Show Sel melakukan proses metabolisme untuk menghasilkan energi, salah satunya melalui respirasi. Respirasi bisa bersifat aerob, yaitu melibatkan pemecahan sempurna dari subtrat dengan bantuan oksigen. Respirasi aerob memiliki beberapa tahapan, salah satunya ialah siklus krebs. Siklus ini adalah serangkaian reaksi kimia yang terjadi pada sel hidup untuk menghasilkan energi dari asetil ko-A. Ada dua tahapan penting dalam siklus krebs, yakni dekarboksilasi oksidatif dan siklus krebs. Dekarboksilasi oksidatif merujuk pada tahap perubahan asam piruvat menjadi asetil ko-A. Selanjutnya, asetil ko-A akan dibawa ke matriks mitokondria untuk menjalani siklus krebs. Pada tahapan ini, reaksi yang berlangsung dibantu oleh beberapa enzim. Enzim ini ditemukan pada mitokondria sel eukariotik dan sitoplasma sel prokariotik. Proses dimulai dengan lepasnya gugus karboksilat (-COO) dari asam piruvat menjadi CO2. Kemudian, sisa dua atom dari asam piruvat dalam bentuk CH3COO– akan mentransfer kelebihan elektronnya menjadi molekul NAD+ dan membentuk NADH. Molekul dua atom karbon tersebut akan berubah menjadi asetat. Terakhir, koenzim-A atau ko-A akan diikatkan pada asetat membentuk asetil koenzim-A atau asetil ko-A. Siklus krebs. Foto: wikipediaPada tahapan ini, proses juga dikatalisasi oleh enzim. Asetil-KoA hasil dekarboksilasi oksidatif kemudian bergabung bersama asam oksaloasetat (C4H4O5) membentuk asam sitrat (C6H8O7). Selanjutnya, asam sitrat mengalami reaksi oksidasi berkali-kali hingga 2 atom karbonnya terputus dan kembali menjadi asam oksaloasetat dengan 4 atom karbon. Asam oksaloasetat kemudian akan bergabung dengan asetil-KoA lainnya untuk membentuk asam sitrat. Molekul asam sitrat lalu mengalami oksidasi hingga 2 atom karbonnya terlepas dan membentuk asam oksaloasetat. Hal ini terjadi terus-menerus hingga membentuk siklus. Dua atom karbon yang terlepas pada reaksi oksidasi asam oksaloasetat selanjutnya bergabung dengan atom oksigen membentuk CO2 dan keluar dari tubuh. Siklus ini menghasilkan karbon, NADH, FADH2, dan ATP. Satu molekul asetil-KoA yang masuk ke dalam siklus Krebs akan menghasilkan 3 molekul NADH, 1 molekul FADH2, dan 1 ATP. Dari tiga tahap respirasi sel yang terdiri dari glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, dan siklus krebs menghasilkan total 4 ATP, 10 NADH, dan 2 FADH2. Selanjutnya NADH dan FADH2 akan diteruskan ke dalam tahap transfer elektron untuk menghasilkan ATP. Satu NADH dapat menghasilkan 3 molekul ATP sementara satu molekul FADH2 dapat menghasilkan 2 molekul ATP sehingga total ATP yang diperoleh dari 1 molekul glukosa adalah 38 ATP. Akan tetapi, jumlah 38 ATP ini hanya terjadi pada kondisi ideal, yaitu ketika terdapat cukup oksigen dan sel bekerja dengan sangat efisien. Faktanya, satu glukosa paling sering hanya menghasilkan 29-30 ATP saja.
