Siklus Krebs, Tahapan dalam Respirasi Sel

Ilustrasi siklus kreb, reaksi kimia dalam tubuh. Foto: pixabay

Sel melakukan proses metabolisme untuk menghasilkan energi, salah satunya melalui respirasi. Respirasi bisa bersifat aerob, yaitu melibatkan pemecahan sempurna dari subtrat dengan bantuan oksigen.

Respirasi aerob memiliki beberapa tahapan, salah satunya ialah siklus krebs. Siklus ini adalah serangkaian reaksi kimia yang terjadi pada sel hidup untuk menghasilkan energi dari asetil ko-A.

Ada dua tahapan penting dalam siklus krebs, yakni dekarboksilasi oksidatif dan siklus krebs. Dekarboksilasi oksidatif merujuk pada tahap perubahan asam piruvat menjadi asetil ko-A. Selanjutnya, asetil ko-A akan dibawa ke matriks mitokondria untuk menjalani siklus krebs.

Dekarboksilasi Oksidatif

Pada tahapan ini, reaksi yang berlangsung dibantu oleh beberapa enzim. Enzim ini ditemukan pada mitokondria sel eukariotik dan sitoplasma sel prokariotik.

Proses dimulai dengan lepasnya gugus karboksilat (-COO) dari asam piruvat menjadi CO2. Kemudian, sisa dua atom dari asam piruvat dalam bentuk CH3COO– akan mentransfer kelebihan elektronnya menjadi molekul NAD+ dan membentuk NADH.

Molekul dua atom karbon tersebut akan berubah menjadi asetat. Terakhir, koenzim-A atau ko-A akan diikatkan pada asetat membentuk asetil koenzim-A atau asetil ko-A.

Siklus Krebs

Siklus krebs. Foto: wikipedia

Pada tahapan ini, proses juga dikatalisasi oleh enzim. Asetil-KoA hasil dekarboksilasi oksidatif kemudian bergabung bersama asam oksaloasetat (C4H4O5) membentuk asam sitrat (C6H8O7).

Selanjutnya, asam sitrat mengalami reaksi oksidasi berkali-kali hingga 2 atom karbonnya terputus dan kembali menjadi asam oksaloasetat dengan 4 atom karbon. Asam oksaloasetat kemudian akan bergabung dengan asetil-KoA lainnya untuk membentuk asam sitrat. Molekul asam sitrat lalu mengalami oksidasi hingga 2 atom karbonnya terlepas dan membentuk asam oksaloasetat.

Hal ini terjadi terus-menerus hingga membentuk siklus. Dua atom karbon yang terlepas pada reaksi oksidasi asam oksaloasetat selanjutnya bergabung dengan atom oksigen membentuk CO2 dan keluar dari tubuh.

Siklus ini menghasilkan karbon, NADH, FADH2, dan ATP. Satu molekul asetil-KoA yang masuk ke dalam siklus Krebs akan menghasilkan 3 molekul NADH, 1 molekul FADH2, dan 1 ATP.

Dari tiga tahap respirasi sel yang terdiri dari glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, dan siklus krebs menghasilkan total 4 ATP, 10 NADH, dan 2 FADH2. Selanjutnya NADH dan FADH2 akan diteruskan ke dalam tahap transfer elektron untuk menghasilkan ATP.

Satu NADH dapat menghasilkan 3 molekul ATP sementara satu molekul FADH2 dapat menghasilkan 2 molekul ATP sehingga total ATP yang diperoleh dari 1 molekul glukosa adalah 38 ATP.

Akan tetapi, jumlah 38 ATP ini hanya terjadi pada kondisi ideal, yaitu ketika terdapat cukup oksigen dan sel bekerja dengan sangat efisien. Faktanya, satu glukosa paling sering hanya menghasilkan 29-30 ATP saja.

(MSD)