Sabtu, 31 Maret 2012

Makalah Biokimia Siklus krebs sebagai rangkaian aksi untuk oksidasi lengkap bahan makanan


MAKALAH BIOKIMIA
Siklus krebs sebagai rangkaian aksi untuk oksidasi lengkap bahan makanan
D
I
S
U
S
U
N
Oleh :
KELOMPOK 3
*NUR RAHMA A.R
*WIKHA FEBRIANI SULTRA
*SANTI NOVITA PARADINA
*RIA RISKA
*SAMSIDAR YUNUS
*SITI AISYAH KARMING
*WULAN DARYANI

KATA PENGANTAR

Assalamu Alaikum Wr Wb
            Puji syukur kami panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidyah-Nya kepada kelompok kami untuk dapat menyelesaikan sebuah makalah yang berjudul “SIKLUS KREBS SEBAGAI RANGKAIAN AKSI UNTUK OKSIDASI LENGKAP BAHAN MAKANAN“.
            Kami dari tim penulis atau kelompok III mengucapkan terima kasih kepada guru pembimbing atas ilmu baru yang kami dapatkan dari makalah ini yang merupakan salah satu ilmu yang belum pernah kami dapatkan sebelumnya            Semoga saja dalam penyusunan makalah ini, dapat memberi manfaat bagi peserta diskusi, dan kami dari tim penulis memohon maaf, apabila terdapat kesalahan kata ataupun kalimat yang tidak pantas untuk ditampilkan dalam sebuah diskusi, sehingga kritik dan saran yang bersifat membangun sangat kami harapkan.
Wassalamu Alaikum Wr Wb
Penulis
Kelompok 3










DAFTAR ISI


Kata Pengantar
Daftar Isi
BAB I Pendahuluan
BAB II Siklus Krebs Sebagai Rangkaian Aksi Untuk Oksidasi Lengkap Bahan Makanan
A.     Sumber ostetik ko.a
B.      Fungsi emfibolik siklus krebs
C.     Pebentukan energy pada siklus krebs
BAB III Penutup
Daftar Pustaka











BAB I
PENDAHULUAN

1.Latar Belakang
Siklus asam sitrat atau yang dikenal juga dengan sebagai siklus krebs atau siklus asam trikarboksilat merupakan lintasan akhir bersama oksidasi karbohidrat, lipid dan protein. Adalah peran dari HA 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.
Glukosa, asam lemak dan banyak asam amino akan dimetabolisasi menjadi asetil koA atau intermediet yang ada pada siklus asam sitrat.
Asetil koA selanjutnya dioksidasi yang akan menghasilkan hidrogen atau elektron sebagai ekuivalen pereduksi. Hidrogen tersebut kemudian memasuki rantai respirasi tempat sejumlah besar ATP dihasilkan dalam prses fosforilasi oksidatif. Enzim enzim yang berperanan pada siklus asam sitrat terdapat didalam mitokondria.








2.Rumusan masalah
Adapun Rumusan masalah dalam makalah ini yaitu untuk mengetahui  siklus krebs sebagai rangkaian aksi untuk oksidasi lengkap bahan makanan
1.      Sumber ostetik ko A?
2.      Fungsi emfibolik siklus krebs?
3.      Pembentukan energy pada siklus krebs?



3.Maksud dan Tujuan
            Mengetahui siklus krebs sebagai rangkaian aksi untuk oksidasi lengkap bahan makanan
1.      Sumber ostetik ko A
2.      Fungsi emfibolik siklus krebs
3.      Pembentukan energy pada siklus krebs








BAB II
SIKLUS KREBS SEBAGAI RANGKAIAN AKSI UNTUK OKSIDASI LENGKAP BAHAN MAKANAN

A.Sumber Ostetik Ko.A
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.
Fungsi Utama Siklus Krebs
(1) Menghasilkan karbondioksida terbanyak pada jaringan manusia.
(2) Menghasilkan sejumlah koenzim tereduksi yang menggerakkan rantai pernapasan untuk produksi ATP.
(3) Mengkonversi sejumlah energi serta zat intermidiet yang berlebihan untuk digunakan pada sintesis asam lemak.
(4) Menyediakan sebagian bahan keperluan untuk sintesis protein dan asam nukleat.
(5) Melakukan pengendalian langsung (produkbakal produk) atau tidak langsung (alosterik) terhadap sistem enzim lain melalui komponen-komponen siklus.
Kepentingan piruvat pada siklus Krebs Yaitu:
(1) Energi yang terkandung pada pada karbohidrat memasuki siklus melalui piruvat, sumber utama asetil KoA.
(2) Kompleks enzim yang mendekarboksilasi piruvat menjadi asetil KoA sangat mirip dari segi lokasi subsel, komposisi dan mekanisme kerja dengan α-ketoglutarat dehidrogenase kompleks.



