METABOLISME PROTEIN DAN ASAM AMINO

L. J. Kaparang

D. Purwanto

Bagian Biokimia

METABOLISME PROTEIN DAN ASAM AMINO

Protein terdiri dari : 22 Asam Amino :• 8 asam amino esensial• 2 asam amino semiesensial• 12 asam amino nonesensial

2

METABOLISME PROTEIN DAN ASAM AMINO

1. Leusin, Leu (L)2. Isoleusin, Ile (I)3. Lisin, Lys (K)4. Metionin, Met (M)5. Fenilalanin, Phe (F)6. Treonin, Thr (T)7. Triptofan, Trp (W)8. Valin, Val (V)9. Arginin, Arg (R)10. Histidin, His (H)11. Alanin, Ala (A)12. Asparagin, Asn (N)

13. Aspartat, Asp (D)14. Sistein, Cys (C)15. Glutamat, Glu (E)16. Glisin, Gly (G)17. Hidroksiprolin18. Hidroksilisin19. Prolin, Pro (P)20. Serin, Ser (S)21. Tirosin, Tyr (Y)22. Glutamin, Gln (Q)23. Se Cystein (U)

3

BIOSINTESIS ASAM AMINO NONESENSIAL

1. Pembentukan Glutamat dari reaksi aminasi reduktif α-ketoglutarat yang dikatalisis oleh enzim glutamat dehidrogenase

4

2. Pembentukan glutamin dari glutamat yang dikatalisis oleh enzim glutamin sintetase

5

3. Pembentukan alanin dan aspartat : melalui reaksi transaminasi piruvat dari membentuk alanin dan melalui reaksi transaminasi oksaloasetat membentuk aspartat

6

4. Pembentukan asparagin dari aspartat yang dikatalisis oleh enzim asparagin sintetase

7

5. Serin dibentuk dari 3-fosfogliserat (dari zat antara glikolisis) : gugus α-hidroksil diubah → gugus okso oleh NAD+ kemudian mengalami transaminasi, lalu didefosforilasi terbentuklah serin.

8

6. Glisin dapat dibentuk dari serin yang dikatalisis oleh enzim serin hidroksimetil transferase

9

•Glisin juga dapat dibentuk dari kolin

•Glisin juga dapat dibentuk dari glioksilat, glutamat dan alanin10

7. Prolin dibentuk dari glutamat

11

8. Sistein dibentuk dari metionin dan serin.

Mula-mula metionin →→→ homosistein,

Selanjutnya : Homosistein + serin→ sistein + homoserin

12

9. Tirosin dibentuk dari fenilalanin melalui reaksi fenilalanin hidroksilasi

13

10. Hidroksiprolin dan hidroksilisin : dari prolin dan lisin yang mengalami hidroksilasi

14

BIOSINTESIS ASAM AMINO ESENSIAL

• Asam keto dari valin, leusin, dan isoleusin dapat menggantikan asam aminonya dalam makanan.

• Enzim transaminase dapat melakukan interkonversi reversibel ketiga asam amino itu dan asam α-keto nya.

• Sehingga asam α-keto ini dapat menggantikan asam aminonya dalam makanan.

15

KESETIMBANGAN N

• Kesetimbangan N = (+), artinya N yang masuk > ekskresi; bayi yang sedang tumbuh & ibu hamil.

• N = 0, artinya N yang masuk = keluar; dewasa normal.

• N = (-), artinya N yang masuk < ekskresi; pasca bedah, kanker stadium lanjut, dan defisiensi protein.

16

KATABOLISME N ASAM AMINO

ProteinDegradasi PenggunaanProtein kembali

untuk sintesis protein

Asam amino↓

Katabolisme17

KATABOLISME N ASAM AMINO

• Hewan-hewan yang mengekskresi nitrogen dari asam amino dan senyawa lain sebagai : amonia, asam urat atau ureum.

• Hewan yang mengekskresi amonia : bersifat amonotelik (jenis ikan)

• Hewan yang mengekskresi asam urat : bersifat urikotelik (burung)

• Hewan yang mengekskresi ureum : bersifat ureotelik (manusia)

18

KATABOLISME N ASAM AMINO

• Biosintesis ureum dibagi 4 tahap :1.Transaminasi2.Deaminasi oksidatif3.Transpor amonia4.Siklus urea

19

KATABOLISME N ASAM AMINO

Ad 1. Reaksi transaminasi antara 2 asam α-amino dan 2 asam α-keto.

20

KATABOLISME N ASAM AMINO

• Reaksi transaminase dikatalisis oleh enzim transaminase : butuh koenzim PLP (piridoksal fosfat)

• Yang membantu sebagai carrier gugus amino : GPT, GOT

21

KATABOLISME N ASAM AMINOGugus α-amino pada kebanyakan asam amino ditransfer ke α-keto → glutamat

22

KATABOLISME N ASAM AMINOKemudian N dilepaskan sebagai NH3 oleh enzim glutamat dehidrogenase (GDH) dengan koenzim NAD+ atau NADP+

23

KATABOLISME N ASAM AMINOAd 2. Sebagian besar amonia yang terlepas dari asam α-amino sebagai kerja transaminase dan GDH. Selain itu juga melalui Deaminasi Oksidatif oleh enzim asam amino oksidase

24

KATABOLISME N ASAM AMINO

Ad 3. Transpor Amonia• Di semua jaringan tubuh dibentuk : NH3 yang paling

banyak dari usus : bakteri deaminatif → absorbsi ke dalam darah / v. porta → hati.

• Oleh hati : NH3 itu cepat dihilangkan dengan 3 cara : 1. Direaksikan dengan α-Kg :α-Kg + NH3 GDH Glu

Glu + NH3 Glutamin sintetase Gln

CO2 + NH3 (siklus urea) UREA25

KATABOLISME N ASAM AMINOAd 4. Siklus Urea

26

KATABOLISME RANGKA KARBON ASAM AMINO

• Asam amino dapat dikatabolisme menjadi substrat bagi biosintesis karbohidrat dan lemak

• 13 asam amino : Glikogenik• 1 asam amino : Ketogenik• 5 asam amino : Glikogenik dan ketogenik

27

KATABOLISME RANGKA KARBON ASAM AMINO

Tabel 1. Peristiwa yang dialami rangka karbon asam-asam α-amino

Diubah menjadi senyawa-senyawa amfibolik sehingga membentuk :

Glikogen (“Glikogenik”)

Lemak(“Ketogenik”)

Glikogenik dan Lemak(“Glikogenik” dan

“Ketogenik”)

AlaArgAspCysGluGlyHisHypMetProSerThrVal

Leu IleLysPheTrpTyr

28

KATABOLISME RANGKA KARBON ASAM AMINO

Asam amino dapat dirobah menjadi zat antara Amfibolik

29

PEMBENTUKAN PRODUK KHUSUS DARI ASAM AMINO

• Glisin : 1. Konjugat glisin2. Kreatin → kreatinin3. Haem4. Purin

• Histidin : dekarboksilasi → histamin (vasodilatasi)• Triptofan → Serotonin (vasokonstriksi)• Tirosin → Melanin

→ Hormon tiroid→ Epinefrin & norepinefrin

• Glutamat → didekarboksilasi → GABA

30