ialah untuk gugus koenzim-A tersebut kemudian akan mendorong reaksi tersebut sampai menghasilkan 3 jenis produk.
2.Asam sitratcis-Asonitat
+ H2O
AsonitaseDehidrasiReaksi isomerisasi tersebut terjadi dengan melalui 2 tahap, enzim asonitase tersebut kemudian akan melepaskan gugus air yakni dari asam sitrat dan membentuk suatu metabolit cis-Asonitat, setelah hal itu terjadi suatu penambahan kembali molekul air yakni dengan cara pergeseran lokasi gugus hidroksil kemudian akan menghasilkan isomer asam sitrat.
3.cis-Asonitat
+ H2O
IsositratHidrasi
4.Isositrat
+ NAD+
Oksalosuksinat
+ NADH + H +
Isositrat dehidrogenaseOksidasibersama dengan Enzim isositrat dehidrogenase, koenzim NAD+ tersebut kemudian akan mengubah gugus karboksil tersebut menjadi suatu gugus karbonil, dan kemudian membentuk senyawa intermediat yang disebut dengan sebutan oksalosuksinat. Eksitasi oleh ion H+ tersebut akan menyebabkan oksalosuksinat melepaskan gugus COO yang tidak stabil serta juga kemudian membentuk senyawa CO2.
5.OksalosuksinatKetoglutarat-α
+ CO2
Dekarboksilasi
6.Ketoglutarat-α
+ NAD+
+ CoA-SH
Suksinil-KoA
+ NADH + H+
+ CO2
Ketoglutarat-α dehidrogenaseDekarboksilasiKompleks dehidrogenase ketoglutarat-alfa tersebut juga  mirip kompleks piruvat dehidrogenase yang menjadi suatu enzim ditransformasi asam piruvat tersebut menjadi asetil-KoA. Bersama dengan koenzim NAD+ tersebut kemudian akan mempercepat oksidasi yang akan membentuk suatu koenzim baru, yang dikenal dengan sebutan suksinil-KoA, yang memiliki suatu ikatan tioester antara koenzim-A itu dengan gugus suksinil.
7.Suksinil-KoA
+ GDP + Pi
+ H2O
Suksinat
+ CoA-SH
+ GTP
Suksinil-KoA sintetasefosforilasi substratSenyawa Pi tersebut kemudian akan menggantikan gugus CoA disuksinat, setelah itu didonorkan ke GDP untuk kemudian membentuk GTP. Pada bakteri serta tumbuhan, gugus Pi tersebut akan didonorkan ke ADP supaya menghasilkan ATP.
8.Suksinat
+ FAD
Fumarat
+ FADH2
Suksinat dehidrogenaseOksidasi
Complex II.svg

Koenzim FAD tersebut kemudian akan menarik 2atom hidrogen dari suksinat. Reaksi itu tidak terjadi di dalam suatu matriks mitokondria, namun malah terjadi di antarmuka antara matriks mitokondria serta juga rantai transpor elektron yang dikenal dengan sebutan suksinat dehidrogenase yang melintang dimembran mitokondria dibagian dalam, enzim ini juga sering disebut dengan sebutan “kompleks II”.

9.Fumarat
+ H2O
MalatFumaraseHidrasiReaksi penambahan molekul air pada fumarat tersebut kemudian akan menjadi gugus hidroksil untuk senyawa baru.
10.Malat
+ NAD+
Oksaloasetat
+ NADH + H+
Malat dehidrogenaseOksidasiReaksi oksidasi yang terakhir tersebut akan mengubah gugus hidroksil kemudian menjadi karbonil serta menghasilkan senyawa pertama siklus sitrat, yakni asam oksaloasetat.

Demikianlah penjelasan mengenai Pengertian Siklus Krebs, Tahapan, Mekanisme, Fungsi, Proses & Hasil, semoga apa yang diuraikan dapat bermanfaat untuk anda. Terima kasih

Lihat Juga  √ Pengertian Negara, Sifat, Tujuan, Fungsi, Bentuk dan Unsurnya
Lihat Juga  √ Pengertian Porifera, Ciri, Struktur, Sistem Organ, dan Klasifikasi
Lihat Juga  √ Pengertian Ekonomi Mikro, Peran, Komponen, Teori, Tujuan dan Ruang Lingkup