SIKLUS ASAM SITRAT SIKLUS KREBS

SIKLUS ASAM SITRATSIKLUS ASAM SITRATSIKLUS KREBSSIKLUS KREBS

ETI YERIZELETI YERIZELBAGIAN BIOKIMIA FK-UNANDBAGIAN BIOKIMIA FK-UNAND

SIKLUS KREBS• Pertama kali ditemukan oleh Krebs tahun

1937, sehingga disebut “Daur Krebs”

• Merupakan jalur metabolisme utama dari berbagai senyawa hasil metabolisme, yaitu

• Hasil katabolisme karbohidrat• Hasil katabolisme lemak• Hasil katabolisme protein• Asetil koenzim-A sebagai katabolisme

lemak dan karbohidrat• Oksaloasetat,fumarat dan alfa ketoglutarat

hasil katabolisme asam amino dan protein

SIKLUS KREBS• 3. Daur krebsAsetil koenzim-A masuk ke dalam daur

Krebs, selanjutnya dioksidasi melalui beberapa tahap reaksi yang kompleks menjadi CO2, H2O dan energi (ATP)

• Daur Krebs merupakan bagian rangkaian proses pernafasan yang panjang dan kompleks,yaitu oksidasi glukosa menjadi CO2,H2O dan produksi ATP

• Proses pernafasan erdiri dari 4 tahap utama:• 1. Glikolisis• 2. Konversi piruvat ke asetil koenzim-A

• 4. Proses pengangkutan elektron melalui rangkaian pernafasan yang dirangkai dari sintesis ATP dari ADP+ Pi (Fosforilasi oksidasi)

Tahap-tahap reaksi Daur Krebs• I. enzim sitrat sintase mengkatalisis reaksi

kondensasi antara asetil koenzim-A dengan oksalo asetat menghasilkan sitrat

• II. Pembentukan isositrat dari sitrat melalui Cis-akonit dikatalisis secara reversibel oleh enzim akonitase

• III. Oksidasi isositrat menjadi alfa ketoglutarat berlangsung pembentukan senyawa antara oksalosuksinat yang berikatan dengan enzim isositrat dehidrogenase dengan NAD sebagai koenzim.

• IV. Oksidasi alfa ketoglutarat menjadi suksinat melalui pembentukan suksinil koenzim-A,merupakan reaksi yang irreversibel dan dikatalisis oleh enzim alfa ketoglutarat dehidrogenase. Suksisnil koenzim A adalah senyawa tioester yang berenergi tinggi.

Tahap-tahap daur Krebs• Selanjutnya suksinil koenzim-A melepaskan

koenzim –A dengan dirangkaikan dengan reaksi pembentuk energi GTP dari GDP. GTP yang terbentuk dipakai untuk sintesis ATP dari ADP dengan enzim nukleosida difosfat kinase.

• Pembentukan GTP dikaitkan dengan reaksi deasilasi suksinil koenzim-A ini disebut “fosforilasi tingkat substrat”

• V. Suksinat dioksidasi menjadi fumarat oleh enzim suksinat dehidrogenase dengan FAD sebagai koenzim. FAD berperan sebagai gugus penerima hidrogen

• VI. Reaksi reversibel penambahan satu molekul H2O ke ikatan rangkap fumarat, menghasilkan malat yg dikatalisis oleh fumarase

Tahap-tahap daur Krebs• Tahap VII (akhir) L-malat dioksidasi

menjadi oksalo asetat oleh enzim L-malat dehidrogenase yg berikatan dengan NAD (reaksi endergonik) atau laju reaksi berjalan ke kanan,karena reaksi berikut kondensasi oksaloasetat denga asetil koenzim-A yaitu reaksi eksergonik yang irreversibel

Mekanisme reaksi sitrat sintaseSitroil co A : intermedier reaksiHidrolisis senyawa intermedier tioester menyebabkan reaksi berikutnya bersifat sangat eksergonikCo A yang dihasilkan langsung di recycled untuk reaksi pembentukan Asetil CoADalam keadaan normal OAA rendah dimitokondria

Tahap-tahap Daur krebs

Tahap-tahap Daur Krebs

Enzim tersedia dalam mitokondriaAda dua macam enzim: 1. memerlukan NAD dan 2. memerlukan NADPNADP-dependent enzyme : terdapat di matriks mitokondria dan sitosol

Tahap-tahap Daur Krebs

Tahap-tahap Daur Krebs

fumarase

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

Major regulatory factors controlling pyruvate dehydrogenase and the citric acid cycle.

Reaksi Anaplerotik• Ketika produk intermedier TCA digunakan

sbg prekursor biosintesis lainnya• Konsentrasi intermedier turun

memperlambat kecepatan TCA• Ada 5 reaksi :

– Piruvat OAA dgn ensim pyr karboksilase– PEP OAA dgn ensim PEP karboksikinase– PEP OAA dgn ensim PEP karboksilase– Piruvat malat dg ensim malat– Reaksi transaminasi : Aspartat OAA dan

glutamat KG

Major biosynthetic roles of some citric acid cycle intermediates

• Jumlah energi yg dihasilkan oleh Daur Krebs

• 3 NADH : 3 x 3 ATP = 9 ATP• 1 FADH : 1 x 2 ATP = 2 ATP• 1 GTP : 1 x 1 ATP = 1 ATP• ______• 12 ATP

Jumlah energi dari glikolisis dan Daur Krebs

• Glukosa 8 ATP

• 2 Piruvat• 2x3= 6 ATP

• 2 Asetil koenzim-A • 2x12 = 24 ATP • 38 ATP

• CO2 dan H2O

Daur Krebs

Pengaturan Daur Krebs• Kompleks enzim piruvat dehidrogenase dapat

dihambat oleh adanya kelebihan ATP di dalam sel,yg mengakibatkan menurunnya laju reaksi Daur Krebs

• Tahap reaksi kondensasi antara asetil Koenzim A dengan oksalo asetat merupakan reaksi kontrol utama dari laju Daur Krebs. Reaksi ini dapat dihambat oleh Suksinil koenzim-A secara persaingan alosterik terhadap enzim sitrat sintase

• Kontrol lainnya: 1)Reaksi isositrat dehidrogenase dapat dirangsang oleh ADP dan dihambat oleh ATP atau NADH. 2) Suksinat dehidrogenase dapat dihambat oleh oksalo asetat dan dirangsang oleh suksinat, fosfat,ATP dan ubiquinon.jadi perubahan yg terjadi dalam metabolisme menyebabkan perubahan laju reaksi Daur Krebs

Mekanisme Pengaturan Daur Krebs

• Piruvat• Ca ATP• Asetil-COA

• Oksalo asetat Sitrat

• Malat Isositrat• ADP CO2

• Fumarat Alfa ketoglutarat• CO2

• Suksinat Suksinil-COA