Siklus glikosilat adalah siklus yang ditembuh ketika suatu organisme tidak mampu menyuplai intermediet yang dibutuhkan dalam Siklus Krebs karena ketidakmampuan organisme tersebut melakukan metabolisme yang menghasilkan PEP atau asam piruvat via sekuens anaplerotik. Selain itu, siklus glioksilat juga berperan dalam glukoneogenesis, yaitu pembentukan glukosa dari suksinat.
Proses ini memanfaatkan beberapa substrat, seperti asam lemak (yang dioksidasi menjadi Asetil CoA) dan asam asetat. Dengan demikian, siklus ini memegang peranan penting dalam metabolisme organisme, khususnya dalam kondisi di mana sumber karbon tradisional seperti glukosa mungkin tidak tersedia.
Tahapan dalam siklus glioksilat
- Pemecahan Isositrat:
- Isositrat dipecah menjadi suksinat dan glioksilat oleh enzim isositrat lyase.
- Dalam proses ini, reaksi dehidrogenasi isositrat dan α-ketoglutarate oleh isocitrate dehydrogenase dan α-ketoglutarate dehydrogenase dilewati. Hal ini memungkinkan organisme untuk menghindari kehilangan karbon melalui pelepasan dua molekul CO2.
- Pembentukan Malat:
- Glioksilat yang dihasilkan dari langkah pertama direaksikan dengan Asetil-CoA untuk membentuk malat.
- Reaksi ini dikatalis oleh enzim malate synthase.
- Seperti citrate synthase, aktivitas enzim ini diaktifkan oleh hidrolisis Coenzim A.
- Konversi Malat ke Oksaloasetat:
- Malat yang dihasilkan dari langkah kedua kemudian diubah menjadi oksaloasetat melalui reaksi dehidrogenasi yang dikatalis oleh enzim malat dehidrogenase.
- Oksaloasetat yang dihasilkan kemudian dapat didekarboksilasi dan difosforilasi menjadi PEP (fosfoenolpiruvat), yang selanjutnya dapat masuk ke jalur glukoneogenesis untuk pembentukan glukosa.
Dua enzim kunci dalam siklus ini adalah isositrat lyase dan malate synthase. Isositrat lyase bertanggung jawab atas pemecahan isositrat menjadi suksinat dan glioksilat, sementara malate synthase bertanggung jawab atas sintesis malat dari glioksilat dan Asetil-CoA.
Hasil Reaksi Siklus Glioksilat
Siklus Glioksilat adalah jalur alternatif dari Siklus Krebs yang memungkinkan organisme untuk mengkonversi asetil-CoA menjadi glukosa. Meskipun hasil energi dari siklus ini lebih sedikit dibandingkan dengan Siklus Krebs, siklus Glioksilat memainkan peran penting dalam metabolisme asam lemak dan glukoneogenesis. Reaksi kimia yang mewakili siklus ini adalah:
2CH3–CO-CoA+ 3H2O + FAD —–> C4H6O5 + FADH2 + 2CoA-SH
Dalam reaksi ini, dua molekul asetil-CoA dikonversi menjadi suksinat (C4H6O5) dengan bantuan air dan FAD, menghasilkan FADH2 sebagai produk sampingan.
Regulasi Siklus Glioksilat
Regulasi siklus Glioksilat tergantung pada kondisi lingkungan dan kebutuhan sel. Beberapa poin penting dalam regulasi siklus ini adalah:
- Pengaruh Asetat: Pada media yang kaya asetat, enzim dari Siklus Krebs, yaitu isositrat dehidrogenase, diinaktivasi melalui proses fosforilasi. Di sisi lain, asetat dapat mengaktifkan enzim yang berperan dalam siklus Glioksilat.
- Konsentrasi Isositrat: Tingginya konsentrasi isositrat dalam sel diperlukan oleh enzim isositrat lyase untuk memulai reaksi. Ini menunjukkan bahwa aktivitas enzim ini dapat diatur oleh ketersediaan substratnya.
- Interaksi dengan Siklus Krebs: Aktivitas siklus Glioksilat dan Siklus Krebs saling terkait. Ketika salah satu siklus diaktifkan, yang lainnya mungkin diinhibisi, tergantung pada kebutuhan energi dan bahan baku sel.
Dengan demikian, siklus Glioksilat memungkinkan sel untuk beradaptasi dengan perubahan lingkungan dan sumber energi, memastikan bahwa metabolisme sel tetap efisien dalam berbagai kondisi.