Dekarboksilasi piruvat melibatkan piruvat dehidrogenase kompleks, suatu gugus enzim yang tersusun atas 3 komponen
E1
24 mol piruvat dehidrogenase
Kofaktor: TPP (tiamin pirofosfat)
E2
24 mol dihidrolipoil transasetilase
Lipoate, koenzim A
E3
12 mol dihidrolipoil dehidrogenase
FAD, NAD+

Pada tahapan terakhir kerja PDH kompleks akan dihasilkan NADH, H+, FAD, dan NADH yang di rantai pernapasan akan teroksidai dan menghasilkan 3 molekul ATP, H2O dan NAD.




Pengaturan Kompleks Piruvat Dehidrogenase

©      Pengaturan cepat kompleks PDH, inhibisi hasil kegiatan PDH yaitu asetil KoA dan NADH bersifat menghambat
©      Pengaturan PDH:

a)     Kompleks PDH bertindak atas besar muatan energi sel. Bila konsentrasi ATP tinggi, glikolisis semakin lambat dan aktivitas kompleks PDH menurun
b)     b. Kompleks PDH peka terhadap keadaan oksidasi-reduksi sel. Perbedaan jumlah NAD+, NADH, NADP+, dan NADPH yang terkumpul intraseluler dalam batas keseimbangan tertentu

Reaksi Siklus Krebs
Siklus reaksi diawali dengan reaksi antara asetil KoA dan (2C) dan asam oksaloasetat (4C) yang menghasilkan asam trikarboksilat, sitrat. Selanjutnya sejumlah 2 molekul atom CO2 dirilis dan teregenerasi. Sebenarnya hanya sedikit oksaloasetat yang dibutuhkan untuk menginisiasi siklus asam sitrat sehingga oksaloasetat dikenal dengan perannnya sebagai agen katalitik pada siklus Krebs.

Lokasi: mitokondria
 
LokasI: sitosol
 

Tahapan Reaksi Siklus Krebs

Tahap 1. sitrat sintase (hidrolisis)
Asetil KoA + oksaloasetat + H2Ositrat + KoA-SH
Merupakan reaksi kondensasi aldol yg disertai hidrolisis dan berjalan searah
Klinis: sitrat sintase sangat spesifik terhadap zat yang dikerjakan. Flouroasetil KoA dapat menggantikan gugus –asetil KoA. Flourosasetat kadang digunakan sebagai racun tikus. Bila termakan dapat berakibat fatal

Tahap 2. aconitase, memerlukan 2 tahap
Sitrat diubah menjadi isositrat oleh enzim akonitase yg mengandung Fe++ caranya : mula2 terjadi dehidrasi menjadi cis-akonitat ( yg tetap terikat enzim ) kemudian terjadi rehidrasi menjadi isositrat

Tahap 3. isositrat dehidrogenase (dekarboksilasi pertama)
Isositrat dioksidasi menjadi oksalosuksinat (terikat enzim) oleh isositrat dehidrogenase yg memerlukan NAD+
Reaksi ini diikuti dekarboksilasi oleh enzim yg sama menjadi α-ketoglutarat. Enzim
ini memerlukan Mn++ / Mg++
Ada 3 jenis isozim isositrat dehidrogenase :
satu jenis isozim menggunakan NAD+ (intramitokondria) isozim ini hanya ditemukan di dalam mitokondria NADH + H+ yg terbentuk akan diteruskan dalam rantai respirasi
Dua jenis isozim yg lain menggunakan NADP+ dan ditemukan di luar mitokondria (ekstramitokondria) dan sitosol




