Transport Elektron Kelompok 5 Dewi Adriana Putri Wiwit Puji Lestari Tiara Farah Hidayah Zuhrotul Lutfia Lubabah Putri Dhuha

Transport elektron

overview Rantai transpor elektron merupakan serangkaian reaksi oksidasi reduksi (redoks), masing-masing melibatkan oksidasi dari satu molekul (donor elektron) disertai dengan reduksi dari molekul lain (akseptor elektron). Rantai transpor elektron menerima elektron dari produk hasil perombakan glikolisis dan siklus Krebs dan mentransfer elektron dari satu molekul ke molekul lain. Energi yang dilepaskan dari setiap pelepasan elektron tersebut digunakan untuk membuat ATP. Dalam biokimia, kecenderungan dari suatu molekul untuk mendapat atau melepaskan elektron ditentukan oleh Potensial Reduksi Standard (E0)

Transport Elektron terjadi didalam membran mitokondria Pada tahap ini elektron yang dibawa oleh produk Glikolisis dan siklus kreb (NADH dan FADH2) akan dipindahkan melalui beberapa molekul yang sebagian besar berupa protein. Dan kemudian energi yang dihasilkan dari proses ini akan diubah dalam bentuk ATP. Pada sistem ini, oksigen bertindak sebagai akseptor elektron terakhir. Setelah menerima elektron , O2 akan tereduksi menjadi H2O

Berikut reaksinya: Pembawa elektron dalam transpor elektron antara lain protein FMN, besisulfur (FeS) dan sitokrom. Selain itu terdapat pula senyawa ubikuinon yang bukan merupakan protein.

Kompleks i (NADH-Coenzyme Q Reductase) Kompleks I terdiri dari FMN dan FeS. FMN berfungsi sebagai gugus prostetik dan mengkatalis reaksi NADH + H+ + FMN <=> NAD+ + FMNH2 Mempunyai pusat besi-sulfur yang mentransfer elektron dari FMNH2 ke karier berikutnya yaitu Coenzim Q (Ubiquinon) Kompleks I juga disebut NADH-coenzyme Q reductase karena elektron yang terlibat dalam reaksi ini digunakan untuk mereduksi koenzim Q Penghambat : amytal, rotenone dan piericidin A

Kompleks iI (Suksinat- koenzim q reduktase) Merupakan enzim TCA yang terikat pada membran Merupakan titik masuknya FADH2 yang diproduksi oleh suksinat dehidrogenase Elektron dari FADH2 akan didonorkan ke ubiquinone Mempunyai pusat Fe-S

Kompleks iII(Q-cytochrome c reductase) Kompleks III terdiri dari berbagai protein karier elektron yaitu: sitokrom B, pusat Fe-S dan sitokrom C1 Proses transfer elektron terkait dengan transport proton dari matriks ke ruang antar membran. Dijumpai dlm bentuk dimer, dengan masing masing memiliki 11 subunit Pergerakan elektron dr Cyt b  Fe-S dpt diblok oleh antimycin A 2,6-dichlorophenol-indophenol  diketahui mampu menerima elektron yg berasal dr Fe-S Komplek III

Merupakan protein kecil dalam sistem transport elektron dan satu satunya protein yang tidak dalam bentuk kompleks Menerima elektron dari kompleks III dan mentransfernya ke kompleks IV Karier elektron artifisial seperti  tetramethyl-p-phenylene diamine dapat menerima elektron dari cyt C

Kompleks IV (cytochrome c oxidase) Bertugas mentransfer elektron dari cyt C ke O2 Terdiri dari 3 sub unit : sub unit I, II dan III Sub unit I  mengandung gugus heme Cyt a dan Cyt a3 serta ion tembaga. Cyt a3 dan Cu  menerima elektron dr Cyt a dan mentranser ke O2 yg terikat pd Cyt a Sub unit II  mengandung ion Pb yg terikat pd residu sistein membtuk pusat berinti ganda yg disebut CuA Dapat dihambat oleh cyanida, azide dan CO

Rangkuman tahap transport elektron secara keseluruhan

Dan ini merupakan skema reaksi dan inbitor reaksi (merah)

Fosforilasi Oksidatif

Fosforilasi oksidatif merupakan proses pembentukan ATP akibat transfer elektron dari NADH atau FADH2 ke O2 melalui serangkaian pengemban elektron. Proses ini terjadi pada membran dalam mitokondria. Proses ini merupakan sumber utama pembentukan ATP pada organisme aerob.

