SIKLUS KREBS : MAKALAH TEKNOLOGI PRODUKSI BIOMASSA

SIKLUS KREBS : MAKALAH TEKNOLOGI PRODUKSI BIOMASSA - Hallo semuanya Pembaca Berita, Pada postingan berita kali ini yang berjudul SIKLUS KREBS : MAKALAH TEKNOLOGI PRODUKSI BIOMASSA, telah di posting di blog ini dengan lengkap dari awal lagi sampai akhir. mudah-mudahan berita ini dapat membantu anda semuanya. Baiklah, ini dia berita terbaru nya.

Judul Posting : SIKLUS KREBS : MAKALAH TEKNOLOGI PRODUKSI BIOMASSA
Link : SIKLUS KREBS : MAKALAH TEKNOLOGI PRODUKSI BIOMASSA

MAKALAH TEKNOLOGI PRODUKSI BIOMASSA
“SIKLUS KREBS”


OLEH
AMARA FAIZ WRIAHUSNA
14/367219/PN/13822

BAB I
PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Pada metabolisme karbohidrat salah satu substansi yang penting yang akan dipelajari adalah oksidasi glukosa yang disebut dengan respirasi sel. Proses oksidasi ini terjadi secara aerobik. Dimana glukosa ini akan di oksidasi lebih lanjut menjadi energi. Karena glukosa termasuk ke dalam senyawa organik yang mengandung karbon, hidrogen dan oksigen maka dapat dioksidasi secara sempurna menjadi CO2 dan H2O. Selama proses ini energi yang berasal dari senyawa organik sebagian besar dikonversi menjadi panas atau kalor. Di sebagian besar sistem biologi, energy dilepaskan dari molekul, tidak berasal dari pembakaran tetapi oleh kontrol metabolisme oksidasi yang disebut dengan proses respirasi. Oksidasi aerobik glukosa ini memerlukan partisipasi dari tiga proses metabolisme yang saling terkait (Siklus asam sitrat, transpor elektron dan fosforilasi oksidatif) semua proses ini terjadi di mitokondria. Mitokondria sering disebut dengan pabrik energi dari sel.

Salah satu bagian dari sebagian besar proses respirasi sel yaitu oksidasi rantai karbon dari piruvat untuk membentuk ko-enzim dan beberapa ATP. Piruvat yang digunakan dibentuk oleh proses glikolisis, piruvat yang dihasilkan dari proses glikolisis ini tidak dikonversi menjadi laktat, tetapi piruvat ini dioksidasiuntuk membentuk CO2 dan Asetil-KoA yang melalui proses enzimatik. Langkah pertama dalam oksidasi piruvat ini adalah reaksi dekarboksilasi oksidatif yang melibatkan ko-enzim A. Produk dari reaksi ini adalah CO2 dan asetil ko-A.  Dua karbon ditambahkan dari ko-enzim A. Selanjutnya Asetil-Ko-A yang dihasilkan dibawa ke siklus kreb untuk diubah lebih lanjut menjadi ATP (Horton, 2002).

Siklus asam sitrat (siklus kreb, siklus asam dikarboksilat) merupakan rangkaian reaksi didalam mitokondria yang menyebabkan metabolisme residu asetil, dengan membebaskan sejumlah ekuivalen hidrogen yang pada oksidasi menyebabkan pelepasan dan penangkapan sebagian besar energi yang tersedia di bahan bakar jaringan, dalam bentuk ATP. Residu asetil ini berada dalam bentuk asetil-KoA (CH3−CO~S−KoA, asetat aktif) suatu ester koenzim A. Ko-A mengandung vitamin asam pantotenat. Jadi, siklus yang juga dikenal sebagai siklus asam sitrat dan siklus asam trikarboksilat ini merupakan salah satu cara sel mengoksidasi secara total asam piruvat dalam kondisi aerobik. Siklus krebs adalah serangkaian reaksi yang digunakan oleh organisme aerobik untuk menghasilkan energi dari oksidasi molekul asetil-KoA hasil tiga metabolisme karbohidrat utama, Glikolisis, Jalur Pentosa Fosfat, dan Jalur Entner-Doudoroff. Siklus Krebs adalah salah satu tahapan yang penting untuk diketahui dalam respirasi sel.