Tahap 4. α-ketoglutarat dehidrogenase kompleks (dekarboksilasi)
Dekarboksilasi oksidatif α-ketoglutarat (caranya seperti pada dekarboksilasi oksidatif piruvat) menjadi suksinil KoA oleh enzim α-ketoglutarat dehidrogenase kompleks
Enzim ini memerlukan kofaktor seperti : TPP, Lipoat,NAD+, FAD dan KoA-SH
Reaksi ini secara fisiologis berjalan searah
Klinis: Reaksi ini dapat dihambat oleh arsenit mengakibatkan akumulasi / penumpukan α-ketoglutarat

Tahap 5. suksinat thikonase (fosforilasi tingkat substrat)
Suksinil KoASuksinat
Reaksi ini memerlukan ADP atau GDP yg dengan Pi akan membentuk ATP atau GTP. Juga memerlukan Mg++
Reaksi ini merupakan satu2nya dalam TCA cycle yg membentuk senyawa fosfat berenergi tinggi pada tingkat substrat
Pada jaringan dimana glukoneogenesis terjadi ( hati & ginjal) terdapat 2 jenis isozim suksinat thiokonase, satu jenis spesifik GDP, satu jenis untuk ADP.
Pada jaringan nonglukoneogenik hanya ada isozim yg menggunakan ADP

Tahap 6: Suksinat dehidrogenase (dehidrogenasi & oksidasi)
Suksinat + FADFumarat + FADH2
Reaksi ini tdak lewat NAD,
Klinis: dihambat oleh malonat, asam dikarboksilat berkarbon 3. Suksinat dapat tertimbun dan pernapasan terhambat

Tahap 7 : Fumarase (dehidrasi)
Fumarat + H2OL-Malat
Tidak memerlukan koenzim


Tahap 8: Malat dehidrogenase
L-Malat + NAD+ Oksaloasetat + NADH + H+
Reaksi ini membentuk kembali oksaloasetat
Terdapat 6 isozim MDH, 50% isozim MDH adalah tipe IV
Klinis: kerusakan jaringan seringkali mengakibatkan kenaikan MDH tetapi pemeriksaan MDH tidak lazim dilakukan, karena lebih mudah untuk memeriksa dengan LDH

Regulasi siklus Asam Sitrat diatur oleh:
·         citrate synthase
·         isocitrate dehydrogenase
·         α-ketoglutarate dehydrogenase

Konsumsi oksigen, reoksidasi NADH, dan produksi ATP yang dikoupling


Kontrol regulasi:
1. Ketersediaan substrat – oxaloacetate menstimulasi sitrat sintase
2. Inhibis produk- substrat sitrat berkompetisi dengan oksaloasetat untuk sitrat sintase, NADH menginhibisi isositrat dehidrogenase dan α-ketoglutarate dehydrogenase, succinyl-CoA menginhibisi α-ketoglutarate dehydrogenase
3. Inhibisi feedback kompetitif - NADH menginhibisi sitrat sintase, suksinil KoA berkompetisi dengan asetil KoA pada reaksi sitrat sintase.
Regulator penting:
Substrat -acetyl-CoA dan oksaloasetat memproduksi - NADHRegulasi Siklus Asam Sitrat
·         Kontrol allosterik dari siklus enzim
·         isocitrate dehydrogenase
·         α-ketoglutarate dehydrogenase
·         pyruvate dehydrogenase phosphatase
·         ADP - allosteric activator dari isocitrate dehydrogenase
·         ATP - inhibibis isocitrate dehydrogenase
·         Ca2+ - activasi pyruvate dehydrogenase phosphatase,
·         isocitrate dehydrogenase, α-ketoglutarate dehydrogenase



B.Fungsi Amfibolik Siklus
Siklus asam sitrat adalah katabolic sebab terlibat dalam penguraian dan penghasil energi utama dalam
sebagian besar organisma. Akan tetapi beberapa jalur fotosintesis menggunakan senyawa intermedier dalam
siklus asam sitrat sebagai senyawa awalnya. (anabolisma) Jadi siklus asam sitrat bersift amfibolik , katabolic maupun anabolic. Semua jalur biosintesis yang menggunakan senyawa intermedier siklus asam sitrat juga memerlukan energi bebas. Konsekuensinya, fungsi katabolic siklus tidak dapat diganggu: senyawa intermedier yang sudah digunakan harus digantikan
Siklus asam sitrat bersifat amfibolik, yang artinya memiliki dua sifat yaitu anabolik (sintesis molekul untuk menjadi senyawa yang lebih kompleks) maupun katabolik (pemecahan molekul menjadi molekul yang lebih sederhana) hal ini disebabkan karena senyawa intermidiete harus digantikan.

