SIKLUS KREBS-TRIKARBOKSILATASAM SITRAT

Siklus Krebsdisebut juga: SIKLUS ASAM SITRAT Karena senyawa pertama yang terbentuk adalah asam sitrat. Siklus krebs juga disebut SIKLUS ASAM TRIKARBOKSILAT (-COOH) Karena hampir di awal-awal siklus krebs, senyawanya tersusun dari asam trikarboksilat. Trikarboksilat itu merupakan gugus asam (-COOH). SIKLUS KREBS Karena yang menemukan adalah Mr.Hans Krebs, seorang ahli biokimia terkenal, yang menemukan metabolisme karbohidrat juga.

Fungsi utama siklus Krebs adalah merupakan jalur akhir oksidasi Karbohidrat , Lipid dan Protein. Karbohidrat , lemak dan protein semua akan dimetabolisme menjadi Asetyl-KoA.Visi dan Misi dari Jalur respirasi ini adalah menghasilkan energi.

Jadi Kalau kita mengkonsumsi karbohidrat di dalam mulut akan dicerna jadi maltose (oleh ptyalin) dan hasil akhirnya adalah glukosa di dalam duodenum maka akan masuk ke sel mengalami glikolisis , yang nantinyahasil akhirnya asam piruvat apabila suasana sitoplasma tempat terdapatnya asam piruvat itu aerob menjadi asetyl Co.A dalam Pra Siklus krebs ( dekarbosilasi oksidatif). begitu juga pada lipid yang kemudian menjadi asam lemak dan gliserol.Asam lemak dipecah asetyl Co.A, mengalami proses yang namanya lipolisis. Protein diubah menjadi asam aminokemudian menjadi asetyl Co.A pada awal siklus krebstersebut OK

Dari diagram diatas terbentuknya Asetil Coa sangat strategis mempunyai peran utama pada glukoneogenesis (pembentukan Glikogen) , transaminasi, deaminasi ( penguraian protein / gugus amino ) dan lipogenesis (Pembentukan lemak)

Adalah suatu proses pembentukan glukosa dari bahan non karbohidrat. Kok bisa? Bisa aja, soalnya ketika seseorang mengalami intake karbohidrat yang sangat rendah (mungkin mogok makan, kelaperan yang amat sangat) sehingga tidak diimbangi dengan asupan karbohidrat yang cukup, maka tubuh tetap akan membentuk glukosa. Tapi karena gak ada karbohidrat jadi bahannya bukan karbohidrat tetapi lemak atau protein .OK Hal ini merupakan salah satu mekanisme tubuh dalam upaya mempertahankan kadar glukosa dalam keadaan normal. untuk vitamin , minral dan air sama sekali tidak bisa digunakan dalam hal ini Glukosa sangat penting untuk tubuh karena sumber energi utama otak dan sel darah merah. Setelah makan, kadar glukosa akan meningkat, maka mekanisme utamanya adalah terjadi Glikolisis. Sebaliknya Ketika kita makan banyak, maka glukosa harus disimpan agar kadar gula dalam darah tidak meningkat. Bentuk simpanan glukosa di dalam tubuh adalah glikogen. Penyimpanan kelebihan glukosa maka akan terjadi proses glikogenesis di hati memerlukan insulin dari pancreas. Sebaliknya, kalau dalam keadaan lapar, puasa, aerobik atau exercise gitu, maka kebutuhan glukosa akan meningkat, sehingga simpanan glukosa akan dipecah melalui proses glikogenolisis. ( pembongkaran Glikogen menjadi Glukosa di hati dengan bantuan Adrenalin / Glukagon Jadi Inti dari metabolisme karbohidrat adalah untuk mempertahankan kadar glukosa dalam keadaan normal. OK Agar tahu saja Kadar normal glukosa dalam darah sekitar 80-126, di bawah kadar itu maka akan menderita hipoglikemia, di atas kadar itu disebut hiperglikemia ( pada penderita diabetes melitus) Jadi bisa diartikan bahwa Proses glukoneogenesis ini jelas jelas melibatkan melibatkan 1. Siklus krebs. 2. Transaminasi Adalah suatu proses pemindahan gugus atau pertukaran gugus amino (alfa-amino) menjadi gugus keto (alfa-keto) atau sebaliknya. Contoh gugus alfa-amino -asam amino (glutamat, aspartat, dll)

Agar benar benar memahami ternyata asama amino tersusun atas macam-macam asam amino:1. 2.

Asam amino esensial asam amino non esesnsial

Contoh metionin, triptofan, treonin dan valin, arginin dan histidin bisa membentuk contoh: alanin, asparagin, aspartat, sistein, glutamat, glutamin, glisin, hidroksiprolin, hidroksilisin, prolin, serin, dan tirosin.

Untuk proses transminasi pembentukan asam aminonya adalah asam amino non essensial. Jadi proses transminasi itu bisa disebut juga proses pembentukan asam amino dari asam alfa-keto. Contoh alfa-keto yang mempunyai gugus CO (asam alfa-keto glutarat, asam oksaloasetat) Yang utama di transaminasi adalah alfa-ketoglutarat dan oksalo asetat

DeaminasiDeaminasi adalah proses pelepasan gugus amino (gugus yang mengandung N).

Contoh konkrit proses deaminasi adalah kalau mengonsumsi protein maka di dalam tubuh akan diubah menjadi asam amino, kemudian asam amino akan dipecah lagi yang hasil akhirnya adalah amoniak. Tapi karena amoniak itu bersifat sangat toksikamoniak itu tidak boleh ada di dalam darah, apalagi di otakmaka diubah menjadi urea. Urea kemudian akan diekskresikan melalui ginjal. Amoniak mempunyai konsentrasi yang lebih kecil daripada urea. Bahkan mungkin amoniak itu tidak boleh ada di urine. kemudian kenapa di urine ada amoniak? Darimanakah amoniak urine? Amoniak diproduksi di ginjal, dengan tujuan agar terjadi keseimbangan asam basa. Jadi sebenarnya hasil akhirnya amoniak, tapi karena bersifat toksik, si amoniak itu dibawa ke hepar untuk diubah menjadi urea. Intinya produk akhir dari protein adalah urea.

Jika ada gangguan pada ginjal maka dipastikan amoniak menumpuk, apa yang terjadi? maka terjadi keracunan amoniak. Solusinya gimana? Tentu kita harus mengkonsumsi makanan yang rendah protein. Supaya kadar amoniak yang dihasilkan nggak jadi banyak.OK

LIPOGENESIS

Lipogenesis adalah proses pembentukan lemak. Substrat lipogenesis asetyl Co.A

Asetyl Co.A diperoleh dari glikolisis yang berlanjut ke Dekarboksilasi Oksidatif Orang yang mengkonsumsi karbohidrat tinggi, maka di dalam tubuh akan diubah menjadi

lemak.

maka Ga heran orang yang banyak makan bisa ndut. hehe tentu ini sama seperti sapi yang hanya makan karbohidrat ( sellulosa ) dalam rumput ternyata sapi juga berlemak Jadi dengan kita makan itu kita Menyediakan substrat untuk rantai respirasi (dalam bentuk hidrogen atau elektron). Rantai respirasi masuk ke dalam respirasi level seluler yang ada kaitannya dengan loncatan elektron., bahan dasarnya adalah dari siklus krebs, yaitu ion hidrogen. Semua proses metabolisme itu hasilnya CO2, yang kemudian dibuang sebagai udara ekspirasi Ketika kita menghirup O2 O2 digunakan untuk proses oksidasi O2 dibawa oleh Hb ke sel di dalam sel O2digunakan untuk proses pembakaranmembakar sumber-sumber energi, baik karbohidrat, lemak maupun protein yang kemudian hasilnya CO2 CO2 ini kemudian diangkut kembali melalui paru-paru tubuh untuk di expirasi . Tetapi tidak semua CO2 dibuang, ada beberapa atau sebagian kecil digunakan untuk proses pembentukan lemak. Karena pembentukan lemak mutlak membutuhkan CO2. Hasil dari siklus krebs 2, ATP, ion hidrogen atau reducing ekivalen (agen pereduksi) yang diikat oleh FAD dan NAD

Jadi Kalau O2 sedang Ion hidrogen

bahan untuk respirasi seluler.