Siklus asam sitrat atau yang dikenal juga dengan sebagai siklus krebs atau siklus asam trikarboksilat merupakan lintasan akhir bersama oksidasi karbohidrat, lipid dan protein. Siklus Krebs adalah proses utama kedua dalam reaksi pernafasan sel. Siklus Krebs ini ditemukan oleh Hans Krebs (1900-1981). Reaksi pernafasan sel tersebut disebut juga sebagai daur asam sitrat atau daur asam trikarboksilat. Hans Krebs (1937) yang telah memberikan sumbangan percobaan eskperimental dan konseptual agar siklus ini dapat dipahami. Siklus Krebs terkait dengan segi metabolisme biokimia yang sebenarnya, bahan yang masuk berasal dari karbohidrat dapat keluar membentuk lemak, sedangkan bahan yang masuk berasal dari asam amino dapat keluar membentuk karbohidrat. Namun, teramat jarang ialah dari lemak menuju karbohidrat. Sejarah Siklus KrebsBeberapa komponen dari reaksi siklus krebs ditemukan pada tahun 1930 oleh seorang peneliti bernama Albert Szent-Gyorgyi. Beliau menerima hadiah Nobel pada tahun 1937 untuk penemuannya yang berkaitan dengan asam fumarat. Asam fumarat adalah komponen kunci dari siklus krebs. Istilah “siklus krebs” diambil dari nama penemunya Sir Hans Adolf Krebs (1900-1981) yang menemukannya pada tahun 1937. Beliau adalah seorang ahli biokimia Jerman, di mana dia menerima hadiah Nobel Fisiologi atau Kedokteran pada tahun 1953. Dia mengemukakan bahwa glukosa secara perlahan dipecah di dalam mitokondria sel dengan suatu siklus yang dinamakan siklus krebs. Pengertian Siklus KrebsSiklus asam sitrat (siklus krebs, siklus asam trikarboksilat) adalah serangkaian reaksi di mitokondria yang mengoksidasi gugus asetil pada asetil-koA dan mereduksi koenzim yang teroksidasi melalui rantai transport elektron yang berhubungan dengan pembentukan ATP. Siklus diawali dengan reaksi antara gugus asetil pada asetil-koA dan asam dikarboksilat empat-karbon oksaloasetat yang membentuk asam trikarboksilat enam-karbon, yaitu sitrat. Pada reaksi-reaksi berikutnya, terjadi pembebasan dua molekul CO2 dan pembentukan ulang oksaloaasetat. Siklus asam sitrat adalah bagian integral dari proses penyediaan energi dalam jumlah besar yang dibebaskan selama oksidasi bahan bakar terjadi. Selama oksidasi asetil-koA, koenzim-koenzim mengalami reduksi dan kemudian direoksidasi di rantai respiratorik yang dikaitkan dengan pembentukan ATP.jalur katabolik utama untuk asetil-KoA pada organisme aerob. Aseti-KoA, produk katabolisme karbohidrat, protein, dan lipid, dibawa ke siklus asam sitrat dan dioksidasi menjadi CO2 disertai pembebasan ekuivalen pereduksi (2H). Oksidasi 2H selanjutnya di rantai respiratorik menyebabkan fosforilasi ADP menjadi ATP.Untuk satu putaran siklus, dihasilkan 11 ATP melalui fosforilasi oksidatif dan 1 ATP dihasilkan di tingkat substrat dari perubahan suksinil-KoA menjadi suksinat.Proses ini bersifat aerob yang memerlukan oksigen sebagai oksidan terakhir dari koenzim-koenzim yang tereduksi. Enzim-enzim pada siklus asam terletak di matriks mitokondria, baik bebas maupun terikat pada membran dalam mitokondria serta membran krista, tempat enzim-enzim rantai respiratorik berada. Reaksi Siklus Krebs