Pintasan yang menggunakan senyawa intermidiete siklus asam sitrat adalah:
1. Biosintesis glukosa (glukoneogenesis) –oxaloacetate.
(yang ditransportasikan sebagai malate)
2. Biosintesis lipid -acetyl-CoA from ATP-citrate lyase.
ATP + citrate + CoA ADP + Pi + oxaloacetate + acetyl-CoA
3. Biosintesis asam amino - α-ketoglutarate (dehidrogenasi atau transaminasi dari glutamate) dan transaminasi oxaloacetate.
Biosintesis asam amino menggunakan senyawa intermedier SAS dalam 2 cara. a ketoglutarat digunakan untuk mensintesis glutamate. a ketoglutarat dan oksaloasetat juga digunakan untuk mensintesis glutamate dan aspartat dalam reaksi transaminasi. Kedua adlah sintesis porfirin yang menggunakan suksinil CoA sebagai senyawa awal.
Gambar 4-8. Siklus Asam Sitrat bersifat amphibolik

4. Biosintesi porfirin - succinyl-CoA.
Sifat amfibolik yang dimiliki oleh siklus Asam Sitrat
Berkaitan dengan reaksi anaplerotik yang berperan menggantikan senyawa intermidiet siklus Krebs yang habis:
·         Pyruvate carboxylase
Pyruvate + CO2 + ATP + H2O oxaloacetate + ADP + Pi.
·         Oksidasi asam lemak - succinyl-CoA.
·         Katabolisme (Ile, Met, Val) - succinyl-CoA.
·         Transaminasi dan deaminasi asam amino untuk menjadi - α- ketoglutarate dan oxaloacetate.

Reaksi yang menghasilkan senyawa intermedier SAS disebut reaksi anaplerotik. (ditunjukkan oleh
gambar di atas). Reaksi utama untuk ini adalah karboksilasi piruvat karboksilase membentuk oksaloasetat
Piruvat + CO2 + ATP + H2O ------ oksaloasetat + ADP + Pi

Energetika Siklus Krebs
Persamaan berikut ini menunjukkan rangkuman reaksi kimia siklus Krebs:
Asetil KoA +3NAD+ +FAD+GDP+Pi+2H2O 2CO2+KoASH+3NADH+H++FADH2+GTP
Untuk setiap molekul asetil KoA yang mengalami pembakaran dalam siklus, 12 mol
ATP dapat dihasilkan:
3 NADH=9ATP
FADH2=2ATP
GTP=1ATP+
TOTAL=12ATP

C.Pembentukan Energi Pada Siklus Krebs
Ada 8 enzim dalam siklus asam sitrat yang mengkatalisis serangkaian reaksi yang secara keseluruhan adalah oksidasi gugus asetil menjadi 2 mol CO2 diikuti dengnan pembentukan 3 NADH, 1 FADH dan GTP. Reaksi
tersebut adalah:
1. Kondensasi asetil CoA dengan oksaloasetat membentuk sitrat, sesuai dengan nama siklusnya. Reaksi ini dikatalisis enzim citrate synthase. Reaksi awal dalam siklus asam sitrat ini merupakan titik dimana atom klarbon dimasukkan ke dalam siklus sebagai asetil CoA.
2. Pengaturan kembali sitrat menjadi bentuk isomernya supaya lebih mudah untuk dioksidasi nantinya.
Aconitase mengubah sitrat, alcohol tersier yang tidak siap untuk dioksidasi, menjadi senyawa alcohol
sekunder, isositrat, merupakan senyawa yang lebih mudah dioksidasi. Reaksi ini melibatkan dehidrasi diikuti oleh hidrasi. Dalam hal ini gugus hidroksil sitrat ditransfer ke karbon yang berdekatan.
3. Oksidasi isositrat membentuk asam keto intermedier, oksalosuksinat disertai dengan reduksi NAD+menjadi NADH. Oksalosuksinat selanjunya didekarboksilasi menghasilkan a ketoglutarat. Ini merupakan
tahap pertama dimana oksidasi diiringi dengan terbentuknya NADH dan pembebasan CO2. Reaksi ini
dikatalisis enzim isositrat dehidrogenase.
4. a ketoglutarat selanjutnya didekarboksilasi membentuk suksinil CoA oleh multienzim a ketoglutarat dehidrogenase. Reaksi ini melibatkan reduksi kedua NAD+ menjadi NADH dan membebaskan molekul
CO2 kedua. Sampai titik ini, 2 mol CO2 sudah dihasilkan sehingga hasil bersih oksidasi gugus asetil telah
lengkap. Perhatikan bahwa atom C dari CO2 bukan berasal dari asetil CoA.
5. Suksinil CoA selanjutnya diubah menjadi suksinat oleh suksinil CoA sinthetase. Energi bebas dari ikatan thioester ini disimpan dalam bentuk senyawa berenergi tinggi GTP dari GDP dan Pi.
6. Reaksi selanjutnya dalam siklus ini adalah oksidasi suksinat menjadi oksaloasetat kembali untuk persiapan putaran berikutnya dalam siklus. Syuksinat dehidrogenase mengkatalisis oksidasi suksinat
mennjadi fumarat diiringi oleh reduksi FAD menjadi FADH2.
7. Fumarase selanjutnya mengkatalisis hidrasi ikatan rangkap fumarat menjadi malat
8. Tahapan terakhir adalah membentuk kembali oxaloasetat melalui moksidasi malat oleh enzim malat dehidrogenase. Pada tahap ini juga dihasilkan NADH ketiga dari NAD+
Hasil selengkapnya ditunjukkan oleh gambar berikut:
Gambar 4-6. Dekarboksilasi dan dehidrogenasi dalam Siklus Asam Sitrat

