Siklus glioksilat, variasi dari siklus asam trikarboksilat (siklus krebs), ialah jalur anabolik yang terjadi pada tumbuhan, bakteri, protista, dan jamur. Siklus glioksilat berpusat pada konversi asetil-KoA menjadi suksinat untuk sintesis karbohidrat.
Dalam mikroorganisme, siklus glioksilat memungkinkan sel memakai senyawa karbon sederhana sebagai sumber karbon ketika sumber kompleks ibarat glukosa tidak tersedia. Siklus ini umumnya dianggap tidak ada pada hewan, dengan pengecualian nematoda pada tahap awal embriogenesis.
Proses ini melewati langkah-langkah dekarboksilasi yang terjadi dalam siklus krebs, memungkinkan senyawa karbon sederhana dipakai dalam sintesis makromolekul, termasuk glukosa. Glioksilat selanjutnya dikombinasikan dengan asetil-KoA untuk menghasilkan malat, dikatalisasi oleh malat sintase. Malat juga terbentuk secara paralel dari suksinat oleh agresi dehidrogenase suksinat dan fumarase.
Jalur ini memungkinkan sel - sel untuk memperoleh energi dari lemak. Untuk memanfaatkan asetat dari lemak untuk biosintesis karbohidrat, siklus glioksilat, yang reaksi awalnya identik dengan siklus krebs, digunakan.
Dinding sel yang mengandung organisme, ibarat tanaman, jamur, dan bakteri, memerlukan jumlah karbohidrat yang sangat besar selama pertumbuhan mereka untuk biosintesis polisakarida kompleks, ibarat selulosa, glukan, dan kitin. Dalam organisme ini, dengan tidak adanya karbohidrat yang tersedia (misalnya, di lingkungan mikroba tertentu atau selama perkecambahan biji pada tanaman), siklus glioksilat memungkinkan sintesis glukosa dari lipid melalui asetat yang dihasilkan dalam β-oksidasi asam lemak.
Siklus glioksilat melewati langkah-langkah dalam siklus krebs dimana karbon hilang dalam bentuk CO 2 . Dua langkah awal siklus glioksilat identik dengan siklus krebs: asetat → sitrat → isositrat
Pada langkah berikutnya, dikatalisasi oleh enzim siklus glioksilat pertama, isositrat liase, isositrat mengalami pembelahan menjadi suksinat dan glioksilat.
Glioksilat mengembun dengan asetil-KoA (langkah yang dikatalisasi oleh malat sintase), menghasilkan malat. Malat dan oksaloasetat sanggup diubah menjadi fosfoenolpiruvat (PEP), yang merupakan produk dari fosfoenolpiruvat karboksikinase, enzim pertama dalam glukoneogenesis. Hasil higienis dari siklus glioksilat ialah produksi glukosa dari asam lemak. Suksinat yang dihasilkan pada langkah pertama sanggup masuk ke dalam siklus krebs untuk alhasil membentuk oksaloasetat.
Pada tanaman, siklus glioksilat terjadi dalam peroksisom khusus yang disebut glioksisom. Siklus ini memungkinkan benih untuk memakai lipid sebagai sumber energi untuk membentuk tunas selama perkecambahan. Benih tidak sanggup menghasilkan biomassa memakai fotosintesis sebab kurangnya organ untuk melaksanakan fungsi ini. Lipid biji berkecambah dipakai untuk pembentukan karbohidrat yang merupakan materi bakar pertumbuhan dan perkembangan organisme.
Siklus glioksilat juga sanggup menyediakan tumbuhan dengan aspek lain dari keragaman metabolik. Siklus ini memungkinkan tumbuhan mengambil asetat baik sebagai sumber karbon dan sebagai sumber energi. Asetat dikonversi menjadi Asetil KoA (mirip dengan siklus krebs).
Asetil KoA ini sanggup diteruskan ke siklus glioksilat, dan beberapa suksinat dilepaskan selama siklus ini. Empat molekul karbon suksinat sanggup diubah menjadi banyak sekali karbohidrat melalui kombinasi proses metabolisme lainnya; tumbuhan sanggup mensintesis molekul memakai asetat sebagai sumber karbon. Asetil KoA juga sanggup bereaksi dengan glioksilat untuk menghasilkan beberapa NADPH dari NADP +, yang dipakai untuk menggerakkan sintesis energi dalam bentuk ATP nanti dalam Rantai Transportasi Elektron.
Jamur patogenik
Siklus glioksilat sanggup melayani tujuan yang berbeda dalam beberapa spesies jamur patogen. Tingkat enzim utama dari siklus glioksilat, isostrat liase dan malat sintase, sangat meningkat sesudah jamur ini melaksanakan kontak dengan inang manusia.
