Siklus asem sitrat

Siklus asem sitrat ( CAC ) - uga dikenal minangka siklus TCA (siklus asem trikarboksilat) utawa siklus Krébs [1] [2] - minangka serangkaian reaksi kimia sing digunakaké dening èorganisme aerobik kanggo ngeculaké énérgi sing disimpen liwat oksidasi asetil-CoA sing asalé saka karbohidrat, lemak, lan protein. Kajaba iku, siklus kasebut nyedhiyakaké prekursor asem amino tartamtu, uga agén rédhuksi NADH, sing digunakaké ing pirang-pirang reaksi liyane. Pentinge utamané kanggo akèh jalur biokimia sing nuduhaké yen iku salah sawijining komponèn metabolisme sing paling awal lan bisa uga wis ana sacara abiogenik. [3] [4] Sanajan kasebut minangka 'siklus', metabolit ora mung kudu ngetutaké siji rute tartamtu; paling ora telung segmén siklus asem sitrat wis dingerténi.[5]

Ringkesan siklus asem sitrat

Jeneng jalur metabolisme iki asalé saka asem sitrat (asem trikarboksilat, asring diarani sitrat, amarga wujud ionisasi ndominasi ing pH biologis [6]) sing dikonsumsi lan banjur direnovasi dening urutan reaksi iki kanggo ngrampungaké siklus. Siklus kasebut nganggo asetat (ing bentuk asetil-CoA ) lan banyu, nyuda NAD + nganti NADH, ngeculaké karbon dioksida. NADH sing digawe dening siklus asem sitrat diwenehaké menyang jalur fosforilasi oksidatif (transportasi èlèktron). Asil bersih saka rong jalur sing ana gandhengané iki yaiku oksidasi nutrisi kanggo ngasilaké énérgi kimia sing bisa digunakaké ing bentuk ATP. Ing sèl eukariotik, siklus asem sitrat ana ing matrik mitokondrion . Ing sèl prokariotik, kayata bakteri, sing ora duwé mitokondria, urutan reaksi siklus asem sitrat ditindakaké ing sitoskol kanthi gradien proton kanggo prodhuksi ATP sing ana ing permukaan sèl (membran plasma) lan ora ana membran utama mitokondria . Hasil umum senyawa sing ngemot énérgi saka siklus TCA yaiku telung NADH, siji FADH 2, lan siji GTP. [7]

Diagram struktural asetil-CoA : Pérangan warna biru, ing sisih kiwa, yaiku klompok asetil ; perangan sing ireng yaiku koenzim A.

Panemuan siklus asem sitratBesut

Sawetara komponèn lan reaksi siklus asem sitrat digawe ing taun 1930-an kanthi risèt Albert Szent-Györgyi, sing nampa Hadiah Nobel ing Fisiologi utawa Kedokteran taun 1937 khusus kanggo panemune sing ana gandhengané karo asem fumaric, komponèn utama siklus [8] Dhèwèké nemokaké iki kanthi nyinaoni otot dada merpati. Amarga jaringan iki njaga kapasitas oksidatif kanthi apik sawisé rusak ing pabrik "Latapie" lan ngeculaké solusi berair, otot payudara dara kasebut nduweni kualifikasi kanggo panelitian reaksi oksidatif. [9] Siklus asem sitrat dhewe pungkasané diidentifikasi ing taun 1937 dening Hans Adolf Krebs lan William Arthur Johnson nalika ana ing Universitas Sheffield, [10] sing saduré nampa Hadiah Nobel Fisiologi utawa Kedokteran taun 1953, lan kadang siklus kasebut dijenengi (siklus Krebs). [11]

Langkah siklus asem sitratBesut

Rong atom karbon dioksidasi dadi CO 2, énérgi saka reaksi kasebut ditransfer menyang proses metabolisme liyané liwat GTP (utawa ATP), lan uga èlèktron ing NADH lan QH 2 . NADH sing digawe ing siklus asem sitrat mengko bisa dioksidasi (nyumbang èlèktron) kanggo ndorong sintesis ATP ing jinis proses sing disebut fosforilasi oksidatif . [12] FADH 2 ditempelaké kanthi kovalen kanggo succinate dehydrogenase, enzim sing berfungsi loro ing CAC lan rantai transportasi èlèktron mitokondria ing fosforilasi oksidatif. Mula , FADH 2 nggampangaké transfer èlèktron menyang koenzim Q, yaiku akseptor èlèktron pungkasan saka reaksi sing dikatalisis karo sucisinat: komplèks ubiquinone oxidoreductase, uga tumindak minangka penengah ing rantai transportasi èlèktron.[13]

Mitokondria ing kewan, kalebu manungsa, duwé rong sintetis succinyl-CoA : siji sing ngasilaké GTP saka PDB, lan liyané sing ngasilaké ATP saka ADP. [14] Tanduran duwé jinis sing ngasilaké sintetis succinyl-CoA sing mbentuk ADP). [15] Sawetara enzim ing siklus kasebut bisa uga ana gandhengané karo komplèks protein multi-enzim ing matrik mitokondria. [16]

GTP sing digawe dening sintetis succinyl-CoA sing mbentuk GDP bisa digunakaké dening nukleosida-difosfat kinase kanggo mbentuk ATP (reaksi sing dikatalisis yaiku GTP + ADP → GDP + ATP). [17]