Jadi gugus asetil dioksidasi lengkap menghasilkan CO2 dengan stoikiometri sebagai berikut:
3NAD+ + FAD + GDP + asetil CoA + Pi ----------
3 NADH + 1 FADH2 + GTP + CoA + 2 CO2
NADH dan FADH2 adalah produk penting dari siklus asam sitrat. Keduanya akan dioksidasi kembali oleh O2 melalui rantai transport electron dan fosforilasi oksidatif untuk menghasilkan ATP.
Gambar 4-7. NADH dan FADH yang dihasilkan dalam SAS selanjutnya ke transport electron
Tabel berikut menunjukkan total ATP yang terbetuk dalam siklus asam sitrat yang sudah dilanjutkan dengan rantai pernafasan.
Tabel 4-1. Stoikiometri pembentukan ATP dalam oksidasi aerob 1 mol glukosa

Masuknya asam amino ke dalam siklus Krebs
Transaminasi asam amino oksaloasetat dan α-ketoglutarat mengandung rantai karbon yang homolog dengan asam amino aspartat dan glutamat.
Piruvat juga homolog dengan alanin. Persediaan asam amino ini melebihi keperluan biosintesis protein, kelebihannya dapat segera diubah menjadi zat-antara siklus Krebs dan oksidasi kerangka karbonnya dapat menghasilkan energi.
Sebaliknya, asam-asam amino ini diperlukan misalnya untuk biosintesis, pembentukannya menggunakan analog asam keto yang didaur Krebs. Sehingga, demikian, daur Krebs yang biasa diartikan sebagai jalur katabolik dalam keadaan tertentu mempunyai fungsi anabolik.
Interkonversi reversible antara asam α-amino dan α-keto dikatalisis oleh transaminase, aminotransferase yang berperan sebagai perantara pertukaran gugus karbonil dan gugus amino antara oksaloasetat glutamat dan piruvat glutamat.

Reaksi-reaksi anaplerotik
Pengisian kekurangan/reaksi anaplerotik dibutuhkan untuk menjamin kecukupan zat-antara siklus Krebs. Hal ini diperlukan karena siklus Krebs dapat mengalami kekurangan zat intermidiet, diakibatkan karena peningkatan biosintesis aspartat dan glutamat. Keperluan akan zat antara dapat meningkat akibat jika terdapat sejumlah besar piruvat atau asetil KoA sehingga menipiskan oksaloasetat sebagai reseptor yang diperlukan pada sintesis sitrat.
a. Piruvat karboksilase. Pada kondisi dibebaskannya epinefrin sebagai akibat tekanan emosi dapat dibentuk piruvat dari glukosa dan asetil KoA dari asam lemak dapat dibentuk dalam jumlah yang besar.
Pada kondisi demikian, piruvat yang berlebih, akan diubah menjadi enzim alosterik dengan asetil KoA sebagai efektor positif.
Konsentrasi asetil KoA yang tinggi akan mengaktifkan piruvat karboksilase untuk sintesis oksaloasetat. Pada tahapan berikutnya, oksaloasetat menerima gugus asetil KoA sehingga terbentuk sitrat yang sekarang dihasilkan lebih banyak dari biasa
b. Enzim malat. Reaksi ini akan merubah sebagian besar piruvat dari piruvat yang masuk menjadi malat melalui reaksi karboksilasi reduktif. Malat yang merupakan produksi tambahan dengan mudah diubah menjadi oksaloasetat.
Di antara kedua jalur anaplerotik ini lebih diutamakan jalur piruvat karboksilase, Enzim malat namun demikian lebih reversibel dan menghasilkan lebih banyak NADPH yang diperlukan pada sintesis asam lemak.

