Siklus Kerbs

Siklus Krebs atau biasa juga disebut dengan siklus asam sitrat adalah proses utama kedua dalam reaksi pernafasan sel. Siklus Krebs ini ditemukan oleh Hans Krebs (1900-1981). Reaksi pernafasan sel tersebut disebut juga sebagai daur asam sitrat atau daur asam trikarboksilat.

 

Sekilas Proses

Siklus asam sitrat dimulai dengan satu molekul asetil-KoA bereaksi dengan satu molekul H₂O, melepaskan gugus koenzim-A, dan mendonorkan dua atom karbon yang tersisa dalam bentuk gugus asetil kepada asam oksaloasetat yang memiliki molekul dengan empat atom karbon, hingga menghasilkan asam sitrat dengan enam atom karbon.^[4][5]

	Substrat	Produk	Enzim	Reaksi	Keterangan
1	Oksaloasetat + Asetil-KoA	Asam sitrat + CoA-SH + H+	Sitrat sintase	Hidrolisis	Setelah enzim sitrat sintase melepaskan satu ion H+ dari molekul CH3 gugus asetil dari asetil-KoA, molekul CH2- pada gugus asetil tersebut akan bereaksi dengan asam oksaloasetat membentuk metabolit S-sitril-KoA. Reaksi hidrolisis yang terjadi selanjutnya pada gugus koenzim-A akan mendorong reaksi hingga menghasilkan tiga jenis produk.
2	Asam sitrat	cis-Asonitat + H2O	Asonitase	Dehidrasi	Reaksi isomerisasi terjadi dengan dua tahap, enzim asonitase akan melepaskan gugus air dari asam sitrat membentuk metabolit cis-Asonitat, kemudian terjadi penambahan kembali molekul air dengan pergeseran lokasi gugus hidroksil dan menghasilkan isomer asam sitrat.
3	cis-Asonitat + H2O	Isositrat		Hidrasi
4	Isositrat + NAD+	Oksalosuksinat + NADH + H +	Isositrat dehidrogenase	Oksidasi	Enzim isositrat dehidrogenase bersama dengan koenzim NAD+ akan mengubah gugus karboksil menjadi gugus karbonil, membentuk senyawa intermediat yang disebut oksalosuksinat. Eksitasi oleh ion H+ akan menyebabkan oksalosuksinat melepaskan gugus COO- yang tidak stabil dan membentuk senyawa CO2.
5	Oksalosuksinat	Ketoglutarat-α + CO2		Dekarboksilasi
6	Ketoglutarat-α + NAD+ + CoA-SH	Suksinil-KoA + NADH + H+ + CO2	Ketoglutarat-α dehidrogenase	Dekarboksilasi	Kompleks dehidrogenase ketoglutarat-alfa mirip kompleks piruvat dehidrogenase yang menjadi enzim pada transformasi asam piruvat menjadi asetil-KoA. Bersama dengan koenzim NAD+ akan mempercepat oksidasi yang membentuk koenzim baru, disebut suksinil-KoA, yang memiliki ikatan tioester antara koenzim-A dengan gugus suksinil.
7	Suksinil-KoA + GDP + Pi + H2O	Suksinat + CoA-SH + GTP	Suksinil-KoA sintetase	fosforilasi substrat	Senyawa Pi akan menggantikan gugus CoA pada suksinat, kemudian didonorkan ke GDP untuk membentuk GTP. Pada bakteri dan tumbuhan, gugus Pi akan didonorkan ke ADP guna menghasilkan ATP.
8	Suksinat + FAD	Fumarat + FADH2	Suksinat dehidrogenase	Oksidasi	Koenzim FAD akan menarik dua atom hidrogen dari suksinat. Reaksi ini tidak terjadi di dalam matriks mitokondria, tetapi terjadi pada antarmuka antara matriks mitokondria dan rantai transpor elektron yang disebut suksinat dehidrogenase yang melintang pada membran mitokondria bagian dalam, enzim ini sering juga disebut "kompleks II".
9	Fumarat + H2O	Malat	Fumarase	Hidrasi	Reaksi penambahan molekul air pada fumarat akan menjadi gugus hidroksil pada senyawa baru.
10	Malat + NAD+	Oksaloasetat + NADH + H+	Malat dehidrogenase	Oksidasi	Reaksi oksidasi yang terakhir akan mengubah gugus hidroksil menjadi karbonil dan menghasilkan senyawa pertama siklus sitrat, yaitu asam oksaloasetat.

Tahapan Reaksi dalam Siklus Krebs

Siklus Krebs terjadi di mitokondria dengan menggunakan bahan utama berupa asetil-CoA, yang dihasilkan dari proses dekarboksilasi oksidatif. Ada delapan tahapan utama yang terjadi selama siklus Krebs.

1. Kondensasi

Kondensasi merupakan reaksi penggabungan molekul asetil-CoA dengan oksaloasetat membentuk asam sitrat. Enzim yang bekerja dalam reaksi ini adalah enzim asam sitrat sintetase.

2. Isomerase sitrat

Tahapan ini dibantu oleh enzim aconitase, yang menghasilkan isositrat.

3. Produksi CO2

Dengan bantuan NADH, enzim isositrat dehidrogenase akan mengubah isositra menjadi alfa-ketoglutarat. Satu molekul CO2 dibebaskan setiap satu reaksi.

4. Dekarboksilasi oksidatif kedua

Tahapan reaksi ini mengubah alfa-ketoglutara menjadi suksinil-CoA. Reaksi dikatalisasi oleh enzim alfa-ketoglutarat dehidrogenase.

5. Fosforilasi tingkat substrat

Respirasi seluler juga menghasilkan ATP dari tahapan ini. Reaksi pembentukan ATP inilah yang dinamakan dengan fosforilasi, karena satu gugus posfat akan ditambahkan ke ADP menjadi ATP. Pada awalnya, suksinil-CoA akan diubah menjadi suksinat, dengan mengubah GDP + Pi menjadi GTP. GTP tersebut akan digunakan untuk membentuk ATP.

6. Dehidrogenasi

suksinat dehydrogenase.

7. Hidrasi dan regenerasi oksaloasetat

Dua tahapan ini merupakan akhir dari Siklus Krebs. Hidrasi merupakan penambahan atom hidrogen pada ikatan ganda karbon (C=C) yang ada pada fumarat sehingga menghasilkan malat. Malat dehidrogenase mengubah malat menjadi oksaloasetat. Oksaloasetat yang dihasilkan berfungsi untuk menangkap asetil-CoA, sehingga siklus Krebs akan terus berlangsung. Adapun hasil dari Siklus Krebs adalah ATP, FADH2, NADH dan CO2. Siklus akan menghasilkan 2 molekul CO2, yang dilepaskan. Jumlah molekul NADH yang dihasilkan adalah 6 molekul, sedangkan FADH adalah 2 molekul. ATP yang diproduksi secara langsung ada sebanyak 2 molekul, yang merupakan hasil dari reaksi fosforilasi tingkat substrat. FADH2 dan NADH adalah molekul yang digunakan dalam tahapan transpor elektron. Setiap molekul NADH akan dioksidasi lewat transpor elektron sehingga menghasilkan 3 ATP per molekul, sedangkan satu molekul FADH2 menghasilkan 2 molekul ATP.

 http://artikelkimia.com/siklus-krebs-daur-asam-sitrat.html

 https://id.wikipedia.org/wiki/Siklus_asam_sitrat