Fotosintesis

1.      Perbedaan Fotosistem  I dan Fotosistem II:

Fotosistem dapat dibedakan menjadi dua, yaitu fotosistem I dan fotosistem II.

1.      Fotosistem I

• Penyerapan energi cahaya dilakukan oleh klorofil a yang sensitif terhadap cahaya dengan panjang gelombang 700 nm sehingga klorofil a disebut juga P700.
• Fotosistem I mereduksi NADP+ menjadi NADPH dengan menerima electron dari penguraian H2O dari Fotosistem II
• Berdasarkan aliran elektron, fotosistem I bersifat siklis.
• Energi yang diperoleh P700 ditransfer dari kompleks antena.
• Ketika terjadinya proses fotosistem atau penyerapan energi cahaya, klorofil yang dapat diserap adalah klorofil a (P700), yaitu klorofil yang mampu menyerap terutama cahaya merah dan biru-ungu.

2. Fotosistem II

• penyerapan energi cahaya dilakukan oleh klorofil a yang sensitif terhadap panjang gelombang 680 nm sehingga disebut P680.
• P680 yang teroksidasi merupakan agen pengoksidasi yang lebih kuat daripada P700.
• Berdasarkan aliran elektron, fotosistem II bersifat nonsiklis.
• Dengan potensial redoks yang lebih besar, akan cukup elektron negatif untuk memperoleh elektron dari molekul-molekul air.
• Terdapat ATP sintase yang bekerja mengubah ADP dan fosfat anorganik (Pi) menjadi ATP.

2.      Perbedaan reaksi gelap dan reaksi terang dalam fotosintesis:

Reaksi Terang :

Tahap pertama dari system fotosintesis adalah reaksi terang. Reaksi ini memerlukan molekul air . Reaksi ini sangat bergantung kepada ketersediaan sinar matahari. Proses diawali dengan penangkapan foton oleh pigmen sebagai antena. Sinar matahari yang berupa foton yang terbaik adalah sinar merah dan ungu  Pigmen klorofil menyerap lebih banyak cahaya terlihat pada warna ungu (400-450 nanometer) dan merah (650-700 nanometer) dibandingkan hijau (500-600
nanometer). Cahaya hijau ini akan dipantulkan dan ditangkap oleh mata kita sehingga menimbulkan sensasi bahwa daun berwarna hijau. Fotosintesis akan menghasilkan lebih banyak energi pada gelombang cahaya dengan panjang tertentu. Hal ini karena panjang gelombang yang pendek menyimpan lebih banyak energi. Di dalam daun, cahaya akan diserap oleh molekul klorofil untuk dikumpulkan pada pusat-pusat reaksi. Reaksi ini melibatkan beberapa kompleks protein dari membran tilakoid berupa pigmen yang terdiri dari sistem cahaya yang disebut fotosistem.

Dua jenis pigmen yang berfungsi aktif sebagai pusat reaksi atau fotosistem yaitu fotosistem II dan fotosistem I. Fotosistem I dan II sebagai sistem pembawa electron Fotosistem terdapat perangkat komplek protein pembentuk ATP berupa enzim ATP sintase. Fotosistem II terdiri dari molekul klorofil yang menyerap cahaya dengan panjang
gelombang 680 nanometer, sedangkan fotosistem I 700 nanometer. Kedua fotosistem ini akan bekerja secara simultan dalam fotosintesis, seperti dua baterai dalam senter yang bekerja saling memperkuat.

