METABOLISME PROTEIN - ASAM AMINO

Dr. Tony S Natakarman

Fungsi protein• Katalitik. jenisnya enzim (katalase dll)• Struktural. Protein struktural (kolagen,elastin, keratin dll)• Motil(mekanik) .Protein kontraktil (aktin, miosin otot)• Penyimpanan (dari zat makanan). Protein angkutan (kasein susu ,

ovalbumin telur, feritin besi)• Pengangkutan (dari zat makanan). Protein angkutan (albumin

serum mengangkut asam lemak, hemoglobin mengangkut oksigen)• Pengatur (dari metabolisme sel). Protein hormon (insulin), enzim

pengatur (fosfofruktokinase)• Perlindungan (kekebalan: darah). Antibodi (imunoglobulin), protein

penggumpal(trombin, fibrinogen)• Tanggap toksik. Protein toksin (toksin bisa ular), toksin bakteri

(diphteri)

ASAM AMINO

• Asam amino yang menyusun protein tubuh adalah L alfa amino

• Ada 20 jenis asam amino yang menyusun protein tubuh yaitu phenilalanin, valin,treonin, metionin, arginin, triptofan, histidin ,isoleusin,leusin dan lisin.

• Arginin dan histidin adalah asam amino semi esensial (dapat disintesis tapi tidak mencukupi kebutuhan tubuh ). Yang lainnya asam amino esensial (tidak dapat disintesis, sumbernya dari makanan (eksogen)

ASAM AMINO

• Asam amino non esensial (dapat disinteis dalam jumlah yang cukup) yaitu glisin, alanin, serin, sistein, glutamat , glutamin, aspartat, asparagin, prolin dan tirosin.

Jenis reaksi dalam metabolisme asam amino

• Reaksi Transaminasi

• Reaksi Deaminasi Oksidatif

• Reaksi Dekarboksilasi

Reaksi Transaminasi

• Reaksi pemindahan gugus amino dari asam alfa amino 1 ke asam alfa keto 1 sehingga asam alfa amino 1 setelah melepaskan gugus aminonya ke asam alfa keto 1 sekarang menjadi asam alfa keto 2 dan asam alfa keto 1 setelah menerima gugus amino dari asam alfa amino 1 sekarang menjadi asam alfa amino 2

Reaksi Transaminasi

• Memerlukan koenzim vitamin B6 (piridoksin fosfat)

• Reaksinya reversibel• Enzimnya transaminase / amino transferase.

Contohnya SGOT (=Serum Glutamic Oxalloacetic Transaminase) dan SGPT (= Serum Glutamic Pyruvic Transaminase)

• Umumnya semua asam amino dapat mengalami reaksi trasaminasi kecuali lisin , treonin , prolin dan hidroksi prolin

Contoh pasangan asam alfa amino dengan asam alfa keto

• Glisin dengan asam glioksilat

• Alanin dengan asam piruvat

• Aspartat dengan asam oksaloasetat

• Glutamat dengan asam alfa keto glutarat

Reaksi Deaminasi Oksidatif

• Asam amino yang mengalami reaksi deaminasi oksidatif akan berubah menjadi asam alfa keto dan melepaskan NH3

• Reaksinya irreversibel• Enzimnya Amino acid oksidase• Khusus untuk asam amino glutamat

mengalami reaksi deaminasi oksidatif dapat menggunakan enzim L glutamat dehidrogenase. Reaksinya reversibel

Reaksi Dekarboksilasi

• Asam amino yang mengalami reaksi dekarboksilasi akan berubah menjadi senyawa amina primer dan membebaskan CO2

• Enzimnya adalah suatu dekarboksilase• Memerlukan koenzim vitamin B6 (piridoksal

fosfat)• Contohnya serin ----- etanolamin, triptofan----

triptamin, tirosin ------ tiramin , histidin ------ histamin, glutamat---- gaba(gama amino butirat)

SINTESISASAM AMINO NON ESENSIAL

• Dibentuk dari zat antara ---- amfibolik

• Dibentuk dari asam amino non esensial yang lain

• Dibentuk dari asam amino esensial (tirosin, sistein dan hidroksi lisin)

Dari zat antara amfibolik

• Asam piruvat mengalami reaksi transaminasi menjadi alanin

• Kolin menjadi glisin

• Alpha ketoglutarat mengalami reaksi transaminasi menjadi glutamat

• Oksaloasetat mengalami reaksi transaminasi menjadi aspartat

• dll

Dari asam amino nonesensial

• Glisin menjadi serin dan sebaliknya serin menjadi glisin

• Glutamat menjadi glutamin dikatalisis oleh enzim glutamin sintase

• Aspartat menjadi asparagin dikatalisis oleh asparagin sintase

Dari asam amino esensial

• Sintesis asam amino tirosin dari asam amino fenilalanin (esensial)

• Sintesis asam amino sistein dari asam amino metionin (esensial) dan serin

• Sintesis asam amino hidroksi lisin dari asam amino lisin (esensial)

