Siklus krebs merupakan rangkaian reaksi metabolik yang terjadi di dalam mitokondria untuk mengoksidasi residu asetil dan membebaskan energi dalam bentuk ATP melalui rantai transport elektron. Siklus krebs memainkan peran penting dalam produksi energi sel dan menghasilkan karbondioksida serta koenzim tereduksi.

1. 1. Oksidasi biologi dan senyawa berenergi ting
2. Siklus krebs sebagai rangkaian aksi dalam
oksidasi bahan makanan
Diah Astika Winahyu

2. Oksidasi Biologi
Fe2+ Fe3+
Oksidasi adalah pengeluaran elektron
Reduksi adalah pemerolehan elektron.
Sebagai contoh adalah oksidasi ion fero menjadi feri
Dengan demikian oksidasi akan selalu
disertai reduksi akseptor elektron.
Gambar. Oksidasi ion fero menjadi feri
e- (elektron)

3. Enzim-enzim penting dalam oksidasi
biologi
 Enzim-enzim yang terlibat dalam reaksi reduksi dan
oksidasi dinamakan enzim oksidoreduktase.
 Terdapat 4 kelompok enzim oksidoreduktase yaitu:
1. oksidase,
2. dehidrogenase,
3. hidroperoksidase, dan
4. oksigenase.

4.  1. OKSIDASE
 MENGKATALISIS PEMBEBASAN HIDROGEN DARI SUBSTRAT DAN
SECARA ALAMI MENGGUNAKAN O2 SEBAGAI AKSEPTORNYA.
 MENGHASILKAN H2O ATAU H2O2
AH2 + ½ O2 === A + H2O AH2 + O2 === A + H2O2
OKSIDASE OKSIDASE
 SEBAGIAN MENGANDUNG FAD/FMN SEBAGAI GUGUS PROSTETIK 
JADI MERUPAKAN FLAVOPROTEIN
CONTOH: L-ASAM AMINO OKSIDASE, GLUKOSA OKSIDASE,
ALDEHID DEHIDROGENASE
REAKSI : FP + AH2 === FPH2 + A LALU FPH2 +O2 === FP + H2O2
BILA JUGA MENGANDUNG LOGAM DISEBUT
METALLOFLAVOPROTEIN
 SEBAGIAN TIDAK MENGANDUNG FLAVIN
CONTOH: SITOKROM OKSIDASE (MENGANDUNG Cu)

5. 2. DEHIDROGENASE
TIDAK DAPAT MENGGUNAKAN O2 SEBAGAI AKSEPTOR
HIDROGEN YANG DIBEBASKAN DARI SUBSTRAT.
MACAM :
1. YANG TERKAIT RANTAI RESPIRASI
A. DEHIDROGENASE NAD PADA RANTAI RESPIRASI
B. DEHIDROGENASE YG PERLU RIBOFLAVIN (FMN / FAD)
YG TERKAIT RANTAI RESPIRASI
C. SITOKROM2 KECUALI SITOKROM OKSIDASE
R.R. : S  NAD+  Fp  Q  SISTEM SITOKROM  O2

6. 2. YANG TAK TERKAIT RANTAI RESPIRASI;
a. AH2 P BH2
A PH2 B
DEHIDROGENASE KHUSUS A DEHIDROGENASE KHUSUS B
MEMUNGKINKAN PROSES OKSIDATIF BERLANGSUNG DALAM KEADAAN
ANAEROB
CONTOH : LAKTAT DEHIDROGENASE (LDH)
PIRUVAT + NADH + H+ === LAKTAT + NAD+
b. DEHIDROGENASE NADP
NADPH DIPAKAI UNTUK SINTESIS ASAM LEMAK, STEROID DLL.

7. 3. HIDROPEROKSIDASE: SUBSTRATNYA H2O2
1. PEROKSIDASE :
H2O2 + AH2  2 H2O + A
2. KATALASE
H2O2 + H2O2  2 H2O + O2
4. OKSIGENASE :
1. MONOOKSIGENASE (HIDROKSILASE)
AH2 + O2 + ZH2  AOH + H2O + Z
CONTOH: ENZIM2 PADA SINTESIS STEROID
ENZIM2 HIDROKSILASI OBAT2-AN
2. DIOKSIGENASE (OKSIGEN TRANSFERASE)
: A + O2  AO2