Fotosintesis dimulai ketika cahaya mengionisasi molekul klorofil pada fotosistem II(P.680). Fotosistem II melepaskan elektron yang akan ditransfer sepanjang rantai transpor elektron. Energi dari elektron ini digunakan untuk fotofosforilasi yang menghasilkan ATP , satuan pertukaran energi dalam sel.  Reaksi ini menyebabkan fotosistem II mengalami defisit atau kekurangan elektron yang harus segera diganti. Pada tumbuhan dan alga, kekurangan elektron ini dipenuhi oleh elektron dari hasil ionisasi air yang terjadi bersamaan dengan ionisasi klorofil. Hasil ionisasi air ini adalah elektron dan oksigen. Oksigen dari proses fotosintesis hanya dihasilkan dari air, bukan dari karbon dioksida Pada saat yang sama dengan ionisasi fotosistem II, cahaya juga mengionisasi fotosistem I, melepaskan elektron yang ditransfer sepanjang rantai transpor elektron yang akhirnya mereduksi NADP menjadi NADPH.

Jadi P 700 ( Photosistem I ) menghasilkan NADPH2 , sedang Phoyosistem II (P 680) menghasilkan Oksigen dan ATP . Reaksi terang mengubah energi cahaya menjadi energi kimia, juga menghasilkan oksigen dan mengubah ADP dan NADP⁺ menjadi energi pembawa ATP dan NADPH2. ATP dan NADPH2 inilah yang nanti akan digunakan sebagaienergi dalam reaksi gelap. Reaksi terang terjadi di tilakoid, yaitu struktur cakram yang terbentuk dari pelipatan membran dalam kloroplas.  Membran tilakoid menangkap energi cahaya dan mengubahnya menjadi energi kimia. Jika ada bertumpuk-tumpuk tilakoid, maka disebut grana.

Reaksi Gelap :

Reaksi gelap merupakan reaksi lanjutan dari reaksi terang dalam fotosintesis. Reaksi ini tidak membutuhkan cahaya. Reaksi gelap terjadi pada bagian kloroplas yang disebut stroma. Bahan reaksi gelap adalah ATP dan NADPH, yang dihasilkan dari reaksi terang, dan CO₂, yang berasal dari udara bebas. Dari reaksi gelap ini, dihasilkan glukosa (C₆H₁₂O₆), yang sangat diperlukan bagi reaksi katabolisme. Reaksi ini ditemukan oleh Melvin Calvin dan Andrew Benson, karena itu reaksi gelap disebut juga reaksi Calvin-Benson. Salah satu substansi penting dalam proses ini ialah senyawa gula beratom karbon lima yang terfosforilasi yaitu ribulosa fosfat. Jika diberikan gugus fosfat kedua dari ATP maka dihasilkan ribulosa difosfat (RDP). Ribulosa difosfat ini yang nantinya akan mengikat CO₂ dalam reaksi gelap.

Secara umum, reaksi gelap dapat dibagi menjadi tiga tahapan (fase), yaitu fiksasi, reduksi, dan regenerasi. Pada fase fiksasi, 6 molekul ribulosa difosfat mengikat 6 molekul CO₂ dari udara dan membentuk 6 molekul beratom C6 yang tidak stabil. 6 molekul beratom C6 yang tidak stabil itu kemudian pecah menjadi 12 molekul beratom C3 yang dikenal dengan 3-asam fosfogliserat (APG/PGA).  Selanjutnya, 3-asam fosfogliserat ini mendapat tambahan 12 gugus fosfat, dan membentuk 1,3-bifosfogliserat (PGA 1.3 biphosphat).  Kemudian, 1,3-bifosfogliserat masuk ke dalam fase reduksi, dimana senyawa ini direduksi oleh H⁺ dari NADPH, yang kemudian berubah menjadi NADP⁺, dan terbentuklah 12 molekul fosfogliseraldehid (PGAL) yang beratom 3C.

Selanjutnya terjadi sintesa , 2 molekul fosfogliseraldehid melepaskan diri dan menyatukan diri menjadi 1 molekul glukosa yang beratom 6C (C₆H₁₂O₆). 10 molekul fosfogliseraldehid yang tersisa kemudian masuk ke dalam fase regenerasi, yaitu pembentukan kembali ribulosa difosfat.(RDP/RuBP). Pada fase ini, 10 molekul fosfogliseraldehid berubah menjadi 6 molekul ribulosa fosfat. Jika mendapat tambahan gugus fosfat, maka ribulosa fosfat akan berubah menjadi ribulosa difosfat (RDP),  RDP/RuBP kemudian kembali akan mengikat CO₂ lagi , begitu setrusnya.