Katabolisme N protein/asam amino

• Transaminasi

• Deaminasi Oksidatif

• Transport amonia

• Sintesis Urea

Transport amonia

• Amonia bersifat toksik• Ditransport tidak dalam bentuk bebas (dari jaringan

ekstra hepatik ke hepar)• Mekanisme utama (terjadi pada banyak jaringan):

Glutamin sintase akan mengubah amonia + Glutamat menjadi glutamin

• Glutamatnya berasal dari alfa ketoglutarat (SAS) yang mengalami reaksi transaminasi dengan asam amino lain

• Dalam bentuk glutamin diangkut ke hati , ginjal dan usus • Dalam hati glutamin akan dihidrolisis oleh enzim

glutaminase menjadi amonia (yang masuk ke siklus urea) dan glutamat

Transport amonia

• Dalam ginjal glutaminase membebaskan amonia untuk diekskresikan dengan kelebihan asam dari darah

• Dalam otot 30% dari amino nitrogen yang dibentuk dari hasil katabolisme protein dikirim ke hati dalam bentuk alanin (sebagaimana juga glutamin)

Siklus Urea

• Struktur urea • Endergonik . Sintesis 1 mol urea memerlukan 3

mol ATP ( 2 mol ATP -- 2 mol ADP dan 1 mol ATP---- 1mol AMP)

• Enzim regulatornya yaitu Glutamat Dehidrogenase dan Karbamoil Fosfat Sintase 1

• Terjadi di hati• Produk akhirnya adalah urea akan masuk ke

aliran darah dan dibuang melalui ginjal (urin)

Siklus urea/Langkah-langkahnya

• Pembentukan Karbamoil fosfat . Substratnya amonia (hasil katabolisme asam amino) dan karbon dioksida. Dikatalisis oleh enzim Karbamoil fosfat sintase 1(suatu enzim alosterik memerlukan N asetil glutamat sebagai aktivatornya). Berlangsung dalam matriks mitokondria . Memerlukan ATP

Siklus Urea

• Pembentukan Sitrulin. Dikatalisis oleh enzim Ornitin transkarbamoilase. Substratnya adalah karbamoil fosfat + ornitin. Terjadi di matriks mitokondria

• Pembentukan Argininosuksinat.Dikatalisis oleh enzim Argininosuksinat sintase. Substratnya adalah sitrulin + aspartat. Memerlukan ATP ----- AMP. Berlangsung dalam sitosol

Siklus Urea

• Pembentukan Arginin . Berlangsung dalam sitosol. Dikatalisis oleh enzim Argininosuksinat liase. Substratnya Arginino suksinat. Produknya arginin + fumarat. Fumarat dalam sas akan diubah menjadi aspartat (dpt dipakai untuk sintesis urea)

• Pelepasan Urea. Berlangsung di sitosol. Dikatalisis oleh enzim arginase. Substratnya adalah arginin dan produknya adalah urea dan ornitin (siap bergabung dengan karbamoil fosfat untuk masuk kesiklus urea selanjutnya)

Katabolisme Kerangka Karbon Asam amino

• Menghasilkan zat amfibolik yaitu: asam piruvat (glisin, alanin, serin, treonin,OH prolin),zat antara sas : oksaloasetat (asparagin, aspartat) , fumarat (fenilalanin, tirosin), suksinil koA (metionin, valin, isoleusin), alfa ketoglutarat (glutamin, glutamat, histidin, prolin dan arginin)

Katabolisme Kerangka Karbon Asam amino

• Menghasilkan zat amfibolik asetil KoA atau Asetoasetil KoA

• Asam aminonya adalah triptofan, fenlalanin, tirosin ,isoleusin , lisin dan leusin

Katabolisme Kerangka Karbon Asam amino

• Asam amino glikogenik adalah asam amino yang pada katabolisme kerangka karbonnya menghasilkan zat amfibolik yang masuk ke jalur metabolisme karbohidrat ( glukoneogenesis)

• Asam amino ketogenik adalah asam amino yang pada katabolisme kerangka karbonnya menghasilkan zat amfibolik yang masuk ke jalur metabolisme lipid

• Asam amino glikoketogenik adalah asam amino yang pada katabolisme kerangka karbonnya menghasilkan zat amfibolik yang masuk ke jalur metabolisme karbohidrat dan juga menghasilkan zat amfibolik yang masuk ke jalur metabolisme lipid

Katabolisme Kerangka Karbon Asam amino

• Asam amino ketogenik ada dua yaitu: Leusin dan Lisin

• Asam amino glikoketogenik ada 4 yaitu fenilalanin, tirosin, isoleusin dan triptofan

• Sisanya yaitu 14 asam amino (glisin,alanin, serin,, glutamat, glutamin, aspartat, asparagin, valin, sistein, metionin, histidin, arginin dan treonin dan prolin) adalah asam amino glikogenik