Tag: Asam sitrat

Perbedaan utama antara glikolisis dan siklus Krebs adalah: Glikolisis adalah langkah pertama yang terlibat dalam proses respirasi dan terjadi di sitoplasma sel. Sedangkan Siklus Krebs adalah proses respirasi kedua yang terjadi pada mitokondria sel. Keduanya adalah proses yang terlibat dalam pernapasan dengan tujuan memenuhi kebutuhan energi tubuh.

Jadi Glikolisis didefinisikan sebagai rantai reaksi, untuk konversi glukosa (atau glikogen) menjadi piruvat laktat dan dengan demikian menghasilkan ATP. Di sisi lain, siklus Kreb atau siklus asam sitrat melibatkan oksidasi asetil KoA menjadi CO2 dan H2O.

Respirasi adalah proses penting dari semua makhluk hidup, di mana oksigen digunakan dan karbon dioksida dilepaskan dari tubuh. Selama proses ini, energi dilepaskan, yang digunakan untuk melakukan berbagai fungsi tubuh. Terlepas dari dua mekanisme di atas, ada berbagai mekanisme pernapasan lainnya seperti sistem transportasi Elektron, jalur pentosa fosfat, pemecahan anaerobik asam piruvat, dan oksidasi terminal. Dalam konten yang disediakan kita akan membahas perbedaan umum antara dua mekanisme respirasi yang paling penting yaitu glikolisis dan siklus Krebs.

Ini Perbedaan Siklus Krebs dan Glikolisis

  • Glikolisis juga dikenal sebagai EMP (Embden-Meyerhof-Parnas Pathway atau Cytoplasmic pathway) dimulai dengan pemecahan glukosa menjadi piruvat; Siklus Krebs juga dikenal sebagai siklus TCA (asam trikarboksilat). Respirasi mitokondria mulai mengoksidasi piruvat menjadi CO2.
  • Keuntungan bersih dari seluruh siklus Glikolisis adalah dua molekul ATP dan dua molekul NADH, untuk setiap molekul glukosa yang dipecah, sedangkan dalam siklus Krebs enam molekul NADH2, 2 molekul FADH2 untuk setiap dua enzim asetil-KoA.
  • Glikolisis, Jumlah ATP yang diproduksi adalah 8 dan dalam siklus Krebs, total ATP adalah 24.
  • Tidak ada karbon dioksida yang berevolusi dalam glikolisis sedangkan dalam siklus Krebs karbon dioksida berkembang.
  • Tempat terjadinya glikolisis berada di dalam sitoplasma; Siklus Krebs terjadi di dalam mitokondria (sitosol pada prokariota).
  • Glikolisis dapat terjadi dengan adanya oksigen yaitu aerobik atau tidak adanya oksigen yaitu aerob; Siklus Krebs terjadi secara aerob.
  • Molekul glukosa terdegradasi menjadi dua molekul zat organik, piruvat dalam glikolisis, sedangkan degradasi piruvat sepenuhnya menjadi zat anorganik yaitu CO2 dan H2O.
  • Dalam Glikolisis 2 molekul ATP dikonsumsi untuk fosforilasi sedangkan siklus Kreb tidak ada konsumsi ATP.
  • Tidak ada peran fosforilasi oksidatif dalam glikolisis; ada peran utama fosforilasi oksidatif serta oksaloasetat dianggap memainkan peran katalitik dalam siklus Krebs.
  • Seperti dalam glikolisis, glukosa dipecah menjadi piruvat, dan karenanya glikolisis dikatakan sebagai langkah pertama pernapasan; Siklus Krebs adalah langkah kedua respirasi untuk produksi ATP.
  • Glikolisis adalah jalur lurus atau linier; sedangkan siklus Krebs adalah jalur melingkar.

Kesimpulan

Kedua jalur menghasilkan energi untuk sel, di mana Glikolisis adalah pemecahan molekul glukosa untuk menghasilkan dua molekul piruvat, sedangkan siklus Kreb adalah proses di mana asetil KoA, menghasilkan sitrat dengan menambahkan gugus asetil karbonnya ke oksaloasetat. Glikolisis sangat penting untuk otak yang bergantung pada glukosa untuk energi.

