siklus asam sitrat(Siklus TCA, siklus asam sitrat)

english citric acid cycle

ringkasan

  • di semua tumbuhan dan hewan: serangkaian reaksi enzimatik dalam mitokondria yang melibatkan metabolisme oksidatif senyawa asetil untuk menghasilkan senyawa fosfat berenergi tinggi yang merupakan sumber energi seluler.

Ikhtisar

Siklus asam sitrat ( CAC ) - juga dikenal sebagai siklus asam tricarboxylic ( TCA ) atau siklus Krebs - adalah serangkaian reaksi kimia yang digunakan oleh semua organisme aerobik untuk melepaskan energi yang tersimpan melalui oksidasi asetil-KoA yang berasal dari karbohidrat, lemak , dan protein menjadi karbon dioksida dan energi kimia dalam bentuk adenosine triphosphate (ATP). Selain itu, siklus menyediakan prekursor asam amino tertentu, serta agen pereduksi NADH, yang digunakan dalam berbagai reaksi biokimia lainnya. Pentingnya pusat untuk banyak jalur biokimia menunjukkan bahwa itu adalah salah satu komponen paling awal dari metabolisme seluler dan mungkin berasal dari abiogenik. Meskipun dicap sebagai 'siklus', metabolit tidak perlu mengikuti satu rute spesifik saja; setidaknya tiga segmen dari siklus asam sitrat telah diakui.
Nama jalur metabolik ini berasal dari asam sitrat (sejenis asam tricarboxylic, sering disebut sitrat, sebagai bentuk terionisasi yang mendominasi pH biologis) yang dikonsumsi dan kemudian diregenerasi oleh urutan reaksi untuk menyelesaikan siklus. Siklus mengkonsumsi asetat (dalam bentuk asetil-KoA) dan air, mengurangi NAD ke NADH, dan menghasilkan karbon dioksida sebagai produk sampingan limbah. NADH yang dihasilkan oleh siklus asam sitrat diumpankan ke jalur fosforilasi oksidatif (transport elektron). Hasil bersih dari dua jalur yang terkait erat ini adalah oksidasi nutrisi untuk menghasilkan energi kimia yang dapat digunakan dalam bentuk ATP.
Pada sel eukariotik, siklus asam sitrat terjadi pada matriks mitokondria. Dalam sel prokariotik, seperti bakteri, yang tidak memiliki mitokondria, urutan reaksi siklus asam sitrat dilakukan di sitosol dengan gradien proton untuk produksi ATP berada di permukaan sel (membran plasma) daripada membran bagian dalam mitokondria.

Disebut juga siklus asam trikarboksilat (siklus TCA) atau siklus Krebs. Sirkuit yang ditemukan oleh ahli biokimia Inggris Hans Krebs pada akhir tahun 1930-an. Ketika asam piruvat diproduksi dalam sistem reaksi glikolitik dari glukosa atau glikogen dalam sitosol (fraksi sel yang sesuai dengan sitosol) dalam kondisi anaerobik menghasilkan asetil-KoA dalam matriks mitokondria melalui dekarboksilasi oksidatif. Selanjutnya, siklus asam sitrat ini diawali dengan tahap pengembunan dengan oksaloasetat untuk menghasilkan asam sitrat. Setelah gugus asetil didonasikan menjadi oksaloasetat, asetil-KoA diubah menjadi HS-KoA. Setelah kondensasi aldol ini dikatalisis oleh sintase sitrat dan reaksi hidrolisis selanjutnya, asam sitrat diubah menjadi asam isocitric melalui asam cis-aconitic oleh aksi aconitase. Isocitrate kemudian secara oksidatif dekarboksilasi oleh aksi dehidrogenase isocitrate dengan NAD⁺ sebagai koenzim untuk menghasilkan asam α-ketoglutaric. Reaksi ini dikatakan berlanjut dengan asam oksalosuksinat sebagai perantara. Selanjutnya, asam α-ketoglutarat diubah menjadi suksinil-KoA melalui aksi kompleks dehidrogenase asam α-ketoglutarat dengan adanya NAD⁺ dan CoA, dan pada saat yang sama melepaskan CO 2. Suksinil CoA didasarkan pada keterlibatan ortofosfat. asam dan PDB, terjadi pemutusan ikatan tioester oleh aksi sintetase suksinil CoA, asam suksinat, GTP, tetapi CoA dihasilkan, energi bebasG hidrolisis suksinil CoA ° 'hampir sama dengan ATP, mencapai - 8 kkal / mol. Suksinat kemudian diubah menjadi asam fumarat dengan aksi suksinat dehidrogenase dengan FAD sebagai koenzim, dan asam fumarat diubah menjadi asam malat dengan aksi fumarase. Asam malat akan menghasilkan oksaloasetat lagi dengan aksi malat dehidrogenase dengan NAD⁺ sebagai koenzim. Ketika siklus asam sitrat membuat satu revolusi dengan cara ini, keseimbangannya ditunjukkan pada rumus reaksi berikut.

