Siklus Krebs

Siklus Krebs, yang juga dikenal sebagai siklus asam sitrat atau siklus asam trikarboksilat (TCA), adalah serangkaian reaksi kimia yang terjadi di dalam matriks mitokondria pada sel eukariotik. Siklus ini merupakan bagian dari respirasi seluler aerobik, yang berfungsi untuk menghasilkan energi dalam bentuk ATP melalui oksidasi lebih lanjut dari piruvat (produk akhir glikolisis) setelah proses glikolisis.

Siklus Krebs sangat penting karena menghasilkan NADH, FADH₂, dan ATP yang kemudian digunakan dalam rantai transpor elektron untuk menghasilkan lebih banyak ATP, serta menghasilkan CO₂ sebagai produk sampingan.

Langkah-langkah Siklus Krebs:

1. Pembentukan Asam Sitrat:

   • Piruvat (C₃H₄O₃), yang dihasilkan dari glikolisis, diubah menjadi asetil-KoA (C₂H₃O-CoA) oleh enzim piruvat dehidrogenase. Asetil-KoA ini masuk ke dalam siklus Krebs.

   • Asetil-KoA berikatan dengan asam oksaloasetat (C₄H₄O₄) untuk membentuk asam sitrat (C₆H₆O₆), sebuah molekul enam karbon.

2. Isomerisasi Asam Sitrat:

   • Asam sitrat yang terbentuk kemudian mengalami reaksi isomerisasi menjadi asam isositrat, sebuah molekul yang strukturnya hampir identik dengan asam sitrat, tetapi memiliki perbedaan dalam pengaturan ikatan.

3. Dekarboksilasi dan Pembentukan NADH:

   • Asam isositrat kemudian mengalami dekarboksilasi (penghilangan satu atom karbon dalam bentuk CO₂) melalui reaksi enzimatik, menghasilkan α-ketoglutarat (C₅H₆O₆).

   • Selama proses ini, NAD⁺ direduksi menjadi NADH, yang penting untuk tahap selanjutnya dalam rantai transpor elektron.

4. Dekarboksilasi Lanjutan dan Pembentukan NADH:

   • α-Ketoglutarat juga mengalami dekarboksilasi lebih lanjut, menghilangkan satu molekul CO₂ dan membentuk succinyl-CoA (C₄H₆O₂-CoA).

   • Proses ini juga menghasilkan NADH.

5. Sintesis GTP/ATP:

   • Succinyl-CoA diproses lebih lanjut untuk menghasilkan succinic acid (asam suksinat).

   • Selama reaksi ini, satu molekul GTP (guanosin trifosfat) atau ATP (tergantung sel) dihasilkan melalui fosforilasi tingkat substrat.

6. Peningkatan Energi (Pembentukan FADH₂):

   • Asam suksinat kemudian diubah menjadi fumarat (C₄H₄O₄) melalui proses yang melibatkan reduksi FAD (flavin adenin dinukleotida) menjadi FADH₂.

7. Hidrasi Fumarat:

   • Fumarat kemudian terhidrasi (diberi satu molekul air) menjadi malat.

8. Pembentukan Oksaloasetat:

   • Malat kemudian diubah menjadi oksaloasetat (C₄H₄O₄) dengan mengoksidasi malat menjadi produk yang menghasilkan satu molekul NADH.

   • Oksaloasetat yang terbentuk kemudian dapat bergabung dengan asetil-KoA untuk memulai siklus lagi.

Persamaan Kimia Siklus Krebs:

Secara keseluruhan, untuk setiap molekul glukosa (yang menghasilkan dua molekul piruvat), siklus Krebs akan menghasilkan:

2 Asetil-CoA+6NAD++2FAD+2ADP+2Pi⟶4CO2+6NADH+2FADH2+2ATP(atauGTP)\text{2 Asetil-CoA} + 6 NAD⁺ + 2 FAD + 2 ADP + 2 Pi \longrightarrow 4 CO₂ + 6 NADH + 2 FADH₂ + 2 ATP (atau GTP)2 Asetil-CoA+6NAD++2FAD+2ADP+2Pi⟶4CO2​+6NADH+2FADH2​+2ATP(atauGTP)

Produk Utama Siklus Krebs:

• CO₂: Sebagai produk sampingan yang dikeluarkan dalam bentuk gas (dihapus dalam respirasi).

• NADH dan FADH₂: Pembawa elektron yang digunakan dalam rantai transpor elektron untuk menghasilkan lebih banyak ATP.

• ATP/GTP: Energi langsung yang digunakan oleh sel untuk berbagai fungsi metabolik.

• Oksaloasetat: Molekul penghubung untuk memulai siklus baru.

Pentingnya Siklus Krebs:

• Produksi Energi: Siklus Krebs adalah sumber utama pembentukan NADH dan FADH₂, yang kemudian digunakan dalam rantai transpor elektron untuk menghasilkan ATP dalam proses yang disebut fosforilasi oksidatif.

• Penghasil CO₂: Meskipun CO₂ adalah produk sampingan, ia berfungsi sebagai mekanisme pembuangan karbon yang tidak dibutuhkan lagi oleh tubuh.

• Metabolisme Hubungan: Produk dari siklus ini juga terlibat dalam berbagai jalur metabolik lainnya, termasuk sintesis asam amino dan beberapa molekul penting lainnya.

Siklus Krebs adalah bagian sentral dari proses respirasi seluler dan sangat penting untuk produksi energi dalam sel aerobik.