Siklus Asam Sitrat (Siklus Krebs)

Siklus asam sitrat, juga disebut siklus Krebs atau siklus asam trikarboksilat, adalah pusat mitokondria utama metabolisme oksidatif. Siklus ini menerima gugus asetil dua karbon dari asetil-KoA, mengoksidasinya sepenuhnya menjadi karbon dioksida, dan dengan demikian mereduksi koenzim NAD+ dan FAD yang memasok elektron ke rantai pernapasan.

Definition

Siklus asam sitrat adalah jalur mitokondria siklik delapan reaksi di mana gugus asetil dari asetil-KoA dikondensasikan dengan oksaloasetat dan dioksidasi menjadi dua molekul CO2, meregenerasi oksaloasetat sambil menghasilkan koenzim tereduksi (NADH dan FADH2) dan satu fosfat berenergi tinggi per putaran.

Scope

Entri ini mencakup urutan siklus delapan langkah dari sintesis sitrat hingga regenerasi oksaloasetat, produknya (koenzim tereduksi, GTP/ATP, dan CO2), peran gandanya dalam produksi energi dan biosintesis, serta regulasinya. Entri ini memperlakukan siklus sebagai topik metabolik dalam biokimia, bukan sebagai panduan klinis.

Core questions

• Bagaimana gugus asetil dari asetil-KoA dioksidasi menjadi karbon dioksida?
• Apa saja produk penghasil energi dari satu putaran siklus?
• Bagaimana siklus ini terhubung dengan rantai transpor elektron?
• Bagaimana siklus ini melayani peran katabolik dan biosintetik?

Key concepts

• Asetil-KoA sebagai molekul masuk
• Kondensasi dengan oksaloasetat untuk membentuk sitrat
• Dua langkah dekarboksilasi yang melepaskan CO2
• Produksi NADH, FADH2, dan GTP/ATP per putaran
• Regenerasi oksaloasetat (sifat siklik)
• Fungsi amfibolik dalam katabolisme dan biosintesis
• Reaksi anaplerotik yang mengisi kembali intermediat

Mechanisms

Setiap putaran dimulai ketika gugus asetil dua karbon dari asetil-KoA berkondensasi dengan oksaloasetat empat karbon untuk membentuk sitrat. Serangkaian reaksi isomerisasi, oksidasi, dan dekarboksilasi kemudian melepaskan dua molekul CO2, mereduksi tiga NAD+ menjadi NADH dan satu FAD menjadi FADH2, serta menghasilkan satu molekul GTP atau ATP melalui fosforilasi tingkat substrat, sambil meregenerasi oksaloasetat sehingga siklus dapat berlanjut. Koenzim tereduksi membawa elektronnya ke rantai transpor elektron, tempat sebagian besar ATP pada akhirnya dibuat. Selain oksidasi, beberapa intermediat siklus ditarik untuk biosintesis; reaksi anaplerotik mengisi kembali intermediat ini sehingga siklus terus berputar, memberinya karakter amfibolik.

Clinical relevance

Karena siklus ini berada di persimpangan metabolisme karbohidrat, lemak, dan asam amino, gangguan pada enzimnya atau pada pasokan intermediatnya dapat memiliki konsekuensi metabolik yang luas, dan mutasi pada enzim siklus tertentu dikaitkan dengan penyakit. Entri ini menjelaskan biokimia dan bukan merupakan dasar untuk diagnosis atau pengobatan individual.

History

Hans Krebs, berdasarkan pengamatan sebelumnya tentang oksidasi asam organik dalam jaringan dan karya Albert Szent-Györgyi tentang katalis pernapasan, merumuskan jalur siklik pada tahun 1937, menunjukkan bahwa oksidasi unit asetil berlangsung melalui urutan asam trikarboksilat dan dikarboksilat yang meregenerasi diri. Penemuan koenzim A oleh Fritz Lipmann kemudian mengklarifikasi bagaimana gugus asetil memasuki siklus, dan jalur ini menjadi landasan biokimia metabolik.

Key figures

• Hans Krebs
• Albert Szent-Györgyi
• Fritz Lipmann

Seminal works

• krebs-1937

Frequently asked questions

Mengapa siklus asam sitrat disebut siklus?

Karena reaksi terakhirnya meregenerasi oksaloasetat, molekul yang memulai urutan; jalur ini kembali ke titik awalnya pada setiap putaran, sehingga sejumlah kecil intermediat dapat memproses banyak gugus asetil.

Apakah siklus asam sitrat secara langsung membuat sebagian besar ATP sel?

Tidak. Setiap putaran hanya membuat satu molekul GTP atau ATP secara langsung; kontribusi energi utama siklus adalah koenzim tereduksi NADH dan FADH2, yang mendorong sebagian besar produksi ATP pada rantai transpor elektron.