Mutan dari spesies jamur tertentu yang kekurangan isostrat liase juga secara signifikan kurang virulen dalam studi dengan tikus dibandingkan dengan tipe liar. Hubungan yang sempurna antara dua pengamatan ini masih dieksplorasi, tetapi sanggup disimpulkan bahwa siklus glioksilat ialah faktor yang signifikan dalam patogenesis mikroba ini.
Vertebrata
Vertebrata pernah dianggap tidak sanggup melaksanakan siklus ini sebab tidak ada bukti dari dua enzim utamanya, isositrat liase dan malat sintase. Namun, beberapa penelitian memperlihatkan bahwa siklus ini mungkin ada di beberapa (jika tidak semua) vertebrata.
Secara khusus, beberapa penelitian memperlihatkan bukti komponen siklus glioksilat yang ada dalam jumlah yang signifikan dalam jaringan hati ayam. Data ibarat ini mendukung gagasan bahwa siklus glioksilat secara teoritis sanggup terjadi bahkan pada vertebrata yang paling kompleks sekalipun.
Eksperimen lain juga memperlihatkan bukti bahwa siklus ini ada di antara spesies serangga dan invertebrata maritim tertentu, serta bukti berpengaruh keberadaan siklus ini pada spesies nematoda. Namun, eksperimen lain membantah klaim ini.
Beberapa publikasi bertentangan dengan kehadiran siklus glioksilat pada mamalia : misalnya, satu makalah menyatakan bahwa siklus glioksalat aktif dalam hibernasi beruang, tetapi laporan ini diperdebatkan dalam makalah selanjutnya.
Kebanyakan inhibitor yang dilaporkan dari siklus glioksilat menargetkan enzim pertama dari siklus ini (isositrat liase). Inhibitor dilaporkan untuk Candida albicans untuk penggunaan potensial sebagai biro antijamur. Siklus glioksilat mikobakteri juga ditargetkan untuk perawatan potensial tuberkulosis.
 |
| Siklus glioksilat |
Kemiripan dengan siklus krebs
Siklus glioksilat memakai lima dari delapan enzim yang terkait dengan siklus krebs : sitrat sintase, akonitase, dehidrogenase suksinat, fumarase, dan dehidrogenase malat. Dua siklus berbeda dalam siklus glioksilat, isositrat diubah menjadi glioksilat dan suksinat menjadi isositrat liase, bukan α-ketoglutarat.Proses ini melewati langkah-langkah dekarboksilasi yang terjadi dalam siklus krebs, memungkinkan senyawa karbon sederhana dipakai dalam sintesis makromolekul, termasuk glukosa. Glioksilat selanjutnya dikombinasikan dengan asetil-KoA untuk menghasilkan malat, dikatalisasi oleh malat sintase. Malat juga terbentuk secara paralel dari suksinat oleh agresi dehidrogenase suksinat dan fumarase.
Proses siklus glioksilat
Asam lemak dari lipid biasanya dipakai sebagai sumber energi oleh vertebrata sebab asam lemak terdegradasi melalui β-oksidasi ke dalam molekul asetat. Asetat ini, terikat pada gugus tiol aktif A, memasuki siklus asam sitrat (siklus krebs) di mana ia sepenuhnya teroksidasi menjadi karbon dioksida.Jalur ini memungkinkan sel - sel untuk memperoleh energi dari lemak. Untuk memanfaatkan asetat dari lemak untuk biosintesis karbohidrat, siklus glioksilat, yang reaksi awalnya identik dengan siklus krebs, digunakan.
Dinding sel yang mengandung organisme, ibarat tanaman, jamur, dan bakteri, memerlukan jumlah karbohidrat yang sangat besar selama pertumbuhan mereka untuk biosintesis polisakarida kompleks, ibarat selulosa, glukan, dan kitin. Dalam organisme ini, dengan tidak adanya karbohidrat yang tersedia (misalnya, di lingkungan mikroba tertentu atau selama perkecambahan biji pada tanaman), siklus glioksilat memungkinkan sintesis glukosa dari lipid melalui asetat yang dihasilkan dalam β-oksidasi asam lemak.
Siklus glioksilat melewati langkah-langkah dalam siklus krebs dimana karbon hilang dalam bentuk CO 2 . Dua langkah awal siklus glioksilat identik dengan siklus krebs: asetat → sitrat → isositrat
Pada langkah berikutnya, dikatalisasi oleh enzim siklus glioksilat pertama, isositrat liase, isositrat mengalami pembelahan menjadi suksinat dan glioksilat.