B. Tujuan

1. Mengetahui pengertian siklus krebs

2. Mengetahui tahapan-tahapan dalam siklus krebs

3. Mengetahui peranan dari siklus krebs

 
BAB II
PEMBAHASAN

Siklus krebs adalah serangkaian reaksi yang digunakan oleh organisme aerobik untuk menghasilkan energi dari oksidasi molekul asetil-KoA hasil tiga metabolisme karbohidrat utama, Glikolisis, Jalur Pentosa Fosfat dan Jalur Entner-Doudoroff. Molekul tersebut akan dioksidasi lebih lanjut untuk mendapatkan energi lebih banyak, tergantung jenis mikroorganisme dan kondisi fisiologi lingkungan. Jadi, siklus yang juga dikenal sebagai siklus asam sitrat dan siklus asam trikarboksilat ini merupakan salah satu cara sel mengoksidasi secara total asam piruvat dalam kondisi aerobik. Siklus asam sitrat ini pertama kali dipelajari oleh ilmuwan peraih hadiah Nobel, Albert Szent-Györgyi pada periode 1930-an dan berhasil mendeteksi salah satu senyawa kunci dari siklus ini yakni asam fumarat. Studi mengenai siklus ini akhirnya berhasil dirampungkan oleh Hans A. Krebs pada tahun 1937 dan para ilmuwan sepakat menamai siklus yang ditemukannya ini siklus krebs. Siklus krebs pertama kali ditemukan oleh Krebs tahun 1937, sehingga disebut “Daur Krebs” (Yerizel, 2010).

Peranan atau fungsi siklus krebs bagi makhluk hidup yang paling utama adalah menghasilkan energi berupa ATP, NADH, dan FADH dari metabolisme biomolekul. Namun, siklus ini juga memiliki beberapa peranan atau fungsi lain yang krusial bagi makhluk hidup. Siklus krebs juga berfungsi sebagai jalur akhir oksidasi Karbohidrat, Lipid, dan Protein. Karbohidrat, lemak dan protein semua akan dimetabolisme menjadi asetil-KoA. Fungsi lain dari siklus krebs adalah :

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 → bakal produk) atau tidak langsung (alosterik) terhadap sistem enzim lain melalui komponen-komponen siklus.

Ciri dari siklus krebs adalah :

1. Siklus Krebs disebut juga siklus asam sitrat karena Asetil KoA bergabung dengan asam oksaloasetat membentuk asam sitrat. Sehingga senyawa pertama yang terbentuk adalah asam sitrat. KoA dilepaskan. Sehingga memungkinkan untuk mengambil fragmen 2C lain dari asam piruvat.

2. Siklus krebs juga disebut SIKLUS ASAM TRIKARBOKSILAT/ (tricarboxylic acid cycle = TCA cycle) atau siklus krebs (-COOH).  Karena hampir di awal-awal siklus krebs, senyawanya tersusun dari asam trikarboksilat. Trikarboksilat itu merupakan gugus asam (-COOH).

3. Proses perubahan asetil Ko-A → H

4. Proses ini terjadi didalam mitokondria di dalam sel-sel jaringan hewan mamalia semua komponen siklus asam sitrat terdapat di dalam matriks mitokondria.

5. Keluar masuknya metabolit daur ini melalui membran mitokondria merupakan proses yg aktif dan terkendali.

6. Pengambilan asetil co-A di sitoplasma dilakukan oleh oksaloasetat → proses pengambilan ini terus berlangsung sampai asetil Ko-A di sitoplasma habis

7. Jika dalam asupan nutrisi kekurangan Karbohidrat → akan kekurangan oksaloasetat.

Tujuan dari siklus krebs adalah :

1. Menjelaskan reaksi-reaksi metabolik akhir yang umum terdapat pada jalur biokimia utama katabolisme tenaga

2. Menggambarkan bahwa CO2 tidak hanya merupakan hasil akhir metabolisme, namun dapat berperan sebagai zat antara, misalnya untuk proses lipogenesis.

3. Mengenali peran sentral mitokondria pada katalisis dan pengendalian jalur-jalur metabolik tertentu, mitokondria berfungsi sebagai penghasil energi

Tempat terjadinya siklus krebs dalam mikroorganisme untuk organisme eukariotik termasuk mikroorganisme eukariotik seperti cendawan (khamir, kapang dan jamur), siklus krebs terjadi pada organel mitokondria, mesin pemanen energi sel. Spesifiknya terletak pada matriks mitokondria. Sedangkan siklus krebs pada organisme prokariotik, terjadi langsung pada sitoplasma sel, karena organisme prokariotik tidak memiliki organel endomembran pengasil energi yakni mitokondria.