8.  MEKANISME PENGAITAN:
 1. MELALUI PEMBENTUKAN SENYAWA ANTARA:
A + C  | SA |  B + D
 2. MELALUI PEMBENTUKAN SENYAWA KAYA ENERGI (~ E )
AD2:
CARA: SUATU SENYAWA (E) AKAN MENANGKAP ENERGI YG
DIHASILKAN OLEH REAKSI EKSERGONIK  ~E, DAN KEMUDIAN
~E AKAN MEMBERIKAN ENERGINYA UNTUK REAKSI ENDERGONIK
~ ADALAH SIMBOL UNTUK MENUNJUKKAN IKATAN BERENERGI
TINGGI
 SENYAWA KAYA ENERGI (~ E ) YG PALING BANYAK DIDAPAT
ADALAH ATP: ADENOSIN – P ~ P ~ P

9.  PEMBENTUKAN ATP DALAM SEL :
1. PEMBENTUKAN ATP PADA TINGKAT RANTAI RESPIRASI
TERJADI DALAM MITOKONDRIA
CARA PEMBENTUKAN ATP PALING UTAMA
2. PEMBENTUKAN ATP PADA TINGKAT SUBSTRAT:
LEWAT REAKSI BIASA
MISALNYA :
fosfogliserat kinase
1,3 BISFOSFOGLISERAT + ADP + Pi
3 FOSFOGLISERAT + ATP

10.  MITOKONDRIA
 TEMPAT PEMBENTUKAN ATP PALING UTAMA DALAM SEL, SEBAB
A. MENGANDUNG JALUR/ DAUR YG BANYAK MENGHASILKAN
ENERGI:
1. SIKLUS ASAM SITRAT
2. OKSIDASI BETA ASAM LEMAK  MENGHASILKAN ASETIL KO-
A
 MASUK SIKLUS ASAM SITRAT
B. TEMPAT BERLANGSUNGNYA RANTAI RESPIRASI
JADI JALUR/ DAUR TSB DI ATAS MENYEDIAKAN BAHAN BAKU H+
DAN ELEKTRON YG AKAN MASUK KE RANTAI RESPIRASI (PABRIK
ATP, MEMBENTUK ATP DARI ADP + Pi DENGAN BANTUAN ENZIM
ATP SINTASE). H+ DAN ELEKTRON AKHIRNYA DENGAN OKSIGEN
MEMBENTUK H2O.

11. SUKSINAT
Fp(FAD)
ATP ATP ATP
S  NAD+  Fp  Q  SIT b  SIT c1  SIT c  SIT a  SIT a3  ½O2
(FMN)
ADP + Pi ADP +Pi ADP + Pi
SITE I SITE II SITE III
NAD = NIKOTINAMID ADENIN DINUKLEOTIDA
FAD = FLAVIN ADENIN DINUKLEOTIDA
Q = KOENZIM Q = UBIQUINON

12. NAD+  NADH + H+

Fp  FpH2

Q  QH2

SISTEM SITOKROM

½ O2  H2O
 ALIRAN ELEKTRON: DARI YG ELEKTRONEGATIF KE YG
ELEKTROPOSITIF
 SEBELUM SIT a3 TERGOLONG DEHIDROGENASE
 SIT a3 TERGOLONG OKSIDASE , JADI DISEBUT SITOKROM
OKSIDASE

13. A H2
(Reduksi)
A (Oksidasi)
NAD+
NADH
Fp H2
Fp
2Fe3+
2Fe2+
H2O
½O2
H+ H+ 2H+ 2H+
FLAVOPROTEIN SITOKROM
RANGKAIAN RANTAI
RESPIRASI

14.  RANTAI RESPIRASI MERUPAKAN SERANGKAIAN KATALISATOR
DALAM MITOKONDRIA UNTUK TRANSPOR HIDROGEN ATAU H+
DAN e- UNTUK AKHIRNYA DIREAKSIKAN DENGAN O2 MEMBENTUK
H2O
 RANTAI RESPIRASI HANYA BERJALAN DALAM KEADAAN AEROB
(ADA O2 )
 PADA RANTAI RESPIRASI TERJADI 3 HAL:
1.TRANSPOR HIDROGEN ATAU H+ DAN e-  RANGKAIAN PROSES OKSIDASI
2. PEMBENTUKAN ATP : PROSES FOSFORILASI OKSIDATIF
3. PEMAKAIAN O2
JUMLAH ATP YANG TERBENTUK:
 LEWAT DEHIDROGENASE NAD : RATIO P:O = 3:1
 LEWAT DEHIDROGENASE FAD TANPA LEWAT NAD : RATIO P:O=2:1

15. STRUKTUR DAN FUNGSI
MITOKONDRIA
BENTUK ELIPS dengan
diameter 0,5 µm dan
panjang 0,5 – 1,0 µm.
sebagai pabrik energi sel
yang menghasilkan
energi dalam bentuk ATP
METABOLISME KARBOHIDRAT MENGHASILKAN 30
ATP SETIAP MOLEKUL GLUKOSA YANG DIOKSIDASI
DAN 2 ATP PROSES GLIKOLISIS