Asetil CoA + 3NAD⁺ + FAD + GDP + Pi + 2H 2 O─ → 2Co 2 + 3NADH + FADH 2 + GTP + 2H⁺ + CoA

Saat menghitung keseimbangan energi, dengan mempertimbangkan langkah-langkah dari siklus asam sitrat ke reaksi fosforilasi oksidatif, hasilnya adalah 36 mol ATP dihasilkan dari 1 mol glukosa seperti yang ditunjukkan pada persamaan berikut. Dari jumlah tersebut, siklus asam sitrat Setelah itu, 34 mol ATP sebenarnya diproduksi.

Glukosa + 36ADP + 36Pi + 36H ⁺ + 6O 2 ─ → 6CO 2 + 36ATP + 42H 2 O

Ini sepenuhnya memahami pentingnya rotasi siklus asam sitrat sebagai metabolisme energi, tetapi selain itu, harus diingat bahwa rotasi ini sangat diperlukan untuk penyediaan zat biologis. Seperti halnya enzim glikolitik, siklus asam sitrat secara otomatis diatur dalam beberapa langkah. Misalnya, kompleks dehidrogenase piruvat dimodifikasi secara kovalen oleh fosforilasi enzimatik untuk mengatur aktivitasnya, dan dehidrogenase isocitrate mengalami aktivasi alosterik oleh ADP. Berlawanan dengan NADH menunjukkan efek penghambatan, NAD⁺, Mg 2 ⁺, mengikat enzim ADP berinteraksi secara kooperatif.
Masanobu Tokushige

Sirkuit TCA, sirkuit Krebs, sirkuit asam tricarboxylic dll juga. Sirkuit paling penting di mana organik seperti gula dan asam lemak sepenuhnya teroksidasi oleh respirasi. Itu ada secara luas tidak hanya pada hewan tetapi juga pada makhluk hidup. Asam piruvat yang dihasilkan oleh glikolisis menjadi asetil CoA, memasuki sirkuit ini, dan bergabung dengan asam oksaloasetat menjadi asam sitrat . Setelah itu, ia mengalami siklus melalui sistem reaksi sirkuit saat menjalani dekarboksilasi dan dehidrogenasi, menghasilkan 3 molekul karbon dioksida, 2 molekul air dan 15 molekul ATP dari 1 molekul asam piruvat. Sekitar 10 jenis enzim terlibat, tetapi mereka ada sebagai kelompok enzim yang disatukan ke mitokondria di sitoplasma, dan mereka dibagi menjadi kelompok dekarboksilase oksidatif dan kelompok dehidrogenase dari sudut pandang tindakan.
Kandungan terkait Aspartic acid | Glyoxylic acid circuit | Krebs | Biotin | Asam fumarat | Linen