TRANSPOR ELEKTRON DAN FOSFORILASI

OKSIDATIF

Oleh:

Ade Yulianto Budiman (3415102432)Desi Ay Triana (3415101467)

Esihana Masrimuna (3415102432)Ranni Rahmawati (3415101465)

Reza Rindani(3415102424)

Pendidikan Bologi Reguler 2010

PRINSIP

• Transport elektron dan Fosforilasi Oksidatif berlangsung secara aerob di membran dalam mitikondria.

• Reaksi Pemindahan Elektron merupakan Reaksi Oksidaasi Reduksi.

• Rantai transport elektron terdiri dari 4 kompleks,kompleks I, II, III, dan IV dan kompleks V adalah kompleks enzim yang melakukan fosforilasi oksidatif .

• Komponen yang terlibat : NADH, FADH2, Ubikuinon,FMN, sitokrom, ATP Sintase (pada fosforilasi oksidatif.

• Hasil keseluruhan untuk oksidasi sempurna sebanyak 38 ATP.

Transport Elektron

Tahap akhir dalam respirasi sel aerobik yang meliputi proses perpindahan elektron dan ion Hidrogen (H+) dari molekul donor yaitu NADH dan FADH dari satu substrat ke substrat lain

secara berantai disertai dengan proses fosforilasi oksidatif.

Fosforilasi Oksidatif

Suatu proses dimana ATP dibentuk pada saat elektron dipindahkan dari NADH atau FADH2 ke O2 oleh suatu deretan senyawa pembawa elektron.

Proses pembentukan ATP secara enzimatis dengan penambahan fosfat anorganik ke molekul ADP menggunakan energi yang dikeluarkan selama proses transpot elektron

Tempat Berlangsungnya Transpor elektron berlangsung pada membran dalam mitokondria.

Reaksi Pemindahan Elektron merupakan Reaksi Oksidaasi Reduksi

• Oksidasi = pemindahan / pembebasan e- dari suatu molekul

• Reduksi = penambahan elektron ke suatu molekul

• Reaksi oksidasi – reduksi (REDOKS) reaksi pemindahan elektron

Elektron donor e- +elektron aseptor Misalnya Fe2+ e- + Fe 2+

• Dalam transport elektron pada mitokondria, elektron dipindahkan dalam berbagai bentuk,seperti ion hidrida, atom hidrogen, dan sebagai elekron di dalam tahap selanjutnya yang dikatalisa oleh sitokrom.

Molekul Pembawa Elektron pada Rantai transport Elektron

Rantai Respirasi mitokondria mengandung sejumlah besar protein pembawa elektron yang bekerja secara berurutan untuk memindahkan elektron dari substrat ke oksigen. Ada sekitar 15 atau lebih gugus kimia pada rantai transport elektron yang dapat menerima dan memindahkan elektron secara bertahap dan berurutan.

Golongan Jenis Pembawa Elektron • Nikotinamida Adenin Dinukleotida (NAD), yang aktif

dengan berbagai dehidrogenase. • Flavin Mononukleotida (FMN), pada NADH

dehidrogenase.• Ubikuinon atau koenzin Q, suatu senyawa kuinon

isorenoid yang larut dalam lemak, Fungsi ubikuinon adalah untuk mengumpulkan ekuivalen pereduksi, bukan hanya dari NADH dehidrogenase, tetapi juga dari Flavin pengikat dehidrogenase lainnya pada mitokondria.

.

• Pusat besi sulfur (Fe-S) dan sitokrom , dan tembaga pada sitokrom aa3.Sitokrom adalah protein mengandung besi pemindah elektron dan berwarna merah atau coklat, yang bekerja secara berurutan untuk mengangkut elektron dari ubikuinon ke molekul oksigen.Golongan ini merupakan protein heme , dengan besi yang berada pada kompleks porfin- besi atau heme,yang merupakan gugus protetik serupa dengan pada hemoglobin

Hampir semua protein pembawa elektron pada rantai larut dalam air dan tertanam di dalam membran mitokondria

sebelah dalam

• Tiga Kelas Sitokrom adalah Sitokrom a, b, dan c. • Sitokrom dalam rantai Respiraasi disusun dalam

urutan b c1 aa3. • Sitokrom b terdapat dlam 2 bentuk, menerma

elektron dan ubikuinon dan memindahkannya ke sitokrom c1.

