Siklus Krebs atau Siklus Asam Sitrat

            Siklus asam sitrat (bahasa Inggris: citric acid cycle, tricarboxylic acid cycle, TCA cycle, Krebs cycle, Szent-Györgyi-Krebs cycle) adalah sederetan jenjang reaksi metabolisme pernapasan selular yang terpacu enzim yang terjadi setelah proses glikolisis, dan bersama-sama merupakan pusat dari sekitar 500 reaksi metabolisme yang terjadi di dalam sel. Lintasan katabolisme akan menuju pada lintasan ini dengan membawa molekul kecil untuk diiris guna menghasilkan energi, sedangkan lintasan anabolisme merupakan lintasan yang bercabang keluar dari lintasan ini dengan penyediaan substrat senyawa karbon untuk keperluan biosintesis.

Metabolom dan jenjang reaksi pada siklus ini merupakan hasil karya Albert Szent-Györgyi and Hans Krebs.

Pada sel eukariota, siklus asam sitrat terjadi pada mitokondria, sedangkan pada organisme aerob, siklus ini merupakan bagian dari lintasan metabolisme yang berperan dalam konversi kimiawi terhadap karbohidrat, lemak dan protein - menjadi karbon dioksida, air, dalam rangka menghasilkan suatu bentuk energi yang dapat digunakan. Reaksi lain pada lintasan katabolisme yang sama, antara lain glikolisis, oksidasi asam piruvat dan fosforilasi oksidatif.

Produk dari siklus asam sitrat adalah prekursor bagi berbagai jenis senyawa organik. Asam sitrat merupakan prekursor dari kolesterol dan asam lemak, asam ketoglutarat-alfa merupakan prekursor dari asam glutamat, purina dan beberapa asam amino, suksinil-KoA merupakan prekursor dari heme dan klorofil, asam oksaloasetat merupakan prekursor dari asam aspartat, purina, pirimidina dan beberapa asam amino.

Sekilas proses

Siklus asam sitrat dimulai dengan satu molekul asetil-KoA bereaksi dengan satu molekul H₂O, melepaskan gugus koenzim-A, dan mendonorkan dua atom karbon yang tersisa dalam bentuk gugus asetil kepada asam oksaloasetat yang memiliki molekul dengan empat atom karbon, hingga menghasilkan asam sitrat dengan enam atom karbon.

•TAHAPAN REAKSI SIKLUS ASAM SITRAT

         •Tahap 1.                               sitrat sintase

                     Asetil KoA + oksaloasetat + H₂O                      sitrat + KoA-SH

               Merupakan reaksi kondensasi aldol yg disertai hidrolisis dan berjalan searah

        

  • Tahap 2

                    Sitrat diubah menjadi isositrat oleh enzim akonitase yg mengandung Fe⁺⁺ 

               caranya : mula2 terjadi dehidrasi menjadi cis-akonitat ( yg tetap terikat enzim )       

               kemudian terjadi rehidrasi menjadi isositrat

  

•Tahap 3

•Isositrat dioksidasi menjadi oksalosuksinat (terikat en-

   zim) 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⁺         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 dalam mitokondria dan sitosol

 

       •Tahap 4

       •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

       •Reaksi ini dapat dihambat oleh arsenit mengakibatkan akumulasi / penumpukan α-ketoglutarat

     

  •Tahap 5              Suksinat thikonase

       •Suksinil KoA                      menjadi                      Suksinat

       •Reaksi ini memerlukan ADP atau GDP yg dengan Pi akan membentuk ATP atau GTP. Juga memerlukan Mg⁺⁺

       •Reaksi ini merupakan satu2nya 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

      •Tahap 6           Suksinat dehidrogenase

         Suksinat + FAD                menjadi               Fumarat + FADH₂

        Reaksi ini tdak lewat NAD, dihambat oleh malonat

 

      •Tahap 7                Fumarase

        Fumarat + H₂O               menjadi              L-Malat

       •Tahap 8          Malat dehidrogenase

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

        Reaksi ini membentuk kembali oksaloasetat

    •Reaksi total :

       Asetil KoA + 3NAD⁺ + FAD + ADP (atau GDP) + Pi +

   H₂O  menjadi    2CO₂ + KoA-SH + 3 NADH + 3 H⁺ + FADH₂ + ATP ( atau GTP)