Pembahasan mengenai ilmu pengetahuan tidak akan ada habisnya. Kali ini siklus krebs adalah materi yang akan disajikan dan dipaparkan. Setelah sebelumnya kita membahas mengenai fotosintesis.
Tentunya ini bukan siklus kepiting atau apapun yang kalian pelesetkan. Yang dimaksud dari siklus krebs ini sendiri adalah salah satu tahapan dari proses respirasi sel di dalam tubuh manusia.
Untuk urutan reaksi ini disebut juga siklus asam sitrat karena dalam prosesnya, siklus ini memang memproduksi asam sitrat. Senyawa yang menghasilkan rasa asam seperti rasa jeruk ada juga di tubuh manusia.
Nama lain dari siklus ini adalah siklus asam sitrat. Penjelasan lebih lanjut mengenai materi siklus krebs baik itu pengertian, tahapan siklus krebs, fungsi, mekanisme, dan lain sebagainya akan dijelaskan di bawah ini.
Daftar Isi Artikel
Pengertian Siklus Krebs
Adapun mengenai pengertian siklus krebs adalah serangkaian reaksi kimia yang terjadi pada sel hidup untuk menghasilkan energi dari Asetil ko-A perubahan dari asam piruvat hasil glikolisis.
Siklus krebs sendiri merupakan salah satu tahap respirasi aerob, yaitu proses menghasilkan energi dimana dalam prosesnya membutuhkan oksigen.
Respirasi aerob terjadi melalui glikolisis, siklus krebs dan transfer elekton. Siklus krebs ini terjadi di dalam mitokondria sedangkan glikolisis terjadi pada sitoplasma.
Oleh sebab itu, asam piruvat hasil glikolisis harus masuk mitokondria terlebih dahulu agar dapat menjalani siklus krebs.
Sebagian besar energi untuk berbagai aktivitas dihasilkan dari katabolisme (pemecahan) glukosa yang terjadi di dalam sel. Awalnya glukosa menjalani proses glikolisis untuk diubah menjadi asam piruvat.
Apabila tidak terdapat oksigen, asam piruvat akan menjalani proses respirasi anaerob untuk diubah menjadi asam laktat atau alkohol, tergantung dari organismenya.
Namun, dalam keadaan tersedia oksigen, asam piruvat akan memasuki proses respirasi aerob untuk diolah menjadi energi dengan hasil akhir air dan karbondioksida.
Siklus ini akan menghasilkan ATP, NADPH, FADH2 dan CO2. Karbondioksida akan dilepaskan dari sel dan dikeluarkan dari tubuh sebagai sisa respirasi. Sedangkan ATP, NADH, FADH2 adalah energi penting bagi tubuh.
Ada dua bagian penting pada siklus ini, yang pertama adalah tahap persiapan dimana piruvat akan diubah menjadi asetik ko-A melalui proses yang disebut dengan dekarboksilasi oksidatif.
Kedua adalah berlangsungnya proses siklus yang terjadi di dalam matriks mitokondria.
Fungsi Siklus Krebs
Siklus ini adalah siklus penting dalam bagian metabolisme sel, memiliki fungsi tersendiri. Berikut ini adalah fungsi dari siklus asam sitrat/krebs:
- Sebagai jalur akhir oksidasi KH, Lipid dan Protein. Semua akan dimetabolisme menjadi asetyl-KoA.
- Untuk mempertahankan kadar glukosa dalam keadaan normal.
- Menghasilkan sebagian besar CO2.
- Metabolisme lain yang menghasilkan CO2 misalnya jalur pentosa fosfat atau P3 atau harper herkosa monofosfat.
- Sumber enzim-enzim tereduksi yang mendorong Rantai Respirasi.
- Merupakan alat agar tenaga yang berlebihan dapat digunakan untuk sintesis lemak.
- Menyediakan prekursor-prekursor penting untuk sub unit yang diperlukan dalam sintesis berbagai m0lekul.