• Stokrom c adalah protein kecil dengan gugus besi porifin yang terikat kovalen pada rantai polipeptida tunggalnya. Sitokrom c mudah diekstraksi dari mitokondria dan telah berhasil diperoleh dalam bentuk kristal dari berbagai spesies.

• Sitokrom aa3 berbeda dari sitokrom lain. Protein ini mengandung dua molekul heme A yang terikat kuat, dan mengandung dua atom tembaga esensial.

RANTAI TRANSPOR ELEKTRON

• Terdapat lima kompleks protein dalam mitokondria membran dalam yang terlibat dalam jalur transpor elektron dan fosforilasi oksidatif

• Kompleks I, II, III, dan IV adalah bagian dari rantai transpor elektron.

• Kompleks V adalah kompleks enzim yang melakukan fosforilasi oksidatif

Kompleks I (NADH dehidrogenase)

terdiri 43 rantai polipeptida mempunyai FMN sebagai gugus prostetik. Dan mengkatalis reaksi

NADH + H+ + FMN <=> NAD+ + FMNH2

Mempunyai 6 pusat besi-sulfur

Mempunyai pusat besi-sulfur yang mentransfer elektron dr FMNH2 ke karier berikutnya yaitu Coenzim Q

Kompleks I juga disebut NADH-coenzyme Q reductase

karena elektron yg terlibat dalam reaksi ini digunakan untuk mereduksi koenzim Q

Penghambat : Rotenone dan amytal

Kompleks II (Suksinat dehidrogenase)

Merupakan titik masuknya FADH2 yg diproduksi oleh suksinat dehidrogenase

Elektron dr FADH2 akan didonorkan ke ubiquinone

Mempunyai pusat Fe-S

Disebut juga sebagai enzim succinate-coenzyme Q reductase

Kompleks III • Terdiri dari berbagai protein karier elektron : sitokrom B, pusat Fe-S dan sitokrom C1• Pergerakan elektron dari Cyt b Fe-S dapat diblok oleh

antimycin A diketahui mampu menerima elektron yg berasal dr Fe-S Komplek III

Merupakan protein kecil dalam sistem transport elektron dan satu satunya protein yg tidak dlm bentuk kompleks

Menerima elektron dari kompleks III dan mentransfernya ke kompleks IV

Kompleks IV

Dikenal sbg sitokrom oksidase krn mengambil elektron dari cyt C

Bertugas mentransfer elektron dr cyt C ke O2

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

mengandung ion Pb yg terikat pd residu sistein membtuk pusat berinti ganda yg disebut CuA

Kompleks V (ATP synthase / F0F1 kompleks)

Pada tahap ini, proton (H+) dari proses transport elektron yang

terdapat pada ruang antar membran mitokondria menuruni gradien melalui ATP sintase, yang tetanam dalam membran di dekat

rantai transport elektron. ATP sintase memanfaatkan gaya gerak proton untuk memfosforilasi ADP

sehingga membentuk ATP

Antibiotik oligomicyn mampu terikat pada F0 kompleks dan menghambat aliran proton.

Pada fosforilasi oksidatif, pelibatan NADH menghasilkan

pembentukan 3 molekul ATP, sedangkan pelibatan

FADH2 menghasilkan pembentukan 2 molekul

ATP.

H+

NADH

H+

NAD+

FADH2

FAD+

H+

H+

H+

H+

H+H+H+

H+ H+

ADP

ATP

H+

½ O2

H+

H+

H+II

H+

H+

H+III H+ H2OIV

H+

H+

H+

H+

V

Hasil Akhir Sejak reaksi glikolisis sampai siklus Krebs,

telah dihasilkan NADH sebanyak 10 molekul dan FADH2 2 molekul. Setiap oksidasi NADH menghasilkan 3 ATP dan 2 ATP untuk setiap oksidasi FADH2.

Jadi, dalam transpor elektron dihasilkan kira-kira 34 ATP, ditambah dari hasil Glikolisis (2ATP) dan siklus Krebs (2 ATP), maka secara keseluruhan reaksi respirasi seluler menghasilkan total 38 ATP.

Akan tetapi, karena dibutuhkan 2 ATP untuk melakukan transpor aktif, maka hasil bersih dari setiap respirasi seluler adalah 36 ATP.

InhibitorSenyawa Efek terhadap transpor elektron

RotenonMenghambat transpor elektron dari NADH ke

Ubikuinon.

Antimisin A Menghambat pemindahan elektron dari ubikuinon ke sitokrom C.

Sianida Menghambat proses reduksi oksigen yang dikatalisa oleh sitokrom aa3