Siklus Kreb adalah jalur metabolisme penting dalam memasok energi ke tubuh, sekitar 65-70% ATP disintesis dalam siklus Krebs. Siklus asam sitrat atau siklus Krebs adalah jalur oksidatif akhir yang menghubungkan hampir semua jalur metabolisme individu.


Siklus ini terjadi dalam matriks mitokondria (sitosol pada prokariota). Hasil bersihnya adalah produksi CO2 ketika kelompok asetil memasuki siklus sebagai Asetil KoA. Dalam hal ini, terjadi oksidasi asam piruvat menjadi karbon dioksida dan air.

Siklus Krebs ditemukan oleh H.A Krebs (seorang ahli biokimia kelahiran Jerman) pada tahun 1936. Ketika siklus dimulai dengan pembentukan asam sitrat, itu disebut siklus asam sitrat. Siklus ini juga mengandung tiga gugus karboksilat (COOH), karenanya disebut juga sebagai siklus asam trikarboksilat (siklus TCA).

Proses tiap langkah yang terkait dalam siklus Krebs adalah:

  • Langkah 1: Sitrat diproduksi pada langkah ini ketika Asetil KoA menambahkan gugus asetil dua karbonnya menjadi oksaloasetat.
  • Langkah 2: Sitrat dikonversi menjadi isositrat-nya (isomer sitrat), dengan menghilangkan satu molekul air dan menambahkan yang lain.
  • Langkah 3: NAD + direduksi menjadi NA ketika isositrat dioksidasi dan kehilangan molekul CO2.
  • Langkah 4: CO2 hilang lagi, senyawa yang dihasilkan teroksidasi dan NAD + direduksi menjadi NADH. Molekul yang tersisa akan menempel pada koenzim A melalui ikatan yang tidak stabil. α-ketoglutarat dehidrogenase mengkatalisasi reaksi.
  • Langkah 5: GTP dihasilkan oleh perpindahan KoA oleh gugus fosfat dan ditransfer ke PDB.
  • Langkah 6: Pada langkah ini, FADH2 dan oksidasi suksinat terbentuk, ketika dua hidrogen ditransfer ke FAD.
  • Langkah 7: Substrat teroksidasi dan NAD + direduksi menjadi NADH dan oksaloasetat diregenerasi.


Seperti disebutkan sebelumnya, mitokondria berisi dua membran utama. Membran mitokondria luar sepenuhnya mengelilingi membran dalam, dengan ruang antarmembran kecil di antara. Membran luar memiliki banyak pori-pori berbasis protein yang cukup besar untuk memungkinkan lewatnya ion dan molekul besar seperti protein kecil. Sebaliknya, membran dalam jauh lebih permeabilitas terbatas, seperti membran plasma sel.

Membran dalam juga sarat dengan protein yang terlibat dalam transpor elektron dan sintesis ATP. Membran ini mengelilingi matriks mitokondria, di mana siklus asam sitrat menghasilkan elektron yang melakukan perjalanan dari satu kompleks protein ke depan dalam membran dalam. Pada akhir rantai transpor elektron ini, akseptor elektron terakhir adalah oksigen, dan ini akhirnya membentuk air (H20). Pada saat yang sama, rantai transpor elektron menghasilkan ATP. (Ini adalah mengapa proses ini disebut fosforilasi oksidatif.)

Membran luar juga mengandung enzim yang terlibat dalam beragam aktivitas seperti pemanjangan asam lemak, oksidasi epinefrin, dan degradasi triptofan. Enzim ini termasuk monoamine oksidase, NADH-sitokrom c-reduktase yang tidak sensitif terhadap rotenone, kynurenine hidroksilase dan asam lemak Co-A ligase. Gangguan pada membran luar memungkinkan protein dalam ruang intermembran untuk bocor ke dalam cytosol, yang menyebabkan kematian sel tertentu. [44] Membran luar mitokondria dapat berhubungan dengan membran retikulum endoplasma (ER), dalam suatu struktur yang disebut MAM (membran ER terkait mitokondria). Ini penting dalam pensinyalan kalsium ER-mitokondria dan terlibat dalam transfer lipid antara ER dan mitokondria. [45] Di luar membran luar ada partikel kecil (diameter: 60Å) bernama sub-unit Parson.