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)

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 dalam bentuk teroksidasi NADH dalam bentuk tereduksi NAD merupakan derivat vitamin B3. 1. B1 thiamin 2. B2 riboflavin 3. B3 niasin Koenzim yang terkait dengan ATP hanya vitamin B2 dan B3. Kekurangan vitamin B akan mengganggu metabolisme energi. NADH enzimnya isositrat dehidrogenase. NADH akan masuk ke rantai respirasi melepaskan hidrogen dan menghasilkan 3 ATP. Sedangkan FADH menghasilkan 2 ATP Dekarboksilasi oksidasi melepaskan CO2. Dari alfa-keto menjadi suksinil Co-A 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 12 ATP. Glikolisis 2 asetyl Co-A Lemak 8 asetyl Co.A 1 mol glukosa 2 kali putaran 1 mol lemak 8 kali putaran Karbohidrat disimpan di dalam becak-bercak sitoplasma di dalam hepar. Hepar dapat bertahan menyimpan glikogen 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 dimana semua makromolekul dikatabolis (Karbohidrat, Lipid dan Protein) Untuk kelangsungannya membutuhkan : NAD, FAD, ADP, Pyr (piruvat) dan OAA Menghasilkan senyawa intermedier yg penting asetil Co A, a KG & OAA

Asam amino yang dihasilkan dari alfa-ketoglutarat melalui proses transamnasi glutamat. Kalau asam oksaloasetat 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 katabolisme mengubah KH asetyl Co.A Jalur awal anabolisme Berfungsi dalam katabolisme dan juga anabolisme amfibolik Katabolisme memproduksi molekul berenergi tinggi Anabolisme 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 setelah mengalami reaksi yang panjang kembali diperoleh OAA Terdiri dari 8 reaksi : 4 mrpkn oksidasi dimana energi digunakan utk mereduksi NAD dan FAD Dihasilkan: 2 ATP, 8 NADH, 2 FADH2 Tidak diperlukan O2 untuk memberi pasokan NAD, shg piruvat dapat di ubah menjadi Asetil Co A

Glikolisis vs SIKLUS KREBS( TCA )GLIKOLISISa. Reaksi berjalan linier b. Lokasi di sitoplasma

SIKLUS KREBSa. Reaksi siklis b. letak di matriks mitokondria

PROSES KIMIAWI PENGIKATAN ASETIL CoA OLEH OKSALO ASETAT MENJADI SITRAT

BERIKUT RUMUS BANGUN SENYAWA YANG TERLIBAT DALAM SIKLUS KREBS

Enzim tersedia dalam mitokondria Ada dua macam enzim: 1. memerlukan NAD

2. memerlukan NADP NADP-dependent enzyme : terdapat di matriks mitokondria dan sitosol

Peran anabolisme dalam siklus krebs ditunjukkan oleh 4 senyawa intermediet, yaitu:1. Sitrat Dapat 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-ketoglutarat Melalui proses transaminasi menghasilkan asam amino glutamat. Purin 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 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 asetatMelalui proses transaminasi, enzimnya transaminase menjadi aspartat, purin dan pirimidin.

PEMBEBASAN ATP oleh Siklus Krebs

Siklus Krebs sebagai jalur metabolisme amfibolik Disebut amfibolik anabolisme dan katabolisme. Contoh : 1. a-ketoglutarat +alanin glutamat + piruvat 2. oksaloasetat +alanin aspartat + piruvat 3. suksinil ko-A, merupakan prazat untuk biosintesis hem 4. Reaksi Siklus Krebs sebagai Jalur Metabolisme Amfibolik

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 turun memperlambat kecepatan TCA Ada 5 reaksi : 1. Piruvat zim piruvat karboksilase 2. PEP OAA dgn enzim PEP karboksikinase 3. PEP OAA dgn enzim PEP karboksilase 4. Piruvat zim malat 5. Reaksi transaminasi : aspartat OAA dan glutamat -ketoglutarat

Sekali lagi dalam Siklkus Krebs kita bisa ketahui

Jalur metabolisme daur asam trikarboksilat (asam sitrat) pertama diketemukan olehKrebs (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 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-A 3. 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.