Kompartementalisasi mitokondria
Untuk kelangsungan fungsi mitokondria yang normal diperlukan kadar zat antara yang mencukupi kerja enzim dan juga adanya keseimbangan osmotik dan ion antara mitokondria dan sitosol.
Tidak semua zat dalam sitosol dapat menembus mitokondria; contoh enzim sitosol (karena ukuran yang terlalu besar).
Koenzim sitosol, seperti NAD+ dapat menembus membran luar karena ukurannya kecil, akan tetapi, tidak menembus membran dalam mitokondria.
Membran luar mitokondria permeabel terhadap hampir semua molekul kecil dan ruang yang terselubungi oleh membran ini dinamakan ruang-luar mitokondria.

Ringkasan permeabilitas membran:
1. NAD, NADP, NADH, dan NADPH tidak menembus membran dalam mitokondria.
2. Zat intermidiete daur Krebs dapat bergerak dari luar dan ke dalam mitokondria dengan beberapa pengecualiaan, biasanya dengan perantaran translokase.
3. Asam amino yang dapat menghasilkan zat-antara daur Krebs atau piruvat dapat juga tembus ke ruang-dalam mitokondria.
4. ATP dan ADP dapat menembus dengan translokase khusus.
Translokase/enzim sistem transport
Memiliki sifat mirip dengan enzim yang bekerja pada larutan, akan tetapi karena kerjanya bukan mengkatalisis reaksi namun mengakibatkan perubahan muatan kovalen substrat sehingga seringkali tidak digolongkan sebagai enzim.
Konsep translokase ini menggarisbawahi konsep bahwa gerakan zat yang keluar-masuk mitokondria sangat teratur dan terkontrol.
Setiap translokase merupakan sistem mandiri dan ada kerja-sama antar sistem.
Sifat-sifat translokase:
-Kespesifikan :Translokase ATP tidak akan bekerja pada uridin, sitidin maupun inosin trifosfat (UTP, CTP, ITP).
-Kejenuhan :Translokas dapat jenuh dengan senyawa yang diangkutnya; berarti memiliki pedanan tetapan Michaelis- Menten (Km) atau kecepatan awal maksimum (Vmaks).
-Sifat inhibisi :Inhibitor yang khas menghambat aktivitas sebagian besar translokase.
-Ciri vektorial :Mengikuti arah dimensi ruang atau bersifat vektorial. Sebab itu, hanya bergerak ke luar mitokondria dan ADP harus ke dalam. Ciri tersebut tidak ada padanannya dalam enzimologi.
Translokase utama di mitokondria
Substrat
Mitra ion
Inhibitor
1. ADP
ATP
Atraktilat
2. Suksinat, malat, malonat
Pi
Klorosuksinat atau 2-butil malonat
3. Glutamat
OH-
4-Hidroksiglutamat atau 2-aminoadipat
4. α-ketoglutarat
Malat/malonat
2-Butilmalonat
5. Aspartat
Glutamat atau 2-amminoadipat
6. α-gliserofosfat
Dihidroksiasetonfosfat
7. Fosfat, arsenat, asetat
OH-
p-kloromerkuribenzoat
8. Sitrat, isositrat, atau cis-akonitat
Malat
2-butilmalonat atau benzen-1,2,3 trikarboksilat