- Menyediakan mekanisme pengendalian langsung atau tidak langsung untuk lain-lain sistem enzim.
Siklus Krebs Sebagai Bagian dari Respirasi Sel
Siklus ini salah satu tahapan dari proses respirasi sel secara keseluruhan. Istilah dari siklus krebs berasal dari nama penemunya, siapa? yakni Sir Hans Adolf Krebs, seorang ahli biokimia campuran Jerman dan Inggris.
Beliau juga merupakan seorang dokter bedah THT yang saat itu melarikan diri dari Nazi Jerman unruk mengajar biokimia di Universitas Cambridge, tempat dimana ia menemukan siklus ini tahun 1937.
Selanjutnya, pada tahun 1953, ia bersama dengan Fritz Lipmann – ahli biokimia berkebangsaan Jerman dan Amerika akhirnya dihadiahi Nobel atas penemuan siklus kompleks tersebut.
Peristiwa respirasi sel diawali dengan proses glikolisis, yakni pemecahan 1 molekul glukosa menjadi 2 molekul asam piruvat, 2 ATP, dan 2 NADH.
Tahap glikolisis tetap dapat berlangsung bahkan tanpa adanya oksigen sehingga proses pernapasan ini disebut juga respirasi anaerob.
Meskipun begitu, jika glikolisis berlangsung dalam kondisi oksigen yang tipis atau bahkan tidak ada sama sekali, bukannya memproduksi asam piruvat, tubuh manusia justru menghasilkan asam laktat.
Nah, senyawa inilah yang membuat otot kita semua merasa pegal-pegal setiap kali kita selesai melakukan aktivitas. Jadi, olahraga ringan dan istirahat sejenak bagus untuk memulihkan kondisi.
Dekarboksilasi Oksidatif
Dekarboksilasi oksidatif akan mengubah asam piruvat menjadi asetil ko-A. Tahap ini terjadi dalam beberapa reaksi yang dikatalisis oleh kompleks enzim yang disebut piruvat dehidrogenase.
Enzim ini terdapat pada mitokondria pada sel eukariotik, sedangkan pada prokariotik terdapat pada sitoplasma.
Tahap-tahap dalam dekarboksilasi oksidatif adalah sebagai berikut:
- Gugus karboksilat (-COO) akan lepas dari asam piruvat menjadi CO2.
- Sisa 2 atom karbon dari piruvat dalam bentuk CH2COO- akan mentransfer kelebihan elektronnya pada molekul NAD+ sehingga terbentuk NADH, dan 2 atom tersebut berubah menjadi asetat.
- Pada akhirnya koenzim-A (ko-A) akan diikatkan pada asetat sehingga membentuk asetik koenzim-A.
Hasil dari dekarboksilasi oksidatif adalah molekul asetil ko-A, NADH, dan CO2.
Satu molekul glukosa akan diubah menjadi 2 molekul asam piruvat dalam glikolisis, artinya proses ini untuk satu molekul glukosa menghasilkan 2 molekul asetil ko-A, 2 NADH, dan 2 CO2.
Mekanisme Siklus Krebs
Siklus krebs yang merupakan tahapan kedua dari proses respirasi seluler setelah proses glikolisis. Hasil dari glikolisis dibutuhkan dalam siklus krebs.
Karena glikolisis terjadi di dalam sitoplasma dan siklus krebs dalam mitokondria, maka hasil glikolisis harus terlebih dahulu masuk ke dalam mitokondria melalui proses dekarboksilasi oksidatif.
Hasil dekarboksilasi oksidatif adalah molekul asetil ko-A, NADH, dan CO2. Satu molekul glukosa akan diubah menjadi 2 molekul asam piruvat dalam glikolisis.
Artinya, proses dekarboksilasi oksidatif untuk satu molekul glukosa akan menghasilkan 2 molekul asetil ko-A, 2 NADH, dan 2 CO2. Hasil inilah yang akan digunakan dalam siklus krebs.
Tahapan Siklus Krebs
Adapun mengenai tahapan dalam siklus ini memang berkelanjutan. Jika telah mencapai tahap akhir, maka terus berulang dari tahap awal kembali.
1. Tahap I Pembentukan Sitrat
Pada tahap pertama ini, asetil ko-A akan berikatan dengan oksaloasetat membentuk sitrat. Reaksi pada tahap pertama ini dibantu dengan enzim sitrat sintase.
2. Tahap II Isomerase Sitrat
Selanjutnya, sitrat yang telah berbentuk pada tahap pertama disusun kembali untuk membentuk isomer isositrat oleh enzim acontinase.
Pada reaksi ini molekul air dihapus dari asam sitrat dan kemudian dimasukkan kembali ke lokasi lain. Transformasi terjadi dari perpindahan gugus OH dari posisi 3 ke 4 pada reaksinya dan menghasilkan isositrat.
3. Tahap II Isositrat Dehidrogenase
Isositrat diubah menjadi α-ketoglurat yang mana oleh enzim isositrat dehidrogenase. Reaksi ini melepaskan CO2 dan menghasilkan NADH.
Enzim isositrat dehidrogenase mengkatalisis oksidasi dari gugu -OH pada posisi 4 dari isositrat untuk menghasilkan perantara kemudian memiliki molekul CO2 dihapus dari untuk menghasilkan α-ketoglurat.
Oksidasi isositrat menjadi α-ketoglurat kemudian membentuk senyawa antara oksalosuksinat yang diberikatan dengan enzim isositrat dehidrogenase dengan NAD sebagai koenzim.
4. Tahap IV α-Ketoglurat Dehidrogenase Kompleks
α-ketoglurat teroksidasi, CO2 akan dihapus, dan koenzim A ditambahkan untuk membentuk senyawa 4-karbon suksinil-KoA.
Selama oksidasi ini, NAD+ direduksi menjadi NADH2. Enzim yang mengkatalisis reaksi ini adalah α-ketoglurat dehidrogenase.
Oksidasi α-ketoglurat menjadi suksinat melalui pembentukan suksinil ko-A, merupakan reaksi yang irreversibel dan dikatalisis oleh enzim α-ketoglurat dehidrogenase.
Suksinil ko-A adalah senyawa tioester yang berenergi tinggi. Selanjutnya suksinil ko-A melepaskan ko-A dengan dirangkaikan dengan reaksi pembentuk energi GTP dari GDP.
GTP yang berbentuk dipakai untuk sintesis ATP dari ADP dengan enzim nukleosida difosfat kinase. Pembentukan GTP dikaitkan dengan reaksi deasilasi suksinil ko-A ini disebut “fosforilasi tingkat substrat”.
5. Tahap V Suksinat Thikonase
Ko-A dihapus dari suksinil-KoA untuk menghasilkan suksinat. Suksinat dioksidasi menjadi fumarat oleh enzim suksinat dehidrogenase dengan FAD sebagai koenzim.
FAD berperan sebagai gugus penerima hydrogen. Energi yang dilepaskan digunakan untuk membuat guanosin trifosfat (GTP) dari guanosin difosfat (GDP) oleh fosforilasi tingkat substrat.
GTP kemudian dapat digunakan untuk membuat ATP. Enzim suksinil-KoA sintase mengkatalisis reaksi ini dari siklus asam sitrat.
6. Tahap VI Suksinat Dehidrogenase
Suksinat dioksidasi menjadi fumarat. Selama oksidasi ini, FAD direduksi menjadi FADH2. Enzim suksinat dehidrogenase mengkatalisis pemindahan dua hidrogen dari suksinat.
Reaksi reversibel penambahan satu molekul H20 ke ikatan rangkap fumarat, menghasilkan malat yang dikatalisis oleh fumarase.
7. Tahap VII Hidrasi
Hidrasi menambahkan atom hydrogen pada ikatan ganda karbon yang ada pada fumarat menjadi L-malat dikatalisis oleh enzim fumarase (fumarat hidratase).
Fumarase berlanjut ke proses pentaan ulang dengan menambahkan hidrogen dan oksigen kembali ke substrat yang telah dihapus sebelumnya.
8. Tahap VIII Regenerasi Oksaloasetat
Senyawa awal dari siklus asam sitrat oleh dehidrogenase malat. Selama oksidasi ini, NAD+ direduksi menjadi NADH2,
L-malat dioksidasi menjadi oksaloasetat oleh enzim L-malat dehidrogenase yang berikatan dengan NAD (reaksi endergonik) atau laju reaksi berjalan ke kanan.
Karena reaksi berikut kondensasi oksaloasetat dengan asetil ko-A yaitu reaksi eksergonik yang irreversible.
Hasil Siklus Krebs
Hasil akhir dari siklus krebs berupa dua molekul asetil ko-A. Jika diuraikan maka, ATP yang berjumlah 2 molekul, FADH2 yang berjumlah 2 molekul mengjasilkan 4 ATP, NADH yang berjumlah 6 molekul.
Ini menghasilkan 18 ATP dan juga CO2 dengan jumlah 2 molekul. Juga dihasilkan 8 molekul hydrogen yang direaksikan dengan oksigen membentuk air.
Hasil dari sebuah siklus ini digunakan dalam tahapan transport electron seperti FADH2 dan NADH. Agar proses Siklus krebs ini dapat terus mengalami pengulangan didalam prosesnya.
Harus dipastikan terdapat beberapa komponen yang akan berperan penting terhadap regulasi siklus krebs itu sendiri. Adapaun regulasi krebs itu sendiri akan diatur oleh beberapa elemen:
- Sitrat Sintase
- Isositrat Dehidrogenase
- Keroglutarat Dehidrogenase
Ketiga komponen ataupun enzim tersebut keberadaannya sangat bergantung pada unsur oksaloasetat yang dihasilkan. Untuk memastikan kecukupan oksaloasetat itu sendiri di dalam proses berlangsungnya siklus.
Maka sebaiknya asupan KH seseorang harus selalu terpenuhi. Karena apabila seseorang mengalami kekurangan KH, akibatnya akan menyebabkan kekurangan oksaloasetat.
Siklus Krebs Terbalik
Siklus krebs terbalik atau biasa dikenal dengan siklus asam trikarboksilat terbalik, siklus TCA terbalik atau siklus asam sitrat terbalik.
Pengertian sikuls krebs terbalik adalah urutan reaksi kimia yang digunakan oleh beberapa bakteri untuk menghasilkan senyawa karbon dari CO2 dan air.
Reaksi adalah siklus asam sitrat yang berjalan secara terbalik: Dimana siklus krebs mengambil molekul karbon kompleks dalam bentuk gula dan mengoksidasi mereka untuk CO2 dan air.
Siklus terbalik mengambil CO2 dan air untuk membuat senyawa karbon. Proses ini digunakan oleh beberapa bakteri untuk mensintesis senyawa karbon, kadang hidrogen, sulfida, atau tiosulfat sebagai donor elektron.
Dalam proses ini, dapat dilihat sebagai alternatif untuk fiksasi karbon anorganik di siklus pentosa fosfat reduktif yang terjadi di berbagai mikroba dan organisme yang lebih tinggi.
Reaksi ini merupakan kandidat yang mungkin untuk kondisi awal bumi prebiotik dan, sehingga adalah penting dalam penelitian asal usul kehidupan. Ditemukan bahwa beberapa langkah dapat dikatalisis oleh mineral.
Demikian pembelajaran dari dosenmuda.id mengenafi siklus krebs dimulai dari pengertian, tahapan, proses, hasil dan lain sebagainya secara lengkap.
Semoga dapat bermanfaat bagi kalian, mohon kritik dan saran di komentar! Terimakasih atas kunjungannya.
Originally posted 2021-10-31 11:34:15.