Tabel Perbedan Reaksi terang dan Reaksi gelap secara mendasar:

	Reaksi Terang	Reaksi Gelap
Tempat	membran tilakoid kloroplas	stroma kloroplas
Kebutuhan Cahaya	membutuhkan cahaya	tidak membutuhan cahaya
Sistem	fotosistem 1 dan fotosistem 2	siklus Calvin
Proses	eksitasi elektron, fotolisis, fosforilasi siklik dan non siklik.	fiksasi CO2, reduksi,dan Regenerasi senyawa RuBP (menyerap CO2 dari lingkungan dengan enzim Rubisco)
In put	H20 dan klorofil	ATP dan NADPH, yang dihasilkan dari reaksi terang, dan CO2, yang berasal dari udara bebas
Out Put	1.   ATP dan NADPH2 yang dibutuhkan untuk reaksi gelap 2.   Oksigen dihasilkan sebagai zat sampingan (dilepaskan ke lingkungan)	senyawa karbohidrat (amilum atau glukosa)

3.      Siklus Calvin:

Siklus Calvin terdiri atas dua tahap reaksi, yaitu reaksi terang akan menghasilkan produk akhir berupa ATP dan NADPH2 dan reaksi gelap akan menghasilkan gula (karbohidrat), kedua reaksi tersebut terjadi dalam kloroplas yang terdapat di dalam daging daun (mesofil). Tahapan reaksi siklus Calvin adalah karboksilasi, reduksi dan regenerasi sebagai berikut.

Gambar Siklus Calvin

1)   Karboksilasi (Fiksasi) CO₂

CO2 diikat (fiksasi) oleh senyawa rebulosa bifosfat (RuBP) yang memiliki atom C sebanyak 5 (C-5), karena hanya mengikat satu atom C (C-1) maka terbentuk senyawa RuBP dengan atom C sebanyak 6 (C-6) dalam keadaan yang tidak stabil dan pecah menjadi 2 senyawa gliseraldehid 3-fosfat (G3P).

2)   Reduksi

Selanjutnya 2 senyawa gliseraldehid 3-fosfat (G3P) bereaksi dengan ATP, membentuk asam fosfogliseraldehid yang masih berikatan dengan H2

berasal dari NADPH2. Siklus reaksinya harus berjalan 3 kali, baru terbentuk hasil akhir yaitu 6 senyawa gliseraldehid 3-fosfat (G3P).

3)   Regenerasi

Regenerasi atau pembentukan kembali senyawa rebulosa bifosfat (RuBP) digunakan untuk mengikat CO₂. Pembentukan kembali senyawa rebulosa bifosfat (RuBP) dan pecah menjadi 2 senyawa (G3P) bereaksi dengan ATP membentuk asam fosfogliseraldehid dan NADPH2. Siklus reaksinya berjalan 3 kali, dan kembali regenerasi lagi. Jadi untuk membentuk 1 molekul glukosa maka dibutuhkan sebanyak 6 kali siklus (siklus Calvin) dengan menangkap sebanyak 6 molekul 6CO2, reaksinya sebagai berikut.

6CO₂ + 6H₂O ———> C6H₁₂O6 + 6O₂

SIKLUS KREBS - BIOKIMIA

• Siklus Krebsdisebut juga: SIKLUS ASAM SITRAT Karena senyawa pertama yang terbentuk adalah asam sitrat.
• Siklus krebs juga disebut 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.Hans Krebs, seorang ahli biokimia terkenal, yang menemukan metabolisme karbohidrat juga.