Prodhuk saka siklus asem sitratBesut

Prodhuk ing puteran kaping pisanan yaiku siji GTP (utawa ATP ), telung NADH, siji QH 2 lan loro CO 2. Amarga rong molekul asetil-CoA diprodhuksi saka saben molekul glukosa, rong siklus dibutuhaké saben molekul glukosa. Mula, ing pungkasan rong siklus, produké yaiku: rong GTP, enem NADH, loro QH 2, lan papat CO 2.[18]

Katrangan Reaksi Prodhuk
Jumlah réaksi ing siklus asem sitrat yaiku: Acetyl-CoA + 3 NAD + + UQ + PDB + P i + 2 H 2 O → CoA-SH + 3 NADH + UQH 2 + 3 H + + GTP + 2 CO 2
Gabungan reaksi sing ana sajroné oksidasi piruvat karo reaksi asam sitrat, reaksi oksidasi piruvat ing ngisor iki dipikolehi: Ion piruvat + 4 NAD + + UQ + PDB + P i + 2 H 2 O → 4 NADH + UQH 2 + 4 H + + GTP + 3 CO 2
Gabungan réaksi ing ndhuwur karo reaksi glikolisis, réaksi oksidasi glukosa (ora kalebu réaksi ing rantai respirasi): Glukosa + 10 NAD + + 2 UQ + 2 ADP + 2 PDB + 4 P i + 2 H 2 O → 10 NADH + 2 UQH 2 + 10 H + + 2 ATP + 2 GTP + 6 CO 2

Jumlah total molekul ATP sing dipikoléhi sawisé oksidasi lengkap siji glukosa ing glikolisis, siklus asem sitrat, lan fosforilasi oksidatif kira-kira ana ing antarané 30 lan 38. [19]

ParipustakaBesut

  1. Lowenstein JM (1969). Methods in Enzymology, Volume 13: Citric Acid Cycle. Boston: Academic Press. ISBN 978-0-12-181870-8.
  2. Kay J, Weitzman PD (1987). Krebs' citric acid cycle: half a century and still turning. London: Biochemical Society. pp. 25. ISBN 978-0-904498-22-6.
  3. Wagner, Andreas (2014). Arrival of the Fittest (first ed.). PenguinYork. p. 100. ISBN 9781591846468.
  4. Lane, Nick (2009). Life Ascending: The Ten Great Inventions of Evolution. New York: W. W. Norton & Co. ISBN 978-0-393-06596-1.
  5. "Which way does the citric acid cycle turn during hypoxia? The critical role of α-ketoglutarate dehydrogenase complex" (PDF). Journal of Neuroscience Research. 91 (8): 1030–43. August 2013. doi:10.1002/jnr.23196. PMID 23378250.
  6. Voet D, Voet JG (2004). Biochemistry (3rd ed.). New York: John Wiley & Sons, Inc. p. 615.
  7. Lieberman, Michael (2013). Marks' basic medical biochemistry : a clinical approach. Marks, Allan D., Peet, Alisa. (Fourth ed.). Philadelphia: Wolters Kluwer Health/Lippincott Williams & Wilkins. ISBN 9781608315727. OCLC 769803483.
  8. "The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1937". The Nobel Foundation. Dibukak ing 2011-10-26.
  9. Chandramana, Sudeep. (2014). Inclusive Growth And Youth Empowerment: Adevelopment Model For Aspirational India. Journal of Science, Technology and Management. 7. 52–62.
  10. "Metabolism of ketonic acids in animal tissues". The Biochemical Journal. 31 (4): 645–60. April 1937. doi:10.1042/bj0310645. PMC 1266984. PMID 16746382.
  11. "The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1953". The Nobel Foundation. Dibukak ing 2011-10-26.
  12. Voet D, Voet JG (2004). Biochemistry (3rd ed.). New York: John Wiley & Sons, Inc. p. 615.
  13. Stryer L, Berg J, Tymoczko JL (2002). Biochemistry. San Francisco: W. H. Freeman. ISBN 978-0-7167-4684-3.
  14. "Genetic evidence for the expression of ATP- and GTP-specific succinyl-CoA synthetases in multicellular eucaryotes". The Journal of Biological Chemistry. 273 (42): 27580–6. October 1998. doi:10.1074/jbc.273.42.27580. PMID 9765291.
  15. Jones RC, Buchanan BB, Gruissem W (2000). Biochemistry & molecular biology of plants (1st ed.). Rockville, Md: American Society of Plant Physiologists. ISBN 978-0-943088-39-6.
  16. "Organization of citric acid cycle enzymes into a multienzyme cluster". FEBS Letters. 201 (2): 267–70. June 1986. doi:10.1016/0014-5793(86)80621-4. PMID 3086126.
  17. Stryer L, Berg J, Tymoczko JL (2002). Biochemistry. San Francisco: W. H. Freeman. ISBN 978-0-7167-4684-3.
  18. Tim (2016). Biologi untuk SMA kelas XII. Kartasura: CV Willian. p. 56.
  19. "Mitochondrial proton conductance and H+/O ratio are independent of electron transport rate in isolated hepatocytes". The Biochemical Journal. 310 (2): 379–82. September 1995. doi:10.1042/bj3100379. PMC 1135905. PMID 7654171.