Ruang intermembran mitokondria adalah ruang antara membran luar dan membran dalam. Ia juga dikenal sebagai ruang perimitochondrial. Karena membran luar mudah ditembus oleh molekul kecil, konsentrasi molekul kecil, seperti ion dan gula, di ruang antarmembran sama dengan di sitosol. Namun, protein besar harus memiliki urutan pensinyalan spesifik untuk diangkut melintasi membran luar, sehingga komposisi protein ruang ini berbeda dari komposisi protein sitosol. Salah satu protein yang terlokalisasi ke ruang intermembran dengan cara ini adalah sitokrom c.


Glukosa dan oksigen adalah reaktan dan produk akhirnya adalah karbon dioksida dan air dengan pembebasan energi dalam bentuk ATP. Respirasi sel terjadi pada sel hidup. Ini memberikan energi ke sel untuk melakukan aktivitas metabolisme. Glukosa (C6H12O6) adalah substrat. Ini dipecah menjadi CO2 dan H2O di hadapan O2, dengan pembebasan energi dalam bentuk molekul ATP.

Respirasi seluler terjadi dalam 2 langkah:

Glikolisis dan siklus Kreb atau siklus asam sitrat. Glukolisis terjadi tanpa adanya oksigen. Glukosa diubah menjadi fruktosa 1; 6 di-fosfat yang diubah menjadi 2 molekul asam piruvat dalam serangkaian langkah glikolisis. Asam piruvat diubah menjadi oksalat yang memasuki siklus Kreb. Siklus Kreb terjadi dengan adanya oksigen. Selama siklus Kreb, CO2 dan NADPH2 diproduksi. NADPH2 dioksidasi menjadi NADP di hadapan O2 untuk menghasilkan molekul ATP. Proses ini disebut fosforilasi oksidatif.


Piruvat dikonversi menjadi Asetil CoA dalam proses antara sebelum siklus asam sitrat. Di sini ia bereaksi dengan Koenzim A. Di sini ia kehilangan dua oksigennya dan satu dari karbonnya membentuk Karbon Dioksida. Juga, satu molekul NAD + direduksi untuk membentuk NADH. Molekul yang dihasilkan adalah molekul Asetil KoA.

Metabolisme, seperti semua fungsi lain dalam tubuh manusia, bukanlah mekanisme sederhana. Meskipun dilakukan dengan sangat cepat, metabolisme memiliki banyak langkah kompleks. Untuk beberapa langkah, ada beberapa enzim yang mengkatalisasi proses. Salah satu langkah metabolisme adalah mengambil piruvat (dari glikolisis) dan mengubahnya menjadi CO2 dan asetil-KoA (digunakan dalam siklus krebs).

Untuk melakukan tindakan ini, sehingga tidak akan menjadi proses yang panjang, enzim diperlukan. Enzim yang mengkatalisasi aksi ini adalah piruvat dehidrogenase. Selain sebagai enzim yang mengkatalisasi langkah-langkah metabolisme yang kompleks, piruvat dehidrogenase juga sangat kompleks. Dehidrogenase piruvat adalah struktur yang sangat kompleks yang terdiri dari beberapa enzim: E1, E2, dan E3. Karena mengandung struktur yang kompleks, enzim ini hadir dalam struktur beberapa kali.

Secara keseluruhan, piruvat dyhydrogenase adalah dehydrogenase. Seperti yang dilakukan kebanyakan dehidrogenase, piruvat dehidrogenase melakukan tugasnya dengan kofaktor NAD +. NAD + menjalankan fungsinya dengan mengubah NAD + menjadi NADH + H +. Kompleks enzim ini menggunakan penyaluran substrat yang berarti ia mencapai reaksi yang hampa melepaskan substratnya ke dalam larutan reaksi. Enzim itu termasuk kofaktor yang terikat pada dirinya sendiri, namanya TPP, Lipoate dan FAD.


Semua makhluk hidup harus memiliki sumber energi yang konstan untuk terus melakukan fungsi kehidupan yang paling dasar sekalipun. Apakah energi itu datang langsung dari matahari melalui fotosintesis atau melalui makan tumbuhan atau hewan, energi harus dikonsumsi dan kemudian diubah menjadi bentuk yang dapat digunakan seperti adenosine triphosphate (ATP).