Matriks Mitokondria

Gambar 1. Matriks Mitokondria

Sebelum memasuksi siklus Krebs, asam piruvat akan mengalami proses dekarboksilasi oksidatif oleh piruvat dehidrogenase dengan bantuan NAD+ sebagai reduktor yang akan mengoksidasi asam piruvat dan koenzim A. Reaksi tersebut, secara kasar terjadi seperti persamaan dibawah ini :

Asetil-CoA hasil reaksi ini umumnya dapat menjadi prekursor asam amino dan asam lemak (Kim & Gadd, 2008).

Secara lengkap dan singkat, menurut Strayer (1995), proses siklus krebs terjadi sebagai berikut :

1. Penggabungan molekul asetil-KoA dengan oksaloasetat dan membentuk asam sitrat. Enzim yang digunakan dalam reaksi ini adalah enzim asam sitrat sintetase.

Asetil KoA + oksaloasetat + H2O → 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.

2. Tahap kedua yang disebut isomerase sitrat dibantu oleh enzim akonitase yang menghasilkan isositrat. Sitrat diubah menjadi isositrat oleh enzim akonitase yg mengandung Fe++. Caranya adalah, mula-mula terjadi dehidrasi menjadi cis-akonitat ( yg tetap terikat enzim ) kemudian terjadi rehidrasi menjadi isositrat.

3. Enzim isositrat dehidrogenase mengubah isositrat menjadi alfa-ketoglutarat dengan bantuan NADH. Setiap satu reaksi melepaskan satu molekul karbon dioksida. 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) →isozim 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.

4. Alfa ketoglutarat diubah menjadi suksinil-KoA. Reaksi dikatalisasi oleh enzim alfa-ketoglutarat dehidrogenase. 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. Klinis: Reaksi ini dapat dihambat oleh arsenit mengakibatkan akumulasi atau penumpukan α-ketoglutarat.

5. Suksinil-KoA diubah menjadi suksinat dengan mengubah GDP + Pi menjadi GTP. GTP digunakan untuk membentuk ATP. Suksinil KoA→Suksinat Reaksi ini memerlukan ADP atau GDP yg dengan Pi akan membentuk ATP atau GTP. Juga memerlukan Mg++. Reaksi ini merupakan satu-satunya 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.

6. Suksinat yang dihasilkan dari proses sebelumnya akan didehidrogenasi menjadi fumarat dengan bantuan enzim suksinat dehidrogenase. Suksinat + FAD→ Fumarat + FADH2 Reaksi ini tdak lewat NAD. Klinis: dihambat oleh malonat, asam dikarboksilat berkarbon 3. Suksinat dapat tertimbun dan pernapasan terhambat.

7. Terjadi hidrasi yaitu penambahan atom hidrogen pada ikatan karbon ganda (C=C) yang ada pada fumarat sehingga menghasilkan malat. 

Fumarat + H2O → L-Malat

Tidak memerlukan koenzim.

8. Enzim malat dehidrogenase mengubah malat menjadi oksaloasetat. Oksaloasetat yang dihasilkan berfungsi untuk menangkap asetil-KoA, sehingga siklus Krebs akan terus berlangsung. Pada tahap ini juga dihasilkan NADH ketiga dari NAD+.

L-Malat + NAD+  → Oksaloasetat + NADH + H+

Reaksi ini membentuk kembali oksaloasetat. Terdapat 6 isozim MDH, 50% isozim MDH adalah tipe IV. Klinis: kerusakan jaringan seringkali mengakibatkan kenaikan MDH tetapi pemeriksaan MDH tidak lazim dilakukan, karena lebih mudah untuk memeriksa dengan LDH.