Glioksilat mengembun dengan asetil-KoA (langkah yang dikatalisasi oleh malat sintase), menghasilkan malat. Malat dan oksaloasetat sanggup diubah menjadi fosfoenolpiruvat (PEP), yang merupakan produk dari fosfoenolpiruvat karboksikinase, enzim pertama dalam glukoneogenesis. Hasil higienis dari siklus glioksilat ialah produksi glukosa dari asam lemak. Suksinat yang dihasilkan pada langkah pertama sanggup masuk ke dalam siklus krebs untuk alhasil membentuk oksaloasetat.
Fungsi pada organisme
TanamanPada tanaman, siklus glioksilat terjadi dalam peroksisom khusus yang disebut glioksisom. Siklus ini memungkinkan benih untuk memakai lipid sebagai sumber energi untuk membentuk tunas selama perkecambahan. Benih tidak sanggup menghasilkan biomassa memakai fotosintesis sebab kurangnya organ untuk melaksanakan fungsi ini. Lipid biji berkecambah dipakai untuk pembentukan karbohidrat yang merupakan materi bakar pertumbuhan dan perkembangan organisme.
Siklus glioksilat juga sanggup menyediakan tumbuhan dengan aspek lain dari keragaman metabolik. Siklus ini memungkinkan tumbuhan mengambil asetat baik sebagai sumber karbon dan sebagai sumber energi. Asetat dikonversi menjadi Asetil KoA (mirip dengan siklus krebs).
Asetil KoA ini sanggup diteruskan ke siklus glioksilat, dan beberapa suksinat dilepaskan selama siklus ini. Empat molekul karbon suksinat sanggup diubah menjadi banyak sekali karbohidrat melalui kombinasi proses metabolisme lainnya; tumbuhan sanggup mensintesis molekul memakai asetat sebagai sumber karbon. Asetil KoA juga sanggup bereaksi dengan glioksilat untuk menghasilkan beberapa NADPH dari NADP +, yang dipakai untuk menggerakkan sintesis energi dalam bentuk ATP nanti dalam Rantai Transportasi Elektron.
Jamur patogenik
Siklus glioksilat sanggup melayani tujuan yang berbeda dalam beberapa spesies jamur patogen. Tingkat enzim utama dari siklus glioksilat, isostrat liase dan malat sintase, sangat meningkat sesudah jamur ini melaksanakan kontak dengan inang manusia.
Mutan dari spesies jamur tertentu yang kekurangan isostrat liase juga secara signifikan kurang virulen dalam studi dengan tikus dibandingkan dengan tipe liar. Hubungan yang sempurna antara dua pengamatan ini masih dieksplorasi, tetapi sanggup disimpulkan bahwa siklus glioksilat ialah faktor yang signifikan dalam patogenesis mikroba ini.
Vertebrata
Vertebrata pernah dianggap tidak sanggup melaksanakan siklus ini sebab tidak ada bukti dari dua enzim utamanya, isositrat liase dan malat sintase. Namun, beberapa penelitian memperlihatkan bahwa siklus ini mungkin ada di beberapa (jika tidak semua) vertebrata.
Secara khusus, beberapa penelitian memperlihatkan bukti komponen siklus glioksilat yang ada dalam jumlah yang signifikan dalam jaringan hati ayam. Data ibarat ini mendukung gagasan bahwa siklus glioksilat secara teoritis sanggup terjadi bahkan pada vertebrata yang paling kompleks sekalipun.
Eksperimen lain juga memperlihatkan bukti bahwa siklus ini ada di antara spesies serangga dan invertebrata maritim tertentu, serta bukti berpengaruh keberadaan siklus ini pada spesies nematoda. Namun, eksperimen lain membantah klaim ini.
Beberapa publikasi bertentangan dengan kehadiran siklus glioksilat pada mamalia : misalnya, satu makalah menyatakan bahwa siklus glioksalat aktif dalam hibernasi beruang, tetapi laporan ini diperdebatkan dalam makalah selanjutnya.
Penghambatan siklus glioksilat
Karena tugas sentral siklus glioksilat dalam metabolisme spesies patogen termasuk jamur dan bakteri, enzim siklus glioksilat ialah sasaran penghambatan ketika ini untuk pengobatan penyakit.Kebanyakan inhibitor yang dilaporkan dari siklus glioksilat menargetkan enzim pertama dari siklus ini (isositrat liase). Inhibitor dilaporkan untuk Candida albicans untuk penggunaan potensial sebagai biro antijamur. Siklus glioksilat mikobakteri juga ditargetkan untuk perawatan potensial tuberkulosis.
Share This :
comment 0 comments
more_vert