16. SUKSINAT
Fp (FAD)
S  NAD+  Fp  Q  SIT b SIT c1 SIT c SIT a SIT a3
½O2
(FMN)
I II III
INHIBITOR SISTEM RANTAI RESPIRASI ADALAH SENYAWA2 YANG
MENGAKIBATKAN : - RANTAI RESPIRASI TIDAK BERJALAN
- ATP TIDAK TERBENTUK

17.  TITIK TANGKAP:
1. SITE I : PIERICIDIN A, AMOBARBITAL, ROTENON
2. SITE II: BAL, ANTIMYCIN A
3. SITE III: H2S, CO, CN-
AD 1 DAN 2: MENGHAMBAT ALIRAN ELEKTRON  TAK TERBENTUK
ATP
AD 3 : MENGHAMBAT PEMAKAIAN O2  TAK TERBENTUK ATP
 OLIGOMISIN : MENGHAMBAT FOSFORILASI ADP
 ATRAKTILOSIDA : MENGHAMBAT TRANSPOR ADP MASUK
DAN ATP KE LUAR MITOKONDRIA
ASAM BONGKREK : SEPERTI ATRAKTILOSIDA

18.  UNCOUPLER :
CONTOH: 2,4 DINITROFENOL
 MENGHAMBAT PEMBENTUKAN ATP TETAPI TIDAK
MENGHAMBAT OKSIDASI SUBSTRAT MAUPUN
PEMAKAIAN O2

19. NADH TIDAK DAPAT MENEMBUS MEMBRAN MITOKONDRIA 
OKSIDASI DITERUSKAN SECARA TAK LANGSUNG :
1. LEWAT MALAT SHUTTLE: 1 MOL NADH + H+  3 MOL ATP
OKSIDASI NADH DARI LUAR
MITOKONDRIA

20. 2. LEWAT α-GLISEROFOSFAT SHUTTLE
NAD+ GLISEROL-3P GLISEROL-3P FAD
NADH+ H+ DHAP DHAP FADH2
SITOSOL
DHAP = DIHIDROKSIASETON FOSFAT
MITOKONDRIAMEMBRAN
1 MOL NADH + H+  2 MOL ATP

21. PERAN OKSIDASI DALAM BIOMEDIS
Pada kepentingan biomedis, fosforilasi oksidatif berguna
untuk mempelajari proses obat/racun yang dapat
menghambat fosfolirasi oksidatif dan mempelajari
kelainan bawaan
1. Pemanfaatan Enzim Sebagai Alat Diagnosis
Enzim sebagai petanda (marker) dari kerusakan suatu jaringan
atau organ akibat penyakit tertentu.
Penggunaan enzim sebagai petanda dari kerusakan suatu jaringan
mengikuti prinsip bahwasanya secara teoritis enzim intrasel seharus
tidak terlacak di cairan ekstrasel dalam jumlah yang signifikan
2. Pemanfaatan Enzim Di Bidang Pengobatan
Pemanfaatan enzim dalam pengobatan meliputi penggunaan enzim
sebagai obat, pemberian senyawa kimia untuk memanipulasi kinerja
suatu enzim dengan demikian suatu efek tertentu dapat dicapai
(enzim sebagai sasaran pengobatan), serta manipulasi terhadap ika
protein-ligan sebagai sasaran pengobatan

22. Enzim sebagai sasaran pengobatan merupakan terapi di mana
senyawa
tertentu digunakan untuk memodifikasi kerja enzim, sehingga
dengan
demikian efek yang merugikan dapat dihambat dan efek yang
menguntungkan dapat dibuat.
Berdasarkan sasaran pengobatan, dapat dibagi menjadi terapi di
mana enzim sel individu menjadi sasaran dan terapi di mana
enzim bakteri patogen yang menjadi sasaran.
3. Interaksi protein-ligan sebagai sasaran pengobatan
Pengobatan dengan sasaran interaksi protein-ligan mengacu
kepada
prinsip interaksi sistem mediator-reseptor, di mana apabila
mediator
disaingi oleh molekul analognya sehingga tidak dapat berikatan
dengan
reseptor, sehingga efek dari mediator tersebut tidak terjadi.
Contoh pengobatan antara lain:

23. Siklus krebs sebagai rangkaian
aksi dalam oksidasi bahan makanan
A.Sumber Ostetik Ko.A
Siklus Krebs Adalah satu seri reaksi yang
terjadi di dalam mitokondria yang membawa
katabolisme residu asetyl, membebaskan
ekuivalen hidrogen, yang dengan oksidasi
menyebabkan pelepasan dan penangkapan
ATP sebagai kebutuhan energi jaringan.

