CITRIC ACID CYCLE (SIKLUS ASAM SITRAT / SIKLUS KREBS) - BIOCHEMISTRY

Siklus Asam Sitrat (english: Citric Acid Cycle) atau Siklus Krebs merupakan rangkaian proses kimiawi respirasi sel yang terjadi secara aerob di matriks mitokondria setelah proses Glikolisis. Sebelum masuk ke Siklus Krebs, mula-mula piruvat (hasil dari glikolisis) dioksidasi menjadi Acetyl-CoA dan CO₂ oleh pyruvate dehydrogenase complex (PDC). Proses pengubahan piruvat menjadi Acetyl-CoA ini biasa dikenal dengan Dekarboksilasi Oksidatif (Oxidative Decarboxylation of Pyruvate). Kemudian, gugus asetil berkarbon dua dari Acetyl-CoA bertemu dengan Oxaloacetate membentuk asam sitrat (citric acid). Karena senyawa pertama yang dibentuk adalah asam sitrat, maka siklus ini juga dikenal dengan nama siklus asam sitrat (ctric acid cycle). Produk yang dihasilkan dari siklus ini adalah 2 ATP, 6 NADH, 2 FADH₂ dan 4 CO₂.

TAHAP-TAHAP SIKLUS ASAM SITRAT

Mula-mula piruvat yang merupakan hasil dari glikolisis dioksidasi oleh pyruvate dehydrogenase complex (PDC) menjadi Acetyl-CoA. Acetyl-CoA inilah yang menjadi prekursor siklus asam sitrat.

1. Oxaloacetate + Acetyl-CoA + H₂O ------> Citrate + CoA-SH

Dikatalisasi oleh enzim Citrate Synthase. Tipe Reaksi: Aldol Condensation, irreversible. extends the 4C oxaloacetate to 6C molecule.

2. Citrate ------> cis-Aconitate + H₂O 

Dikatalisasi oleh enzim Aconitase. Tipe reaksi: Dehydration, reversible isomeration.

3. cis-Aconitate + H₂O ------> Isocitrate

Dikatalisasi oleh enzim Aconitase. Tipe reaksi: Hydration, reversible isomeration.

4. Isocitrate + NAD⁺ ------> Oxalosuccinate + NADH + H⁺ 

Dikatalisasi oleh enzim Isocitrate Dehydrogenase. Tipe reaksi: Oxidation, membentuk NADH (setara dengan 3 ATP).

5. Oxalosuccinate ------> α-Ketoglutarate + CO₂ 

Dikatalisasi oleh enzim Isocitrate Dehydrogenase. Tipe reaksi: Decarboxylation.

6. α-Ketoglutarate + NAD⁺ + CoA-SH ------> Succinyl-CoA + NADH + H⁺ + CO₂ 

Dikatalisasi oleh enzim α-Ketoglutarate Dehydrogenase. Tipe reaksi: Oxidative Deacrboxylation, membentuk NADH (setara dengan 3 ATP).

7. Succinyl-CoA + GDP + Pi ------> Succinate + CoA-SH + GTP

Dikatalisasi oleh enzim Succinyl-CoA Synthetase. Tipe reaksi: Substrate-level Phosphorylation, membentuk 1 ATP (setara dengan reaksi kondensasi GDP + Pi dan hirolisis Succinyl-CoA melibatkan H₂O, untuk menyeimbangkan persamaan reaksi).

8. Succinate + Ubiquinone (Q) ------> Fumarate + Ubiquinol (QH₂)

Dikatalisasi oleh enzim Succinate Dehydrogenase. Tipe reaksi: Oxidation, menggunakan FAD sebagai gugus prostetik (FAD ------> FADH₂ pada awal reaksi) dalam enzim. Membentuk  FADH₂ (setara dengan 2 ATP).

9. Fumarate + H₂O ------> L-Malate
Dikatalisasi oleh enzim Fumarase. Tipe reaksi: Hydration.

10. L-Malate + NAD⁺ ------> Oxaloacetate + NADH + H⁺ 
Dikatalisasi oleh enzim Malate Dehydrogenase. Tipe reaksi: Oxidation, reversible. Membentuk NADH (setara dengan 3 ATP).

Enzim-enzim yang berperan dalam Siklus Asam Sitrat :
Citrate Synthase
Aconitase
Isocitrate Dehydrogenase
α-Ketoglutarate dehydrogenase
Succinyl-CoA Synthetase
Succinate Dehydrogenase
Fumarase
Malate Dehydrogenase

Conclusion
Sebelum masuk ke siklus asam sitrat atau siklus Krebs, mula-mula Piruvat (pyruvate) yang merupakan hasil dari glikolisis dioksidasi menjadi Acetyl-CoA oleh pyruvate dehydrogenase complex (PDC). Acetyl-CoA inilah yang menjadi prekursor dan masuk ke dalam matriks mitokondria, di mana Siklus Asam Sitrat berlangsung, bereaksi dengan Asam Oxaloacetate membentuk Asam Sitrat (citric acid). Hasil akhir dari Siklus Asam Sitrat ini adalah 2 ATP, 6 NADH, 2 FADH₂ dan 4 CO₂

CELLULAR RESPIRATION

  Glycolysis (anaerobic)

  Oxidative Decarboxylation of Pyruvate

  Citric Acid Cycle / Krebs Cycle (aerobic)

  Electron Transport System (aerobic)