Hasil Siklus KrebsPada akhir siklus krebs ini akan terbentuk kembali asam oksaloasetat yang berikatan dengan molekul asetil koenzim A yang lain dan berlangsung kembali siklus krebs, karena selama reaksi oksidasi pada molekul glukosa hanya dihasilkan 2 molekul asetil koenzim A, maka siklus krebs harus berlangsung sebanyak 2 kali. Jadi hasil bersih dari oksidasi 1 molekul glukosa akan dihasilkan 2 ATP dan 4 CO2 serta 8 pasang atom H yang akan masuk ke rantai transpor elektron. Tahapan Siklus KrebsBerikut ini terdapat beberapa tahapan siklus krebs, terdiri atas:
Fungsi Siklus KrebsFungsi siklus asam sitrat adalah sebagai lintasan akhir bersama untuk oksidasi karbohidrat, lipid, dan protein, hal ini terjadi karena glukosa, asam lemak, dan banyak asam amino di metabolisme menjadi asetil KoA menjadi intermediet yang ada didalam siklus tersebut. Siklus asam sitrat juga mempunyai peranan penting dalam proses glukoneogenesis, transaminasi, deaminasi, lipogenesis. Fungsi utama siklus krebs adalah :
Kepentingan piruvat pada siklus Krebs Yaitu:
Siklus asam sitrat sangat berperan penting dalam metabolisme, Siklus asam sitrat tidak saja merupakan jalur untuk oksidasi unit dengan dua karbon, tetapi juga merupakan jalur utama untuk pertukaran berbagai matabolit yang berasal dari transaminasi dan deaminasi asam amino, serta menghasilkan substrat untuk sintesis asam amino melalui transaminasi, serta untuk glukoneogenesis dan sintesis asam lemak. Karena fungsinya dalam proses oksidatif dan sintesis, siklus ini bersifat amfibolik. Pembentukan Energi pada Siklus KrebsAda 8 enzim dalam siklus asam sitrat yang mengkatalisis serangkaian reaksi yang secara keseluruhan adalah oksidasi gugus asetil menjadi 2 mol CO2 diikuti dengan pembentukan 3 NADH, 1 FADH dan GTP. Reaksitersebut adalah:
Peranan Tahapan Reaksi dalam Siklus KrebsSiklus Krebs terjadi di mitokondria dengan menggunakan bahan utama berupa asetil-CoA, yang dihasilkan dari proses dekarboksilasi oksidatif. Ada delapan tahapan utama yang terjadi selama siklus Krebs.
Ciri Siklus KrebsCiri siklus krebs, tertutupnya jalur lemak untuk dapat diubah menjadi glukosa. Ciri siklus Krebs terkait dengan jumlah atom karbon memiliki 2 kekhasan :
Asam lemak yang umum banyak didapatkan pada asupan, asam lemak dengan atom karbon genap tidak memberikan atom karbonnya untuk disintesis menjadi metilmalonil KoA untuk terisomerisasi menjadi suksinil KoA bahan oksaloasetat yang diperlukan sebagai bahan sintesis glukosa. Asam lemak dengan atom karbon ganjil pada katabolisme akan menghasilkan beberapa molekul asetil KoA dan satu molekul proprionil KoA. Proprionil KoA dapat mengalami karboksilasi menjadi metilmalonil KoA yang seterusnya akan terisomerisasi menjadi suksinil KoA. Suksinil KoA merupakan bahan bakal oksaloasetat. Karena itu berbeda, dengan gugus asetil, gugus proprionil dapat memberi hasil bersih berupa atom karbon yang dapat digunakan pada sintesis KoA. Namun demikian secara umum hanya sedikit jumlah asam lemak dengan jumlah atom karbon ganjil dan asam lemak berantai panjang. Sehingga, pandangan umum bahwa sintesis asam lemak hanya sedikit yang berperan untuk memperoleh hasil bersih sintesis glukosa. Daftar Pustaka:
Demikianlah pembahasan mengenai Siklus Krebs – Sejarah, Pengertian, Ciri, Reaksi, Hasil, Tahapan, Fungsi dan Pembentukan semoga dengan adanya ulasan tersebut dapat menambah wawasan dan pengetahuan kalian semua,,, terima kasih banyak atas kunjungannya. 🙂 🙂 🙂 Baca Juga Artikel Lainnya: |