24. Tujuan Siklus Krebs
1. Menjelaskan reaksi-reaksi metabolik akhir
yang umum terdapat pada jalur biokimia
utama katabolisme tenaga
2. Menggambarkan bahwa CO2 tidak hanya
merupakan hasil akhir metabolisme, namun
dapat berperan sebagai zat antara,
misalnya untuk proses lipogenesis.
3. Mengenali peran sentral mitokondria pada
katalisis dan pengendalian jalur-jalur
metabolik tertentu, mitokondria berfungsi
sebagai penghasil energi.

25. Fungsi Utama Siklus Krebs
1. Menghasilkan karbondioksida terbanyak pada
jaringan manusia.
2. Menghasilkan sejumlah koenzim tereduksi yang
menggerakkan rantai pernapasan untuk produksi
ATP.
3. Mengkonversi sejumlah energi serta zat intermidiet
yang berlebihan untuk digunakan pada sintesis
asam lemak.
4. Menyediakan sebagian bahan keperluan untuk
sintesis protein dan asam nukleat.
5. Melakukan pengendalian langsung (produk, bakal
produk) atau tidak langsung (alosterik) terhadap
sistem enzim lain melalui komponen-komponen
siklus.

26. Kepentingan piruvat pada siklus Krebs
:
1. Energi yang terkandung pada pada
karbohidrat memasuki siklus melalui
piruvat, sumber utama asetil KoA.
2. Kompleks enzim yang mendekarboksilasi
piruvat menjadi asetil KoA sangat mirip
dari segi lokasi subsel, komposisi dan
mekanisme kerja dengan α-ketoglutarat
dehidrogenase kompleks.

27. Dekarboksilasi piruvat melibatkan piruvat
dehidrogenase kompleks, suatu gugus enzim
yang tersusun atas 3 komponen
E1 24 mol piruvat
dehidrogenase
Kofaktor: TPP
(tiamin pirofosfat)
E2 24 mol
dihidrolipoil
transasetilase
Lipoate, koenzim A
E3 12 mol
dihidrolipoil
dehidrogenase
FAD, NAD+

28. Pada tahapan terakhir kerja PDH
kompleks akan dihasilkan NADH, H+,
FAD, dan NADH yang di rantai
pernapasan akan teroksidasi dan
menghasilkan 3 molekul ATP, H2O dan
NAD.

29. Pengaturan Kompleks Piruvat Dehidrogenase
 Pengaturan cepat kompleks PDH, inhibisi hasil
kegiatan PDH yaitu asetil KoA dan NADH
bersifat menghambat
 Pengaturan PDH:
a) Kompleks PDH bertindak atas besar
muatan energi sel. Bila konsentrasi ATP
tinggi, glikolisis semakin lambat dan
aktivitas kompleks PDH menurun
b) b. Kompleks PDH peka terhadap keadaan
oksidasi-reduksi sel. Perbedaan jumlah
NAD+, NADH, NADP+, dan NADPH yang
terkumpul intraseluler dalam batas
keseimbangan tertentu

30. Reaksi Siklus Krebs
Siklus reaksi diawali dengan reaksi antara
asetil KoA dan (2C) dan asam oksaloasetat
(4C) yang menghasilkan asam trikarboksilat,
sitrat. Selanjutnya sejumlah 2 molekul atom
CO2 dirilis dan teregenerasi. Sebenarnya
hanya sedikit oksaloasetat yang dibutuhkan
untuk menginisiasi siklus asam sitrat
sehingga oksaloasetat dikenal dengan
perannnya sebagai agen katalitik pada
siklus Krebs.

31. Daur Siklus Krebs
1. Karbohidrat , Protein dan Lemak /Lipid akan
dimetabolisme yang hasil akhirnya menjadi asetyl
Co-A, dimana asetyl Co-A merupakan substrat
untuk siklus krebs.
2. Kemudian dari siklus krebs dihasilkan CO2,
Hidrogen (FAD NAD) dan ATP.
3. Hidrogen (reducing ekivalen) merupakan substrat
untuk rantai respirasi (RR).
4. Siklus krebs harus berjalan dalam Siklus Asam
Sitrat (Siklus Krebs)

