Dekarboksilasi
oksidatif piruvat untuk membentuk asetil KoA, yang berlangsung dalam
matriks mitokondria, merupakan penghubung antara glikolisis dengan daur
Krebs.
Piruvat + KoA + NAD+ ------> CO2 + asetll-KoA + NADH + H+
Reaksi tersebut dikatalisis oleh kompleks piruvat dehidrogenase (PDH). Kompleks enzim ini terdiri dari tiga macam enzim, yaitu: Piruvat dehidrogenase, Dehidrolipil transasetilase, dan Dihidrolipoil dehidrogenase. Tiamin pirofosfat (TPP), lipoamida dan FAD bertindak sebagai kofaktor katalitik, di samping KoA dan NAD+ yang merupakan kofaktor stoikiometri.
Selama
proses oksidasi, dihasilkan nikotinamida adenin dinukleotida tereduksi
(NADH) dan flavin adenin dinukleotida tereduksi (FADH2). NADH dan FADH2 digunakan untuk menggerakkan proses fosforilasi oksidatif, dan mengkonversi menjadi ATP.
Jalur oksidasi piruvat menjadi asetil KoA dapat dilihat dalam tahap berikut:
Sitrat Sintase (Enzim Kondensasi)
Reaksi
pertama daur Krebs adalah reaksi kondensasi, yaitu bergabungnya suatu
unit emapt karbon, oksaloasetat, dengan suatu unit dua karbon, gugus
asetil dari asetil KoA. Asetil KoA bereaksi dengan oksaloasetat dan air
menghasilkan sitrat dan KoA. Reaksi ini dikatalisis oleh sitrat sintase.
Akonitase
Sitrat
mengalami isomerasi menjadi isositrat untuk memungkinkanunit enam atom
karbon mengalami dekarboksilasi oksidatif. Isomerasi sitrat berlangsung
melalui tahap dehidrasi diiukuti hidrasi. Hasilnya adalah pertukaran antara H dan OH. Enzim yang mengkatalisis kedua tahap ini disebut akonitase karena sis-akonitat merupakan senyawa antara.
Isositrat Dehidrogenase
Reaksi
pada tahap ini merupakan reaksi pertama dari empat reaksi
oksidasi-reduksi yang terjadi dalam Daur Krebs. Dekarboksilasi oksidatif
isositrat dikatalisis isositrat dehidrogenase.
Senyawa
antara pada reaksi ini adalah oksalosuksinat, suatu asam ?-keto yang
tidak stabil. Pada saat terikat pada enzim, ia melepaskan CO2 membentuk
?-ketoglutarat.
Kompleks a-Ketoglutarat Dehidrogenase
Perubahan isositrat menjadi a-ketoglutarat diikuti oleh reaksi dekarboksilasi oksidatif kedua. a-ketoglutarat mengalami dekarboksilasi oksidatif menjadi suksinil-KoA oleh kompleks enzim a-Ketoglutarat Dehidrogenase.
Suksinil KoA Sintetase (Suksinil Thiokinase )
Pada reaksi konversi suksinil KoA menjadi suksinat oleh enzim suksinil terjadi pemutusan ikatan tioester suksinil KoA yang dirangkaikan dengan fosforilasi guanosin difosfat (GDP). Pada hidrolisis suksinil KoA ini dikeluarkan energi sebesar -8 kkal/mol yang sebanding dengan ?Go’hidrolsis ATP (-7,3 kkal/mol).
Suksinat Dehidrogenase (SDH)
Suksinat dehidrogenase mengkatalisis oksidasi suksinat menjadi fumarat. Sebagai akseptor hidrogen digunakan FAD, buakn NAD+. Digunakannya FAD sebagai akseptor hidrogen dalam reaksi ini, karena perubahan energi bebas tidak mencukupi untuk mereduksi NAD+.
FAD hampir selalu merupakan akseptor elektron dalam reaksi oksidasi
yang memindahkan dua atom hidrogen dari suatu substrat. Suksinat
dehidrogenase, seperti halnya akonitase, merupakan protein belerang-besi
(juga disebut sebagai protein besi nonheme).
Fumarase (fumarate hidratase)
Fumarat mengalami hidrasi stereo-spesifik ikatan rangkap C=C, dikatalisis oleh Fumarat Hidratase (juga dikenal Fumarase), menghasilkan L-Malat.
Malat Dehidrogenase (MDH)
L-Malat
dioksidasi untuk membentuk aksaloasetat, reaksi terakhir dalam Daur
Krebs. Reaksi ini dikatalisis oleh oleh MDH, dan sebagai akseptor
hidrogen adalah NAD+.
Stoikiometri dan Energetika Daur Krebs
Katabolisme Glukosa melalui Glikolisis dan Daur Krebs:
- Tiap molekul Glukosa menghasilkan 2 molekul Piruvat
Glukosa + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi à 2Piruvat + 2NADH + 2H+ + 2H2O +2ATP
- Kerja Pyruvat Dehidrogenase pada Piruvat:
Piruvat + KoA-SH + NAD+ à CO2 + Asetil-KoA + NADH
- Katabolisme Glukosa menjadi:
Glukosa + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi à 2Piruvat + 2NADH + 2H+ + 2H2O +2ATP
2Piruvat + 2KoA-SH + 2NAD+ à 2CO2 + 2Asetil-KoA + 2NADH
2Piruvat + 2KoA-SH + 2NAD+ à 2CO2 + 2Asetil-KoA + 2NADH
Glukosa + 4NAD+ + 2ADP + 2KoA-SH + 2Pi à 2CO2 + 2Asetil-KoA + 4NADH +
2H+ + 2H2O +2ATP
- Pada Sel Hewan, GTP yang terbentuk dalam Daur Krebs akan dikonversi menjadi ATP.
Glukosa + 10NAD+ + 4ADP + 2H2O + 4Pi + 2FAD à 6CO2 + 10NADH + 4ATP + 2FADH2 + 6H+
ATP yang Dihasilkan:
- Oksidasi yang berlangsung sangat eksergonik dan dengan demikian digunakan untuk membentuk ATP dari ADP
- Oksidasi 1 mol NADH menghasilkan 3 mol ATP
- Oksidasi 1 mol FADH2 menghasilkan 2 mol ATP
- Total ATP yang dihasilkan = (10 x 3) + (2 x 2) + 4 = 38 mol ATP per mol Glukosa
thats good
ReplyDelete