Fungsi utama siklus Krebs adalah merupakan jalur akhir oksidasi Karbohidrat , Lipid dan Protein. Karbohidrat , lemak dan protein semua akan dimetabolisme menjadi Asetyl-KoA.

Visi dan Misi dari Jalur respirasi ini adalah menghasilkan energi.

• Jadi Kalau kita mengkonsumsi karbohidrat di dalam mulut akan dicerna jadi maltose (oleh ptyalin) dan hasil akhirnya adalah glukosa di dalam duodenum maka akan masuk ke sel mengalami glikolisis , yang nantinya hasil akhirnya asam piruvat apabila suasana sitoplasma tempat terdapatnya asam piruvat itu aerob sehingga mitocondria dipastikan penuh oksigen maka asam piruvat akan meneruskan proses perubahan menjadi asetyl Co.A dalam Pra Siklus krebs ( dekarbosilasi oksidatif). begitu juga pada lipid yang kemudian menjadi asam lemak dan gliserol.Asam lemak dipecah à asetyl Co.A, mengalami proses yang namanya lipolisis. Protein diubah menjadi asam amino kemudian menjadi asetyl Co.A pada awal siklus krebstersebut OK 
• Dari diagram diatas terbentuknya Asetil Coa sangat strategis mempunyai peran utama pada glukoneogenesis (pembentukan Glikogen) , transaminasi, deaminasi ( penguraian protein / gugus amino ) dan lipogenesis (Pembentukan lemak)
  
• 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 tetapi lemak atau protein .OK
• Hal ini merupakan salah satu mekanisme tubuh dalam upaya mempertahankan kadar glukosa dalam keadaan normal.
• untuk vitamin , minral dan air sama sekali tidak bisa digunakan dalam hal ini
• Glukosa sangat penting untuk tubuh karena sumber energi utama otak dan sel darah merah.
• Setelah makan, kadar glukosa akan meningkat, maka mekanisme utamanya adalah terjadi Glikolisis.
• Sebaliknya 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 akan terjadi proses glikogenesis di hati memerlukan insulin dari pancreas.
• Sebaliknya, kalau dalam keadaan lapar, puasa, aerobik atau exercise gitu, maka kebutuhan glukosa akan meningkat, sehingga simpanan glukosa akan dipecah melalui proses glikogenolisis. ( pembongkaran Glikogen menjadi Glukosa di hati dengan bantuan Adrenalin / Glukagon

• Jadi Inti dari metabolisme karbohidrat adalah untuk mempertahankan kadar glukosa dalam keadaan normal. OK
• Agar tahu saja Kadar normal glukosa dalam darah à sekitar 80-126, di bawah kadar itu maka akan menderita hipoglikemia, di atas kadar itu disebut hiperglikemia ( pada penderita diabetes melitus)

• Jadi bisa diartikan bahwa Proses glukoneogenesis ini jelas jelas melibatkan melibatkan

1. Siklus krebs.
2. Transaminasi Adalah suatu proses pemindahan gugus atau pertukaran gugus amino (alfa-amino) menjadi gugus keto (alfa-keto) atau sebaliknya.

• Contoh gugus alfa-amino menjadi asam-asam amino (glutamat, aspartat, dll)

Agar benar benar memahami ternyata asama amino tersusun atas macam-macam asam amino:

1. Asam amino esensial
2. asam amino non esesnsial

• Asam amino essensial asam amino diperlukan tubuh tapi tubuh tidak bisa membentuk
• Contoh Asam amino essensial: fenilalanin, isoleusin, leusin, lisin, metionin, triptofan, treonin dan valin, arginin dan histidin

• Asam amino non essensial yaitu diperlukan tubuh tapi tubuh bisa membentuk
• contoh: alanin, asparagin, aspartat, sistein, glutamat, glutamin, glisin, hidroksiprolin, hidroksilisin, prolin, serin, dan tirosin.

• Untuk proses transminasi pembentukan asam aminonya adalah asam amino non essensial. Jadi proses transminasi itu bisa disebut juga proses pembentukan asam amino dari asam alfa-keto.

• Contoh alfa-keto yang mempunyai gugus CO (asam alfa-keto glutarat, asam oksaloasetat)

• Yang utama di transaminasi adalah alfa-ketoglutarat dan oksalo asetat

Deaminasi

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.
• kemudian kenapa di urine ada amoniak? Darimanakah amoniak urine? Amoniak diproduksi di ginjal, dengan tujuan agar terjadi keseimbangan asam basa.
• Jadi sebenarnya hasil akhirnya amoniak, tapi karena bersifat toksik, si amoniak itu dibawa ke hepar untuk diubah menjadi urea. Intinya produk akhir dari protein adalah urea.

•  
• Jadi sebenarnya hasil akhirnya amoniak, tapi karena bersifat toksik, si amoniak itu dibawa ke hepar untuk diubah menjadi urea. Intinya produk akhir dari protein adalah urea.

• Jika ada gangguan pada ginjal maka dipastikan amoniak menumpuk, apa yang terjadi? maka terjadi keracunan amoniak.
• Solusinya gimana?
• Tentu kita harus mengkonsumsi makanan yang rendah protein. Supaya kadar amoniak yang dihasilkan nggak jadi banyak.OK

LIPOGENESIS

• Lipogenesis adalah proses pembentukan lemak.
• Substrat lipogenesis àdalah asetyl Co.A
• Asetyl Co.A diperoleh dari glikolisis yang berlanjut ke Dekarboksilasi Oksidatif

• Orang yang mengkonsumsi karbohidrat tinggi, maka di dalam tubuh akan diubah menjadi lemak.
• maka Ga heran orang yang banyak makan bisa ndut. hehe tentu ini sama seperti sapi yang hanya makan karbohidrat ( sellulosa ) dalam rumput ternyata sapi juga berlemak

Jadi dengan kita makan itu kita Menyediakan substrat untuk rantai respirasi (dalam bentuk hidrogen atau elektron).

• 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 CO_2­, yang kemudian dibuang sebagai udara ekspirasi
• Ketika kita menghirup O₂ dan O₂ digunakan untuk proses oksidasi maka O₂ dibawa oleh Hb ke sel kemudian di dalam sel O₂ digunakan untuk proses pembakaran—membakar sumber-sumber energi, baik karbohidrat, lemak maupun protein yang kemudian hasilnya CO₂
• CO₂ ini kemudian diangkut kembali melalui paru-paru tubuh untuk di expirasi .
• Tetapi tidak semua CO₂ dibuang, ada beberapa atau sebagian kecil digunakan untuk proses pembentukan lemak.
• Karena pembentukan lemak mutlak membutuhkan CO_2­.
• Hasil dari siklus krebs àdalah CO₂, ATP, ion hidrogen atau reducing ekivalen (agen pereduksi) yang diikat oleh FAD dan NAD

• Jadi Kalau O₂ itu sebagai agen pengoksidasi.
• sedang Ion hidrogen à bahan untuk respirasi seluler.

SIKLUS KREBS

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 Siklus Krebs

• Menjelaskan reaksi-reaksi metabolik akhir yang umum terdapat pada jalur biokimia utama katabolisme tenaga
• Menggambarkan bahwa CO2 tidak hanya merupakan hasil akhir metabolisme, namun dapat berperan sebagai zat antara, misalnya untuk proses lipogenesis.
• Mengenali peran sentral mitokondria pada katalisis dan pengendalian jalur-jalur metabolik tertentu, mitokondria berfungsi sebagai penghasil energi.

Fungsi

• Menghasilkan sebagian besar CO₂
• Metabolisme lain yang menghasilkan CO₂ misalnya jalur pentosa phospat atau P3 (pentosa phospat pathway) atau kalau di harper heksosa monofosfat.
• Sumber enzym-enzym tereduksi yang mendorong RR ( Rantai Respirasi)
• Merupakan alat agar tenaga yang berlebihan dapat digunakan untuk sintesis lemak sebelum pembentukan TG untuk penimbunan lemak
• Menyediakan prekursor-prekursor penting untuk sub-sub unit yang diperlukan dalam sintesis berbagai molekul
• Menyediakan mekanisme pengendalian langsung atau tidak langsung untuk lain-lain sistem enzym

Daur Siklus Krebs

• Karbohidrat , Protein dan Lemak /Lipid akan dimetabolisme yang hasil akhirnya menjadi asetyl Co-A, dimana asetyl Co-A merupakan substrat untuk siklus krebs.
• Kemudian dari siklus krebs dihasilkan CO₂, Hidrogen (FAD NAD) dan ATP.
• Hidrogen (reducing ekivalen) merupakan substrat untuk rantai respirasi (RR).
• Siklus krebs harus berjalan dalamSiklus Asam Sitrat (Siklus Krebs)

Glikolisis akan menghasilkan 3 macam molekul:

• 2 molekul ATP yang langsung menjadi sumber energi
• 2 molekul NADH yang akan masuk ke dalam jalur transport elektron untuk menghasilkan ATP
• 2 molekul piruvat yang akan masuk ke dalam siklus Krebs

Mari kita lihat lebih detail mengenai siklus Krebs, langkah demi langkah. Sebelum masuk ke siklus Krebs, 1 molekul piruvat akan diubah menjadi Asetil-CoA dengan bantuan enzim Pyruvate Dehidrogenase. Pada proses tersebut, satu molekul CO2 dan dan satu atom H akan dilepaskan dari piruvat, serta satu molekul CoA (coenzym A) akan ditambahkan. Atom H akan ditangkap oleh NAD+ dan menghasilkan NADH. Asetil-CoA kemudian masuk ke dalam siklus Krebs dengan langkah sebagai berikut:

• Asetil akan dilepaskan dari Asetil-CoA, kemudian digabungkan ke oksaloasetat untuk membentuk sitrat dengan penambahan air. Proses tersebut dikatalisasi oleh enzim citrate synthase.
• Sitrat kemudian diubah menjadi isositrat dengan bantuan enzim acotinase.
• Isositrat akan diubah menjadi alfa-ketoglutarat dengan melepaskan satu molekul CO2 dan satu atom H. Atom H akan ditangkap oleh NAD+ untuk membentuk NADH. Proses tersebut dikatalisasi oleh enzim isocitrate dehydrogenase.
• Alfa-ketoglutarat kemudian diubah menjadi suksinil-CoA dengan melepaskan satu molekul CO2 dan satu atom H serta menempelkan satu molekul CoA. Atom H akan ditangkap oleh NAD+ untuk membentuk NADH. Enzim yang berperan adalah alpha-ketoglutarate dehydrogenase.
• Suksinil-CoA lalu diubah menjadi suksinat oleh enzim Succinyl-CoA synthetase. Pada proses ini molekul CoA akan dilepaskan, selain itu terdapat satu atom P yang ikut dalam reaksi dan kemudian akan ditangkap oleh ADP untuk membentuk ATP.
• Langkah selanjutnya adalah perubahan suksinat menjadi Fumarat oleh enzim succinate dehydrogenase. Dua atom H akan dilepaskan dan ditangkap oleh FAD+ untuk membentuk FADH2.
• Fumarat lalu diubah menjadi malat oleh fumarase dengan penambahan air.
• Malat kemudian akan diubah kembali menjadi oksaloasetat oleh enzim malate dehydrogenase. Satu atom H dilepaskan pada proses tersebut dan ditangkap oleh NAD+ untuk membentuk NADH.

Hasil akhir dari siklus Krebs saja dari 1 molekul piruvat adalah 3 molekul NADH, 1 molekul FADH2, dan 1 molekul ATP. Namun kalau ditambah NADH yang dihasilkan pada perubahan piruvat menjadi asetil-CoA, maka total NADH yang dihasilkan adalah 4 molekul. Untuk jelasnya silahkan lihat gambar berikut:



Keterangan:

• Substrat siklus krebs adalah asetyl Co-A.
• Asetyl Co-A akan bereaksi dengan oksalo asetat (OAA) à hasilnya sitrat
• Asam sitrat rumusnya beda dengan asam askorbat (vitamin C), kalau vitamin C itu rumusnya lebih mirip glukosa. Manusia tidak bisa menghasilkan vitamin C karena ada suatu reaksi yang terputus dimana manusia itu tidak mempunyai enzim L-glunoluase oksidase yang mengoksidasi glukosa menjadi vitamin C.
• Dari isositrat ke alfa-ketoglutarat membebaskan CO₂ dan NADH (koenzim).
• Kalau menghasilkan NADH pasti membutuhkan NAD.
• NAD à dalam bentuk teroksidasi
• NADH à dalam bentuk tereduksi
• NAD merupakan derivat vitamin B₃.

1. B₁ à thiamin
2. B₂ à riboflavin
3. B₃ à niasin

• Koenzim yang terkait dengan ATP hanya vitamin B₂ dan B₃.
• Kekurangan vitamin B akan mengganggu metabolisme energi.
• NADH à enzimnya isositrat dehidrogenase.
• NADH akan masuk ke rantai respirasi melepaskan hidrogen dan menghasilkan 3 ATP. Sedangkan FADH menghasilkan 2 ATP
• Dekarboksilasi oksidasi à melepaskan CO₂.
• Dari alfa-keto menjadi suksinil Co-A à 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 à 12 ATP.
• Glikolisis à 2 asetyl Co-A
• Lemak à 8 asetyl Co.A
• 1 mol glukosa à 2 kali putaran
• 1 mol lemak à 8 kali putaran
• Karbohidrat disimpan di dalam becak-bercak sitoplasma di dalam hepar.
• Hepar dapat bertahan menyimpan glikogen à 0,5 gram
• 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 à dimana semua makromolekul dikatabolis (Karbohidrat, Lipid dan Protein)
• Untuk kelangsungannya membutuhkan : NAD, FAD, ADP, Pyr (piruvat) dan OAA
• Menghasilkan senyawa intermedier yg penting à asetil Co A, a KG & OAA
• Asam amino yang dihasilkan dari alfa-ketoglutarat melalui proses transamnasi à glutamat. Kalau asam oksaloasetat à 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 à katabolisme à mengubah KH à asetyl Co.A
• Jalur awal à anabolisme
• Berfungsi dalam katabolisme dan juga anabolisme à amfibolik
• Katabolisme à memproduksi molekul berenergi tinggi
• Anabolisme à memproduksi intermedier untuk prekursor biosintesis makromolekul

Jadi Dalam setiap siklus:

• 1 gugus asetil ( molekul 2C) masuk dan keluar sebagai 2 molekul CO₂
• Dalam setiap siklus : OAA digunakan untuk membentuk sitrat à setelah mengalami reaksi yang panjang à kembali diperoleh OAA
• Terdiri dari 8 reaksi : 4 mrpkn oksidasi à dimana energi à digunakan utk mereduksi NAD dan FAD
• Dihasilkan: 2 ATP, 8 NADH, 2 FADH₂
• Tidak diperlukan O₂ pada TCA, tetapi digunakan pada Fosforilasi oksidatif à untuk memberi pasokan NAD, shg piruvat dapat di ubah menjadi Asetil Co A

Glikolisis vs SIKLUS KREBS( TCA )

GLIKOLISIS	SIKLUS KREBS
a. Reaksi berjalan linier b. Lokasi di sitoplasma	a. Reaksi siklis b. letak di matriks mitokondria

PROSES KIMIAWI PENGIKATAN ASETIL CoA OLEH OKSALO ASETAT MENJADI SITRAT

BERIKUT RUMUS BANGUN SENYAWA YANG TERLIBAT DALAM SIKLUS KREBS

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. Alfa-ketoglutarat

Melalui proses transaminasi menghasilkan asam amino glutamat.

Purin à 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.

3. Succynil Co-A

• Digunakan untuk mensitesis hem. Hem+protein globin à hemoglobin.
• Kalau di dalam tanaman, succynil Co-A digunakan untuk pembentukan klorofil.
• Rumus hem dan rumus klorofil sama persis, bedanya kalau hem mengikat logam di tengahnya adalah Fe, sedangkan klorofil logam di tengahnya adalah Mg.

• Oksalo asetat

Melalui proses transaminasi, enzimnya transaminase menjadi aspartat, purin dan pirimidin.

PEMBEBASAN ATP oleh Siklus Krebs

• Siklus Krebs sebagai jalur metabolisme amfibolik
• Disebut amfibolik à anabolisme dan katabolisme.
• Contoh :

1. a-ketoglutarat +alanin à glutamat + piruvat
2. oksaloasetat +alanin à aspartat + piruvat
3. suksinil ko-A, merupakan prazat untuk biosintesis hem
4. Reaksi Siklus Krebs sebagai Jalur Metabolisme Amfibolik

• 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 oksaloasetat
• 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 /siklus krebs digunakan sbg prekursor biosintesis lainnya

Konsentrasi intermedier à turun à memperlambat kecepatan TCA Ada 5 reaksi :

1. Piruvat menjadi OAA dgn enzim piruvat karboksilase
2. PEP menjadi OAA dgn enzim PEP karboksikinase
3. PEP menjadi OAA dgn enzim PEP karboksilase
4. Piruvat menjadi malat dg enzim malat
5. Reaksi transaminasi : aspartat menjadi OAA dan glutamat menjadi a-ketoglutarat

Sekali lagi dalam Siklkus Krebs kita bisa ketahui

Jalur metabolisme daur asam trikarboksilat (asam sitrat) pertama diketemukan oleh Krebs (1937).

• Oleh karena itu, jalur ini disebut pula daur Krebs. Jalur daur ini merupakan ajlur metabolisme yang utama dari berbagai senyawa hasil metabolisme, yaitu hasil katabolisme karbohidrat, lemak, dan protein.

• Asetil ko-A (sebagai hasil katabolisme lemak dan karbohidrat), oksalasetat, fumarat, dan α-ketoglutarat (sebagaihasil katabolismeasam amino dan protein), masuk kedalam daur Krebs untuk selanjutnya dioksidasi melalui beberapa tahap reaksi yang kompleks menjadi CO2, H2O dan energi ATP.
• Kegiatan daur asam tri karboksilat terdapat dalam sel hewan, tumbuhan, dan jasad renik yang aerob dan merupakan metabolisme penghasil energi yang utama. Jasad yang anaerob tidak menggunakan metabolisme daur ini sebagai penghasil energinya.

• Daur Krebs merupakan bagian rangkaian proses pernafasan yang panjang dan kompleks, yaitu oksidasi glukosa menjadi CO2dan H2O serta produksi ATP.
• Proses pernafasan terdiri dari 4 tahap utama:

1. glikolisis (oksidasi glukosa menjadi piruvat)
2. konversi piruvat ke asetil ko-A
3. daur Krebs dan
4. proses pengangkutan elektron melalui rantai pernafasan yang dirangkaikan degan sintesis ATP dari ADP = Pi melalui proses fosforilasi bersifat oksidasi.

• Didalam sel eukariota, metabolisme asam trikarboksilat berlangsung didalam mitokondrion. Sebagian enzim dalam metabolisme ini terdapat di dalam cairan matriks dan sebagian lagi terikat pada bagian dalam membran mitokondrion.