Seri Biokimia Obat Kotor: Fosforilasi Oksidatif

Gambaran Umum

• Fokus pada fosforilasi oksidatif, juga dikenal sebagai rantai transpor elektron (ETC).
• Pelajaran sebelumnya mencakup metabolisme glukosa: glikolisis ke piruvat, piruvat ke asetil-CoA, dan siklus TCA.
• Pentingnya NADH dan FADH2 yang dihasilkan dalam siklus TCA karena digunakan dalam fosforilasi oksidatif untuk menghasilkan ATP.

Tujuan Rantai Transpor Elektron

• Mengaitkan energi yang tersimpan di penerima elektron dengan gradien proton yang mendorong sintesis ATP.

Struktur Rantai Transpor Elektron

• Berlokasi di sepanjang membran dalam mitokondria.
• Melibatkan serangkaian kompleks yang diberi nomor 1 hingga 5:
  • Kompleks 1 (NADH dehidrogenase)
  • Kompleks 2 (suksinat dehidrogenase)
  • Kompleks 3 (kompleks sitokrom b-c1)
  • Kompleks 4 (sitokrom c oksidase)
  • Kompleks 5 (ATP sintase)
• Koenzim Q (CoQ) dan Sitokrom C juga berperan penting.

Proses Transpor Elektron

• Kompleks 1:
  • Menerima elektron dari NADH, menjadi sangat bermuatan, dan memompa proton dari matriks mitokondria ke ruang antar membran.
• Kompleks 2:
  • Menerima elektron dari FADH2 tetapi tidak memompa proton.
• Koenzim Q (CoQ):
  • Penerima elektron umum untuk kompleks 1 dan 2.
• Kompleks 3:
  • Menerima elektron dari CoQ, menjadi sangat bermuatan, dan memompa proton.
  • Menyerahkan elektron ke Sitokrom C.
• Kompleks 4:
  • Menerima elektron dari Sitokrom C, menjadi sangat bermuatan, dan memompa proton.
  • Penerima elektron terakhir adalah oksigen, membentuk dua molekul air.

Sintesis ATP

• Kemiosmosis: Kombinasi dari gradien proton dan ATP sintase (Kompleks 5).
• Proton mengalir dari ruang antar membran kembali ke matriks melalui ATP sintase, mengubah ADP menjadi ATP.
• Siklus berkelanjutan, asalkan NADH dan FADH2 tersedia.

Inhibitor Rantai Transpor Elektron

• Rotenon: Menghambat Kompleks 1
• Antimisin: Menghambat Kompleks 3
• Sianida/Karbon Monoksida: Menghambat Kompleks 4 dan Sitokrom C
• Oligomisin: Menghambat ATP sintase
• Agen pemisah (misalnya, 2,4-DNP): Mengganggu gradien proton

Gambaran Umum Produksi ATP

• Glikolisis: Net 2 ATP, ditambah NADH yang dapat menghasilkan ~3-5 ATP.
• Metabolisme Piruvat: NADH menghasilkan ~5 ATP.
• Siklus TCA: Net 2 ATP, ditambah 6 NADH dan 2 FADH2.
  • NADH: 2,5 ATP masing-masing, total ~15 ATP.
  • FADH2: 1,5 ATP masing-masing, total ~3 ATP.
• Total hasil ATP dari glikolisis hingga akhir rantai transpor elektron: ~30-32 ATP.

Ringkasan

• Fosforilasi oksidatif adalah proses utama penghasil ATP dalam metabolisme sel.
• Sangat tergantung pada pengangkutan NADH dan FADH2 dari jalur metabolik sebelumnya.
• Pemahaman tentang ETC dan inhibisinya sangat penting untuk ujian dan aplikasi biokimia.