33. Keterangan:
 Substrat siklus krebs adalah asetyl Co-A.
 Asetyl Co-A akan bereaksi dengan oksalo asetat
(OAA) à hasilnya sitrat
 Asam sitrat rumusnya beda dengan asam askorbat
(vitamin C), kalau vitamin C itu rumusnya lebih mirip
glukosa. Manusia tidak bisa menghasilkan vitamin C
karena ada suatu reaksi yang terputus dimana
manusia itu tidak mempunyai enzim L-glunoluase
oksidase yang mengoksidasi glukosa menjadi vitamin
C.
 Dari isositrat ke alfa-ketoglutarat membebaskan CO2
dan NADH (koenzim).
 Kalau menghasilkan NADH pasti membutuhkan NAD.
 NAD à dalam bentuk teroksidasi
 NADH à dalam bentuk tereduksi

34.  NAD merupakan derivat vitamin B3.
1. B1 = thiamin
2. B2 = riboflavin
3. B3 = niasin
Regulasi siklus Asam Sitrat diatur oleh:
· citrate synthase
· isocitrate dehydrogenase
· α-ketoglutarate dehydrogenase
Konsumsi oksigen, reoksidasi NADH, dan produksi
ATP yang dikoupling

35. Kontrol regulasi:
1. Ketersediaan substrat – oxaloacetate
menstimulasi sitrat sintase
2. Inhibis produk- substrat sitrat
berkompetisi dengan oksaloasetat untuk
sitrat sintase, NADH menginhibisi isositrat
dehidrogenase dan α-ketoglutarate
dehydrogenase, succinyl-CoA
menginhibisi α-ketoglutarate
dehydrogenase
3. Inhibisi feedback kompetitif - NADH
menginhibisi sitrat sintase, suksinil KoA
berkompetisi dengan asetil KoA pada
reaksi sitrat sintase.

36. Regulator penting :
Substrat -acetyl-CoA dan oksaloasetat memproduksi -
NADHRegulasi Siklus Asam Sitrat
· Kontrol allosterik dari siklus enzim
· isocitrate dehydrogenase
· α-ketoglutarate dehydrogenase
· pyruvate dehydrogenase phosphatase
· ADP - allosteric activator dari isocitrate
dehydrogenase
· ATP - inhibibis isocitrate dehydrogenase
· Ca2+ - activasi pyruvate dehydrogenase
phosphatase,
· isocitrate dehydrogenase, α-ketoglutarate
dehydrogenase

37. B.Fungsi Amfibolik Siklus
Siklus asam sitrat adalah katabolic sebab terlibat
dalam penguraian dan penghasil energi utama
dalam
sebagian besar organisma. Akan tetapi beberapa
jalur fotosintesis menggunakan senyawa
intermedier dalam
siklus asam sitrat sebagai senyawa awalnya.
(anabolisma) Jadi siklus asam sitrat bersift
amfibolik , katabolic maupun anabolic. Semua
jalur biosintesis yang menggunakan senyawa
intermedier siklus asam sitrat juga memerlukan
energi bebas. Konsekuensinya, fungsi katabolic
siklus tidak dapat diganggu: senyawa intermedier

38. Siklus asam sitrat bersifat amfibolik, yang
artinya memiliki dua sifat yaitu
 anabolik (sintesis molekul untuk
menjadi senyawa yang lebih kompleks)
maupun
 katabolik (pemecahan molekul menjadi
molekul yang lebih sederhana) hal ini
disebabkan karena senyawa
intermidiete harus digantikan.

39. Pintasan yang menggunakan senyawa intermidiete
siklus asam sitrat adalah:
1. Biosintesis glukosa (glukoneogenesis) –
oxaloacetate. (yang ditransportasikan sebagai
malate)
2. Biosintesis lipid -acetyl-CoA from ATP-citrate
lyase. ATP + citrate + CoA ADP + Pi +
oxaloacetate + acetyl-CoA
3. Biosintesis asam amino - α-ketoglutarate
(dehidrogenasi atau transaminasi dari
glutamate) dan transaminasi oxaloacetate.
4. Biosintesi porfirin - succinyl-CoA. Sifat
amfibolik yang dimiliki oleh siklus Asam Sitrat

40. * Siklus Krebs merupakan sarana pengaruh
bermacam zat yang berasal dari berbagai jalur
metabolisme menjadi beberapa macam zat-
antara yang lazim berperan pada jalur
katabolisme dan anabolisme
* Beberapa enzim berperan sebagai alat
bantu, mengkatalisis berbagai reaksi anaplerotik
untuk mempertahankan dan atau mengisi
kembali komponen-komponen siklus Krebs
* Kepentingan siklus Krebs erat rangkaiannya
dengan rantai pernapasan serta dihasilkannya
ATP yang diperlukan pada gerakan, transportasi,
dan biosintesis