Crebs Cycle
advertisement
[ CREBS CYCLE ] Siklus Krebs disebut juga: • SIKLUS ASAM SITRAT • SIKLUS KREBS • SIKLUS ASAM TRIKARBOKSILAT (COOH) Crebs Kamis, 11 Maret 2010 Cycle Dra. Salmah Orbayinah, Apt.,M.Kes 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 Biomedis 1. 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. Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Anin [1] [ CREBS CYCLE ] ¤ 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 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. Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Anin [2] [ CREBS CYCLE ] 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 ( menjadi gugus keto ( Contoh gugus -amino) -keto) atau sebaliknya. -amino asam-asam amino (glutamat, aspartat, dll) Macam-macam asam amino: 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. Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Anin [3] [ CREBS CYCLE ] 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. ¤ 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). Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Anin [4] [ CREBS CYCLE ] 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 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 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. 3. Mengenali peran sentral mitokondria pada katalisis dan pengendalian jalur-jalur metabolik tertentu, mitokondria berfungsi sebagai penghasil energi. Fungsi 1. Menghasilkan sebagian besar CO2 Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Anin [5] [ CREBS CYCLE ] 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 Krebs KH Protein Lipid ¤ 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. Asetyl-KoA SK CO2+H2O Hidrogen ATP RR Siklus Asam Sitrat (Siklus Krebs) Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Anin [6] [ 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 Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Anin [7] [ CREBS CYCLE ] suatu reaksi yang terputus dimana manusia itu tidak mempunyai enzim L-glunoluase oksidase yang mengoksidasi glukosa menjadi vitamin C. ¤ 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 ¤ Dari succynyl Co-A menjadi succinate langsung dihasilkan ATP. ¤ Reaksi yang menghasilkan ATP langsung: siklus krebs, glikolisis, fosforilasi oksidatif, dan -keto menjadi suksinil Co-A prosesnya dekarboksilasi oksidasi. 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 Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Anin [8] [ CREBS CYCLE ] 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 Menghasilkan senyawa intermedier yg penting asetil Co A, KG & OAA Asam amino yang dihasilkan dari -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 Overview the reaction Jalur awal anabolisme Dalam setiap siklus: Berfungsi dalam katabolisme dankeluar juga anabolisme ¤ 1 gugus asetil ( molekul 2C) masuk dan sebagai 2 molekul CO2 amfibolik ¤ Dalam setiap siklus : OAA digunakan untuk membentuk sitrat setelah a. Katabolisme memproduksi molekul berenergi mengalami reaksi yang panjang kembali diperoleh OAA tinggi b. Anabolisme memproduksi intermedier untuk prekursor biosintesis makromolekul rd Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3 Chapter ] [ Editor : Anin Berbagai daur mengambil senyawa antara dlm siklus krebs berkurang hrs ada mekanisme utk mengganti [9] [ CREBS CYCLE ] ¤ 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 linier b. Lokasi di sitoplasma a. Reaksi siklis di b. Letak matriks mitokondria Mechanism of the citrate synthase reaction Sitroil co A : intermedier reaksi Hidrolisis senyawa intermedier tioester menyebabkan reaksi berikutnya bersifat sangat eksergonik Co A yang langsung di dihasilkan recycled untuk reaksi pembentukan Asetil CoA Reaksi pada Siklus Krebs Dalam keadaan normal OAA rendah di mitokondria Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Anin [10] [ 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 Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Anin [11] [ 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. Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Anin [12] [ CREBS CYCLE ] 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 Metode produksi ATP oleh Isositrat DH ATP yang terbentuk Oksidasi NADH pada Rantai 3 Respirasi A-Ketoglutarat Oksidasi NADH pada Rantai DH Respirasi Suksinat Fosforilasi pada level tiokinase substrat Suksinat DH Oksidasi FADH2 pada 3 1 2 Rantai Respirasi Malat DH Oksidasi NADH pada Rantai 3 Respirasi Net 12 Siklus Krebs sebagai jalur metabolisme amfibolik Disebut amfibolik anabolisme dan katabolisme. Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Anin [13] [ CREBS CYCLE ] 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 Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Anin [14] [ 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 Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Anin [15] [ CREBS CYCLE ] • 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 3. PEP OAA dgn enzim PEP karboksilase 4. Piruvat malat dg enzim malat 5. Reaksi transaminasi : aspartat OAA dan glutamat -ketoglutarat Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Anin [16] [ CREBS CYCLE ] Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Anin [17] [ CREBS CYCLE ] Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Anin [18] [ CREBS CYCLE ] Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Anin [19] [ CREBS CYCLE ] Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Anin [20]