Fungsi mitokondria pada lipogenesis

Diketahui bahwa asetil KoA merupakan bakal pada awal sintesis asam lemak rantai panjang. Enzim-enzim pembentuk asam lemak terdapat dalam sitosol; sehingga diperlukan suatu jalur agar asetil KoA yang dihasilkan di dalam mitokondria dari karbohidrat, asam amino atau prekrusor jenis karbohidrat lainnya haru s bisa menemukan jalan untuk masuk ke dalam sitosol.
Keadaan bila gizi berkecukupann dengan glukosa dan asam-amsam amino melebihi keperluan metabolisme aka energi yang berlebihan akan diubah menjadi lemak dan disimpan dalam jaringan adiposa. Transaminasi asam amino langsung menghasilkan zat-antara siklus Krebs sitrat dalam mitokondria.
Sitrat akan dikeluarkan dari mitokondria ke sitosol, di dalam sitosol di mana tempat enzim sitrat liase yang akan memecahnya menjadi oksaloasetat dan asetil KoA.
Oksaloasetat akan diubah ke malat oleh MDH sitosol kemudian malat dengan mudah diangkut kembali ke dalam mitokondria. Asetil KoA yang dihasilkan oleh sitrat liase sekarang dapat digunakan di sitosol untuk biosintesis asam lemak.
Sitrat bukan saja wahana utama untuk mengangkut gugus asetil dari mitokondria ke sitosol; zat ini juga berperan sebagai efektor alosterik yang positif pada langkah pertama biosintesis asam lemak.
Kebanyakan asam amino tidak dapat memasuki daur Krebs langsung melalui transaminasi; akan tetapi diperlukan transformasi metabolik.
Biosintesis asam lemak juga memerlukan NADPH. Fungsi mitokondria pada lipogenesis:
1. Mitokondria menghimpun senyawa-senyawa berkarbon dua atau empat dari
berbagai sumber.
2. Sitrat intramitokondria pada konsentrasi tinggi dengan mudah dikeluarkan ke
dalam sitosol.
3. Sitrat merupakan sumber utama asetil KoA dalam sitosol yaitu sebagai bahan
utama biosintesis asam lemak.
4. Sitrat diperlukan sebagai efektor alosterik dalam tahap pertamanya untuk
biosintesis asam lemak.
5. Konsentrasi ATP yang tinggi menggeser pola oksidasi glukosa ke arah produksi
NADPH yang diperlukan untuk biosintesi s asam lemak.
Fungsi mitokondria pada glukoneogenesis, interkonversi siklus Krebs
Peranannya pada proses glukoneogenesis, proses yang hanya sedikit terdapat pada sedikit jaringan terutama dalam hati dan ginjal.
Glukosa yang dihasilkan melalui jalur ini dapat masuk ke dalam peredaran darah untuk memenuhi kebutuhan jaringan-jaringan seperti otak yang membutuhkan glukosa dalam jumlah besar.
Dengan sedikit modifikasi, jalur ini dapat membuka peluang lain, yaitu kesempatan untuk menimbun glukosa sebagai glikogen dalam hati dan otot rangka.

Terdapat tiga enzim yang memainkan peranan penting dalam proses glukoneogenesis antara lain:
(1) Piruvat karboksilase: mengkatalisi reaksi anaplerotik dengan menghasilkan oksaloasetat; enzim ini mutlak memerlukan asetil KoA untuk mempertahankan kompleks tetramer.
Enzim ini juga peka terhadap inhibisi akhir yang disebabkan oleh ADP. Dengan demikian, enzim mitokondria dengan peran kunci ini diaktifkan oleh muatan energi-tinggi dan asetil KoA, suatu hasil oksidasi asam lemak.
Piruvat karboksilase mengubah piruvat intramitokondria menjadi oksaloasetat. Oksaloasetat akan direduksi menjadai malaat dan setelah itu malat dapat dengan bebas diubah menjadi oksaloasetat.
(2) PEP karboksikinase; enzim monomer yang mengubah oksaloasetat sitosol menjadi PEP.
(3) Piruvat sintase; enzim yang termasuk keluarga oksidoreduktase yang berperan dalam mengubah piruvat + CoA + 2 ferredoxin teroksidasi acetyl-CoA + CO2 + 2 ferredoxin tereduksi+ 2 H+.

