materi mekanisme siklus krebs

[ CREBS CYCLE ]

Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Anin

Siklus Krebs disebut juga:• SIKLUS ASAM SITRAT

Karena senyawa pertama yang terbentuk adalah asam sitrat.• 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.Krebs, seorang ahli biokimia terkenal, yang menemukan metabolisme karbohidrat juga.

Kepentingan Biomedis1. Fungsi utama siklus Krebs adalah merupakan jalur akhir oksidasi KH, Lipid dan

Protein. KH, lipid dan protein semua akan dimetabolisme menjadi asetyl-KoA.

¤ Jalur akhir katabolisme, menghasilkan energi.

¤ Kalo mengkonsumsi karbohidrat di dalam mulut akan dicerna jadi maltose (oleh ptyalin) hasil akhirnya adalah glukosa di dalam duodenum masuk ke sel mengalami glikolisis hasil akhirnya asam piruvat kalo aerob diubah menjadi asetyl Co.A siklus krebs.

¤ Lipid asam lemak dan gliserol.

Asam lemak dipecah asetyl Co.A, mengalami proses yang namanya lipolisis.

¤ Protein diubah enjadi asam amino asetyl Co.A siklus krebs.

2. Mempunyai peran utama pada glukoneogenesis, transaminasi, deaminasi dan lipogenesis

nb: kalo pake –genesis = membentuk, kalo -lisis = menguraikan. ¤ Glukoneogenesis

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

Crebs

Cycle Dra. Salmah Orbayinah,

Apt.,M.KesKamis, 11 Maret

2010

Siklus Krebs disebut juga:

• SIKLUS ASAM SITRAT

• SIKLUS KREBS

• SIKLUS ASAM TRIKARBOKSILAT (-COOH)

[1]

[ CREBS CYCLE ]


tidak diimbangi dengan asupan karbohidrat yang cukup, maka tubuh tetap akan membentuk glukosa. Tapi karena gak ada karbohidrat jadi bahannya bukan karbohidrat gitu. Hal ini merupakan salah satu mekanisme tubuh dalam upaya mempertahankan kadar glukosa dalam keadaan normal.

Glukosa sangat penting untuk tubuh karena sumber energi utama otak dan sel darah merah.

Setelah makan, kadar glukosa akan meningkat, maka mekanisme utamanya adalah glikolisis.

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 prosesnya glikogenesis.

Sebaliknya, kalau dalam keadaan lapar, puasa, aerobik atau exercise gitu, maka kebutuhan glukosa akan meningkat, sehingga simpanan glukosa akan dipecah melalui proses glikogenolisis.

Inti dari metabolisme karbohidrat adalah untuk mempertahankan kadar glukosa dalam keadaan normal.

Kadar normal glukosa dalam darah sekitar 80-126, di bawah kadar = hipoglikemia, di atas kadar = hiperglikemia.

Proses glukoneogenesis melibatkan siklus krebs.

¤ Transaminasi

Adalah suatu proses pemindahan gugus atau pertukaran gugus amino ( -amino)

menjadi gugus keto ( -keto) atau sebaliknya.

Contoh gugus -amino asam-asam amino (glutamat, aspartat, dll)

Macam-macam asam amino:

[2]

[ CREBS CYCLE ]


1. Asam amino esensial

diperlukan tubuh tapi tubuh tidak bisa membentuk

contoh: fenilalanin, isoleusin, leusin, lisin, metionin, triptofan, treonin dan valin

2. Asam amino non essensial

diperlukan tubuh tapi tubuh bisa membentuk

contoh: alanin, asparagin, aspartat, sistein, glutamat, glutamin, glisin, hidroksiprolin, hidroksilisin, prolin, serin, dan tirosin.

3. Asam amino semi essensial

diperlukan tubuh, tubuh bisa membentuk tapi hanya sedikit

contoh: arginin dan histidin

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

¤ Deaminasi

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 toksik—amoniak itu tidak boleh ada di dalam darah, apalagi di otak—maka 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. Trus kenapa di urine ada amoniak? Darimanakah amoniak urine? Amoniak diproduksi di ginjal, trus tujuannya tu ada kaitannya sama keseimbangan asam basa. Jadi sebenarnya hasil akhirnya tuh amoniak, tapi karena bersifat toksik, si amoniak itu dibawa ke hepar untuk diubah menjadi urea. Intinya produk akhir dari protein adalah urea.

Terus kalau ada gangguan pada ginjal, amoniak menumpuk, apa yang terjadi? Yaa terjadi keracunan amoniak. Solusinya gimana? Yaa mengkonsumsi makanan yang rendah protein. Supaya kadar amoniak yang dihasilkan nggak jadi banyak.

[3]

[ CREBS CYCLE ]


¤ Lipogenesis

Adalah proses pembentukan lemak.

Substrat lipogenesis asetyl Co.A

Asetyl Co.A diperoleh dari glikolisis

Orang yang mengkonsumsi karbohidrat tinggi, maka di dalam tubuh akan diubah menjadi lemak. Ga heran orang yang banyak makan bisa ndut. hehe

3. Menyediakan substrat untuk rantai respirasi (dalam bentuk hidrogen atau elektron).

Jadi 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 O2 digunakan untuk proses pembakaran—membakar sumber-sumber energi, baik karbohidrat, lemak maupun protein hasilnya CO2 CO2 diangkut kembali melalui paru-paru tubuh.