Banyak mekanisme yang dapat mengubah sumber energi asli menjadi ATP. Cara paling efisien adalah melalui respirasi aerob, yang membutuhkan oksigen. Metode ini memberikan paling banyak ATP per input energi. Namun, jika oksigen tidak tersedia, organisme masih harus mengubah energi menggunakan cara lain. Proses yang terjadi tanpa oksigen disebut anaerob. Fermentasi adalah cara umum bagi makhluk hidup untuk membuat ATP tanpa oksigen. Apakah ini membuat fermentasi sama dengan respirasi anaerob?

Jawaban singkatnya adalah tidak. Meskipun mereka memiliki bagian yang sama dan tidak menggunakan oksigen, ada perbedaan antara fermentasi dan respirasi anaerob. Faktanya, respirasi anaerob jauh lebih mirip respirasi aerob daripada respirasi fermentasi.

Fermentasi

Sebagian besar kelas sains membahas fermentasi hanya sebagai alternatif untuk respirasi aerob. Respirasi aerob dimulai dengan proses yang disebut glikolisis, di mana karbohidrat seperti glukosa dipecah dan, setelah kehilangan beberapa elektron, membentuk molekul yang disebut piruvat. Jika ada pasokan oksigen yang cukup, atau kadang-kadang jenis akseptor elektron lain, piruvat bergerak ke bagian selanjutnya dari respirasi aerob. Proses glikolisis menghasilkan laba bersih 2 ATP.

Fermentasi pada dasarnya adalah proses yang sama. Karbohidrat dipecah, tetapi bukannya membuat piruvat, produk akhirnya adalah molekul yang berbeda tergantung pada jenis fermentasi. Fermentasi paling sering dipicu oleh kurangnya jumlah oksigen yang cukup untuk terus menjalankan rantai respirasi aerob. Manusia menjalani fermentasi asam laktat. Alih-alih finishing dengan piruvat, asam laktat dibuat. Pelari jarak jauh akrab dengan asam laktat, yang dapat menumpuk di otot dan menyebabkan kram.

Organisme lain dapat mengalami fermentasi alkohol, yang hasilnya bukan piruvat atau asam laktat. Dalam hal ini, organisme membuat etil alkohol. Jenis fermentasi lainnya kurang umum, tetapi semua menghasilkan produk yang berbeda tergantung pada organisme yang menjalani fermentasi. Karena fermentasi tidak menggunakan rantai transpor elektron, itu tidak dianggap sebagai jenis respirasi.

Respirasi anaerob

Meskipun fermentasi terjadi tanpa oksigen, itu tidak sama dengan respirasi anaerob. Respirasi anaerob dimulai dengan cara yang sama seperti respirasi aerob dan fermentasi. Langkah pertama masih glikolisis, dan masih menciptakan 2 ATP dari satu molekul karbohidrat. Namun, alih-alih berakhir dengan glikolisis, seperti fermentasi, respirasi anaerob menciptakan piruvat dan kemudian berlanjut pada jalur yang sama dengan respirasi aerob.

Setelah membuat molekul yang disebut asetil koenzim A, ia melanjutkan ke siklus asam sitrat. Lebih banyak pembawa elektron dibuat dan kemudian semuanya berakhir di rantai transpor elektron. Pembawa elektron menyimpan elektron pada awal rantai dan kemudian, melalui proses yang disebut kemiosmosis, menghasilkan banyak ATP. Agar rantai transpor elektron terus bekerja, harus ada akseptor elektron terakhir. Jika akseptor itu adalah oksigen, proses tersebut dianggap sebagai respirasi aerobik. Namun, beberapa jenis organisme, termasuk banyak jenis bakteri dan mikroorganisme lainnya, dapat menggunakan akseptor elektron akhir yang berbeda. Ini termasuk ion nitrat, ion sulfat, atau bahkan karbon dioksida.

Para ilmuwan percaya bahwa fermentasi dan respirasi anaerob adalah proses yang lebih tua daripada respirasi aerob. Kurangnya oksigen di atmosfer Bumi awal membuat respirasi aerob menjadi tidak mungkin. Melalui evolusi, eukariota memperoleh kemampuan untuk menggunakan “limbah” oksigen dari fotosintesis untuk menciptakan respirasi aerob.