Proses pembentukan ATP secara enzimatis dari ADP dan fosfat anorganik dengan menggunakan energi yang dikeluarkan selama proses transpot elektron Setiap pasang elektron yg melalui rantai respirasi dari NADP  O2 menghasilkan NADH + H+ + ½O2 + 3 Pi + 3 ADP  NAD + + 3 ATP + H2O Pasangan elektron yang dihidrogenasi oleh FAD dehidrogenase  menghasilkan 2 ATP

Fosforilasi oksidatif merupakan proses pembentukan ATP akibat transfer elektron dari NADH atau FADH2 ke O2 melalui serangkaian pengemban elektron. Proses ini terjadi pada membran dalam mitokondria. Proses ini merupakan sumber utama pembentukan ATP pada organisme aerob.

Proses pembentukan ATP secara enzimatis dari ADP dan fosfat anorganik dengan menggunakan energi yang dikeluarkan selama proses transpot elektron. Reaksi pembentukan ATP dari ADP oleh ATP sintase adalah sebagai berikut: NADH + H+ + ½O2 + 3 Pi + 3 ADP  NAD + + 3 ATP + H2O Hasil : 3 mol ATP per mol NADH yang dioksidasi 2 mol ATP per mol FAD(2H) yang dioksidasi ATP Sintase + Energi

Kemiosmosis Skema terciptanya suatu gradien konsentrasi proton (H+) sepanjang membran bagian dalam mitokondria oleh transpor elektron Membran dalam mitokondria atau membran plasma prokariota ditempati oleh banyak kompleks protein yang disebut ATP sintase, enzim yang sesungguhnya membuat ATP dari ADP dan fosfat anorganik.

Diagram yang disederhanakan mengenai produksi ATP dengan gradien H+ yang ditimbulkan oleh transpor elektron yang bertindak sebagai kekuatan pendorong Sebagai ganti menghidrolisis ATP untuk memompa proton melawan gradien konsentrasinya, di bawah kondisi respirasi selular, ATP sintase menggunakan energi dari gradien ion yang ada ntuk memberikan energi bagi sintesis ATP. Sumber energi bagi ATP sintase adalah perbedaan konsentrasi H+ di kedua sisi membran dalam mitokondria. Kita juga dapat menganggap gradien ini sebagai perbedaan pH, karena pH adalah ukuran konsentrasi H+ . Proses ini menggunakan energi yang tersimpan dalam bentuk gradien ion hidrogen di kedua sisi membra untuk menggerakkan kerja selular seperti sintesis ATP dan disebut kemiosmosis.

Struktur knob dan stalk ATP sintase C-ε-γ adalah rotor. a-b-γ-α3β3 adalah stator. Ion H+ mengalir menuruni gradiennya dan memasuki separuh saluran dalam stator yang tertambat dalam membran. Ion H+ memasuki situs pengikatan di dalam rotor, mengubah bentuk setiap subunit sedemikian rupa sehingga rotor berputar di dalam membran Setiap ion H+ melakukan satu putaran penuh sebelum meninggalkan rotor dan melewati kedua saluran dalam stator ke dalam matriks mitokondria Perputaran rotor menyebabkan tangkai internal terputar juga. Tangkai ini yaitu γε. Perputaran tangkai mengaktivasi situs katalitik pada knop yang menghasilkan ATP dari ADP dan Pi

Berikut ialah diagram yang menunjukkan tahapan fosforilasi oksidatif, serta inhibitor yang berperan untuk mengendalikan proses tersebut. Antimisin A dan sianida dapat menghambat proses fosforilasi oksidatif. Hal ini dapat kita korelasikan dengan gejala keracunan akibat sianida, dimana terjadi gangguan pada sistem respiasi.

Conclusion Sejak reaksi glikolisis sampai siklus Krebs, telah dihasilkan NADH sebanyak 10 dan FADH2 2 molekul. Dalam transpor elektron ini, kesepuluh molekul NADH dan kedua molekul FADH2 tersebut mengalami oksidasi sesuai reaksi berikut

Setiap oksidasi NADH menghasilkan kira-kira 3 ATP Dan kira-kira 2 ATP untuk setiap oksidasi FADH2. Jadi, dalam transpor elektron dihasilkan kira-kira 34 ATP. Ditambah dari hasil Glikolisis (2 ATP) dan siklus Krebs (2 ATP), maka secara keseluruhan reaksi respirasi seluler menghasilkan total 38 ATP Jadi dari satu molekul glukosa menghasilkan total 38 ATP. Akan tetapi, karena dibutuhkan 2 ATP untuk melakukan transpor aktif, maka hasil bersih dari setiap respirasi seluler adalah 36 ATP.