Biokimia Dian Husada: Sumber ostetik Ko A

Sumber ostetik Ko 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 àbakal 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

a) Kompleks PDH bertindak atas besar muatan energi sel. Bila konsentrasi ATP tinggi, glikolisis semakin lambat dan aktivitas kompleks PDH menurun

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.

Tahapan Reaksi Siklus Krebs

Tahap 1. sitrat sintase (hidrolisis)

Asetil KoA + oksaloasetat + H2Oà sitrat + 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) àisozim 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

è Klinis: Reaksi ini dapat dihambat oleh arsenit mengakibatkan akumulasi / penumpukan α-ketoglutarat

Tahap 5. suksinat thikonase (fosforilasi tingkat substrat)

Suksinil KoAàSuksinat

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 + FADà Fumarat + FADH2

Reaksi ini tdak lewat NAD,

è Klinis: dihambat oleh malonat, asam dikarboksilat berkarbon 3. Suksinat dapat tertimbun dan pernapasan terhambat

Tahap 7. Fumarase (dehidrasi)

Fumarat + H2Oà L-Malat

Tidak memerlukan koenzim

Tahap 8. Malat dehidrogenase

L-Malat + NAD+ àOksaloasetat + NADH + H+

Reaksi ini membentuk kembali oksaloasetat

Terdapat 6 isozim MDH, 50% isozim MDH adalah tipe IV

è 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