Skema Siklus Krebs

Gambar 2. Skema Siklus Krebs

Terdapat regulator yang berupa enzim dalam siklus krebs. Enzim yang Terlibat dalam Siklus Krebs adalah :

1. Citrate synthase : merupakan enzim yang mengawali rangkaian siklus krebs. Enzim ini mengkatalis reaksi pembentukan isositrat dari kondensasi dua molekul beratom karbon dua, asetat yang diturunkan dari molekul asetil-CoA dan molekul beratom empat, oksaloasetat

2. Acotinate hydratase: Adalah enzim yang mengkatalis reaksi isomerasi asam sitrat menjadi isositrat dengan molekul intermediet cis-aconitate

3. Isocitrate dehydrogenase: Enzim ini mengkatalis reaksi dekarboksilasi oksidatif isositrat menjadi alfa-ketoglutarat dan karbon dioksida. Pada reaksi ini juga terjadi pelepasan H+ yang digunakan untuk memproduksi NADH.

Rangkuman Hasil Reaksi dalam siklus krebs adalah adalah CO2 dan beberapa molekul berenergi tinggi seperti NADH, NADPH, FADH dan ATP yang dirangkum dalam persamaan reaksi berikut: Molekul-molekul berenergi tinggi seperti NADH, NADPH dan FADH bukanlah molekul berenergi yang dapat langsung dipakai oleh sel, kecuali dalam proses biosintesis biomolekul. Jadi, tiga molekul tersebut harus direduksi dalam rantai transport elektron untuk menggerakkan proton motion force dan mensintesis ATP. Jumlah Energi (ATP) yang Dihasilkan Dalam Siklus Krebs adalah = 12 ATP

3 NAD+ = 9 ATP

1 FAD = 2 ATP

1 ATP = 1 ATP

Dari seluruh proses diatas, dapat disimpulkan bahwa sebenarnya siklus krebs ini mengubah asetil KoA dan air menghasilkan CO2 dan molekul berenergi tinggi seperti ATP, NADH dan FADH (Moat et al, 2002)

 

BAB III
PENUTUP

A. Kesimpulan

1. Siklus krebs adalah serangkaian reaksi yang digunakan oleh organisme aerobik untuk menghasilkan energi dari oksidasi molekul asetil-KoA hasil tiga metabolisme karbohidrat utama, Glikolisis, Jalur Pentosa Fosfat dan Jalur Entner-Doudoroff. Peranan atau fungsi siklus krebs bagi makhluk hidup yang paling utama adalah menghasilkan energi berupa ATP, NADH, dan FADH dari metabolisme biomolekul. Namun, siklus ini juga memiliki beberapa peranan atau fungsi lain yang krusial bagi makhluk hidup. Siklus krebs juga berfungsi sebagai jalur akhir oksidasi Karbohidrat, Lipid, dan Protein. Karbohidrat, lemak dan protein semua akan dimetabolisme menjadi asetil-KoA. Terdapat delapan tahapan dalam siklus krebs diawali dengan Penggabungan molekul asetil-KoA dengan oksaloasetat dan membentuk asam sitrat dan diakhiri dengan Enzim malat dehidrogenase mengubah malat menjadi oksaloasetat.

 

DAFTAR PUSTAKA

Horton. 2002. Principles Of Biochemistry Third Edition.  Person Education International. Canada.

Kim, B.H., Gadd, M.G. 2008. Bacterial Physiology and Metabolism. Cambridge.

Moat, A.G., Foster, J.W., Spector, M.P. 2002. Microbial Physiology, 4th ed. Wiley-Liss, Inc. New York.

Strayer, L. 1995. Biochemistry. W. H. Freeman And Company. Canada.

Yerizel, E. 2010. Siklus Asam Sitrat Siklus Krebs. Fakultas Kedokteran. Universitas Andalas.

Demikianlah Info postingan berita SIKLUS KREBS : MAKALAH TEKNOLOGI PRODUKSI BIOMASSA

terbaru yang sangat heboh ini SIKLUS KREBS : MAKALAH TEKNOLOGI PRODUKSI BIOMASSA, mudah-mudahan bisa memberi manfaat untuk anda semua. baiklah, sekian info artikel kali ini.

Anda sedang membaca posting tentang SIKLUS KREBS : MAKALAH TEKNOLOGI PRODUKSI BIOMASSA dan berita ini url permalinknya adalah http://nyimakpelajaran.blogspot.com/2017/09/siklus-krebs-makalah-teknologi-produksi.html Semoga info lowongan ini bisa bermanfaat.

Tweet

Subscribe to receive free email updates: