Satu siklus Krebs (atau siklus asam sitrat) secara langsung hanya menghasilkan 1 molekul ATP (atau ekuivalennya, GTP). Namun, peran utama siklus Krebs adalah menghasilkan molekul pembawa elektron berenergi tinggi (NADH dan FADH₂) yang akan digunakan untuk memproduksi lebih banyak ATP melalui proses fosforilasi oksidatif di rantai transpor elektron (Berg et al., 2019).
Jadi, jawaban lengkapnya perlu dibedakan antara produksi langsung dan tidak langsung.
Rincian Hasil Energi dari Satu Siklus Krebs
Setiap kali satu molekul Asetil-KoA masuk ke dalam siklus Krebs, serangkaian reaksi kimia akan menghasilkan beberapa produk kunci. Berikut adalah rincian output energi dari satu putaran siklus Krebs:
| Molekul yang Dihasilkan | Jumlah per Siklus | Fungsi |
|---|---|---|
| ATP (melalui GTP) | 1 | Energi langsung (produksi tingkat substrat). |
| NADH | 3 | Pembawa elektron berenergi tinggi. |
| FADH₂ | 1 | Pembawa elektron berenergi tinggi. |
1. Produksi ATP Langsung (Fosforilasi Tingkat Substrat)
Dalam salah satu langkah siklus Krebs, Suksinil-KoA diubah menjadi Suksinat. Reaksi ini melepaskan energi yang cukup untuk membentuk molekul Guanosin Trifosfat (GTP) dari GDP. GTP ini secara fungsional setara dengan ATP dan dapat dengan mudah mentransfer gugus fosfatnya ke ADP untuk membentuk ATP. Oleh karena itu, produksi langsungnya dihitung sebagai 1 ATP.
2. Produksi ATP Tidak Langsung (dari NADH dan FADH₂)
Ini adalah sumber energi terbesar dari siklus Krebs. Molekul NADH dan FADH₂ yang dihasilkan akan bergerak menuju rantai transpor elektron di membran mitokondria. Di sana, mereka akan melepaskan elektronnya untuk menghasilkan sejumlah besar ATP melalui proses fosforilasi oksidatif.
Konversi energinya, berdasarkan estimasi biokimia modern yang memperhitungkan biaya transpor proton, adalah sebagai berikut (Nelson & Cox, 2017):
- Setiap 1 molekul NADH akan menghasilkan sekitar 2.5 molekul ATP.
- Setiap 1 molekul FADH₂ akan menghasilkan sekitar 1.5 molekul ATP.
Total ATP per Siklus Krebs
Dengan menggunakan faktor konversi di atas, kita dapat menghitung total ATP yang dihasilkan dari satu molekul Asetil-KoA yang masuk ke siklus Krebs.
- Dari 3 NADH: 3 × 2.5 ATP = 7.5 ATP
- Dari 1 FADH₂: 1 × 1.5 ATP = 1.5 ATP
- Dari 1 GTP (ATP langsung): 1 × 1 ATP = 1 ATP
Total Keseluruhan = 10 ATP
Jadi, satu putaran siklus Krebs secara total bertanggung jawab atas produksi sekitar 10 molekul ATP.
Catatan Penting: Beberapa buku teks lama mungkin masih menggunakan faktor konversi stoikiometris 1 NADH = 3 ATP dan 1 FADH₂ = 2 ATP, yang akan menghasilkan total 12 ATP. Namun, angka hasil eksperimental (yield) sekitar 2.5 dan 1.5 ATP kini dianggap lebih akurat secara ilmiah karena memperhitungkan efisiensi proses biologis yang sebenarnya (Berg et al., 2019).
Referensi
- Berg, J. M., Tymoczko, J. L., Gatto, G. J., & Stryer, L. (2019). Biochemistry (9th Edition). W. H. Freeman.
- Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2017). Lehninger Principles of Biochemistry (7th Edition). W. H. Freeman.