Karena senyawa pertama yang terbentuk adalah asam sitrat.

[1]

Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3

rd

_{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 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.

Crebs

Cycle

Dra. Salmah Orbayinah, Apt.,M.Kes

Kamis, 11 Maret 2010 Siklus Krebs disebut juga:

• SIKLUS ASAM SITRAT • SIKLUS KREBS

• SIKLUS ASAM TRIKARBOKSILAT

¤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.

[3]

Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3

rd

_{Chapter ] [ Editor : Anin}

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:

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.

¤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

[5]

Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3

rd

_{Chapter ] [ Editor : Anin}

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

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

Asetyl-KoA

CO2+H2O Hidrogen ATP

RR

Siklus 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.

[7]

Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3

rd

_{Chapter ] [ Editor : Anin}

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

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 -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

[9]

Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3

rd

_{Chapter ] [ Editor : Anin}

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……..

Overview the reaction

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



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

 Jalur awal  anabolisme



Berfungsi dalam katabolisme dan juga anabolisme



amfibolik

a. Katabolisme  memproduksi molekul berenergi

tinggi

b. Anabolisme  memproduksi intermedier untuk

prekursor biosintesis makromolekul

 Berbagai daur mengambil senyawa antara dlm siklus krebs

 berkurang  hrs ada mekanisme utk mengganti senyawa antara tadi  daur anaplerotik

¤

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

b. Letak di matriks

mitokondria

Mechanism of the citrate synthase reaction

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



Dalam keadaan normal



OAA

rendah

di

[11]

Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3

rd

_{Chapter ] [ Editor : Anin}

 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. -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.

[13]

Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3

rd

_{Chapter ] [ Editor : Anin}

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

Suksinat DH

Oksidasi FADH2 pada

Rantai Respirasi

2

Malat DH

Oksidasi NADH pada Rantai

Respirasi

3

Net 12

Siklus Krebs sebagai jalur metabolisme amfibolik

Contoh :

 a-ketoglutarat +alanin  glutamat + piruvat

 oksaloasetat +alanin  aspartat + piruvat

 suksinil ko-A, merupakan prazat untuk biosintesis hem

[15]

Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3

rd

_{Chapter ] [ Editor : Anin}

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 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

[17]

[19]