Klinis: Keadaan yang menuntut glukoneogenesis mengakibatkan peningkatan sintesis PEP karboksikinase. Puasa, diabetes, atau pengobatan dengan glukokortikoid dapat merangsang sintesis enzim ini.
Fungsi mitokondria pada glukoneogenesis:
1. Asam amino masuk ke dalam mitokondria, tempat enzim daur Krebs mengubah derivat Keto, berasal dari asam tadi menjadi sitrat dan oksaloasetat.
2. Dari oksaloasetat akan dihasilkan malat atau aspartat yang dikeluarkan dari sitosol, tempat rekonversi ke oksaloasetat terlaksana.
3. Piruvat mitokondria terkarboksilasi menjadi oksaloasetat melalui reaksi yang menggunakan asetil KoA sebagai aktivator alosterik.
4. Oksaloasetat akan mengalami dekarboksilasi menjadi PEP yang selanjutnya diubah menjadi glukosa atau glikogen.
Sistem pereduksi ekuivalen
Sistem shuttle (angkut). NAD akan tereduksi ke dalam rantai pernapasan. Sementara itu nukleotida tidak dapat menembus membran dalam mitokondria. Hal tersebut difasilitasi oleh malat-oksaloasetat translokase, atau sistem angkut yang dilakukan dengan menyebrangkan 2H dari sisi satu ke sisi lain membran.
Sistem angkut yang lain bergabung pada pasangan oksidasi-reduksi dihidroksiasetonfosfat dan α-gliserofosfat. Enzim yang berperan mempunyai bentuk ekstramitokondria yang berbeda dan menggunakan FAD sebagai koenzim. FAD  tereduksi, yang langsung akan dirangkaikan dengan rantai pernapasan melalui koenzim Q.
Sistem angkut gliserofosfat-dihidroksiasetonfosfat hanya mampu menghasilkan 2ATP dari satu NADH sitosol, sedangkan 3 ATP dapat dihasilkan oleh penggunaan sistem angkut malat-aspartat.

Ciri siklus Krebs: tertutupnya jalur lemak untuk dapat diubah menjadi glukosa
Ciri siklus Krebs terkait dengan jumlah atom karbon memiliki 2 kekhasan:
1. Masuknya dua karbon ke dalam siklus Krebs sebagai asetil KoA dan keluarnya 2 atom karbon sebagai CO2 memberikan makanya tidak ada hasil bersih atom karbon.
2. Atom karbon yang keluar sebagai CO2 tidak sama dengan yang masuk sebagai asetil KoA.
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 KoAbahan 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
.



BAB III
PENUTUP

1.   KESIMPULAN

*     Siklus Krebs merupakan sarana pengaruh bermacam zat yang berasal dari berbagai jalur metabolisme menjadi beberapa macam zat-antara yang lazim berperan pada jalur katabolisme dan anabolisme
*     Beberapa enzim berperan sebagai alat bantu, mengkatalisis berbagai reaksi anaplerotik untuk mempertahankan dan atau mengisi kembali komponen-komponen siklus Krebs
*     Kepentingan siklus Krebs erat rangkaiannya dengan rantai pernapasan serta dihasilkannya ATP yang diperlukan pada gerakan, transportasi, dan biosintesis


2.   SARAN

            Kejenuhan Siklus Kreb. Siklus Kreb adalah merupakan rangkaian oksidasi lengkap bahan makanan: sebagai sumber ostetik koenzim A, fungsi emfibolik siklus Kreb serta pembentukan energi. Jika kita makan berlebihan maka siklus kreb akan dapat menjadi jenuh sehingga metabolisme akan menjadi tidak normal. Kedaan tersebut berdampak pada keadaan tubuh akan lebih rajin menyimpan eerginya dalam bentuk lemak akibatnya orang cenderung kegemukan dan obesitas yang tentunya berisiko terkena berbagi penyakit degeneratif, atau penyakit yang biasanya bersifat kronis membutuhkan waktu dan biaya banyak untuk penanganannya yang bisa bikin menderita baik yang sakit maupun keluarga yang membiayainya.


DAFTAR PUSTAKA
Prawihartono Slamet dan Sri Hidayati. 2007. Sains Biologi 3 SMA. MA. Jakarta : PT. bumi Aksar
Diambil dari beberapa situs diinternet diantaranya :
http//: bio206_texbook_bionergetik_dan metabolism.pdf
http//:handoutajarsikluskrebs.pdf_adobereader
www.bahanajarsikluskrebs.com



Tidak ada komentar:

Poskan Komentar