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 H2O, CO2, ATP, ion hidrogen atau reducing ekivalen (agen

pereduksi)

¤ Kalau O2 agen pengoksidasi.

¤ Ion hidrogen bahan untuk respirasi seluler.

Definisi Siklus KrebsAdalah 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

1. Menjelaskan reaksi-reaksi metabolik akhir yang umum terdapat pada jalur biokimia utama katabolisme tenaga

2. Menggambarkan bahwa CO2 tidak hanya meupakan hasil akhir metabolisme, namun dapat berperan sebagai zat antara, misalnya untuk proses lipogenesis.

[4]

[ CREBS CYCLE ]


3. Mengenali peran sentral mitokondria pada katalisis dan pengendalian jalur-jalur

metabolik tertentu, mitokondria berfungsi sebagai penghasil energi.

Fungsi1. Menghasilkan sebagian besar CO2

Metabolisme lein yang menghasilkan CO2 misalnya jalur pentosa phospat atau P3 (pentosa phospat pathway) atau kalau di harper heksosa monofosfat.

2. Sumber enzym-enzym tereduksi yang mendorong RR

3. Merupakan alat agar tenaga yang berlebihan dapat digunakan untuk sintesis lemak sebelum pembentukan TG untuk penimbunan lemak

4. Menyediakan prekursor-prekursor penting untuk sub-sub unit yang diperlukan dalam sintesis berbagai molekul

5. Menyediakan mekanisme pengendalian langsung atau tidak langsung untuk lain-lain sistem enzym

Daur Siklus KrebsKH Protein Lipid

Asetyl-KoA

CO2+H2O Hidrogen ATP

RRSiklus Asam Sitrat (Siklus Krebs)

SK

¤ KH, protein dan lipid akan dimetabolisme yang hasil akhirnya asetyl Co-A, dimana asetyl Co-A merupakan substrat untuk siklus krebs.

¤ Kemudian dari siklus krebs dihasilkan CO2+H2O, hidrogen dan ATP.

¤ Hidrogen (reducing ekivalen) merupakan substrat untuk rantai respirasi (RR).

¤ Siklus krebs harus berjalan dalam keadaan aerob, tapi kalau glikolisis bisa anaerob atau aerob.

[5]

[ CREBS CYCLE ]


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.

[6]

[ CREBS CYCLE ]


¤ Dari isositrat ke -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.

B1 thiamin

B2 riboflavin

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 -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

Lanjutan……..

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

[7]

[ CREBS CYCLE ]


Overview the reactionDalam 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 pada TCA, tetapi digunakan pada Fosforilasi oksidatif untuk memberi pasokan NAD, shg piruvat dapat di ubah menjadi Asetil Co A

Glikolisis vs TCA

GLIKOLISIS TCA

a. Reaksi berjalan linierb. Lokasi di sitoplasma

a. Reaksi siklis b. Letak di matriks

mitokondria

Mechanism of the citrate synthase reaction

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

[8]

[ CREBS CYCLE ]


Reaksi pada Siklus Krebs

Sitroil co A : intermedier reaksi

Hidrolisis senyawa intermedier tioester menyebabkan reaksi berikutnya bersifat sangat eksergonik

Co A yang dihasilkan langsung di recycled untuk reaksi pembentukan Asetil CoA

[9]

[ CREBS CYCLE ]


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 Siklus Krebs

[10]

[ CREBS CYCLE ]


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. -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 rmus klorofil sama persis, bedanya kalau hem mengikat logam di tengahnya adalah Fe, sedangkan klorofil logam di tengahnya adalah Mg.

4. Oksalo asetat

Melalui proses transaminasi, enzimnya transaminase menjadi aspartat, purin dan pirimidin.

PEMBEBASAN ATP oleh Siklus Krebs

Rx dikatalisis oleh

Metode produksi ATP ATP yang terbentuk

Isositrat DH Oksidasi NADH pada Rantai Respirasi

3

A-Ketoglutarat DH

Oksidasi NADH pada Rantai Respirasi

3

Suksinat tiokinase

Fosforilasi pada level substrat

1

[11]

[ CREBS CYCLE ]


Suksinat DH Oksidasi FADH2 pada Rantai Respirasi

2

Malat DH Oksidasi NADH pada Rantai Respirasi

3

Net 12

Siklus Krebs sebagai jalur metabolisme amfibolik Disebut amfibolik anabolisme dan katabolisme.

Contoh :

a-ketoglutarat +alanin glutamat + piruvat

oksaloasetat +alanin aspartat + piruvat

suksinil ko-A, merupakan prazat untuk biosintesis hem

Reaksi Siklus Krebs sebagai Jalur Metabolisme Amfibolik

[12]

[ CREBS CYCLE ]


[13]

[ CREBS CYCLE ]


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 digunakan sbg prekursor biosintesis lainnya

• Konsentrasi intermedier turun memperlambat kecepatan TCA

• Ada 5 reaksi :

1. Piruvat OAA dgn enzim piruvat karboksilase

2. PEP OAA dgn enzim PEP karboksikinase

[14]

[ CREBS CYCLE ]


3. PEP OAA dgn enzim PEP karboksilase

4. Piruvat malat dg enzim malat

5. Reaksi transaminasi : aspartat OAA dan glutamat -ketoglutarat

[15]

[ CREBS CYCLE ]


[16]

[ CREBS CYCLE ]


[17]

materi mekanisme siklus krebs

Documents