Katabolisme Protein Proses Katabolisme Protein
Pada proses katabolisme protein asamasam amino tidak dapat disimpan oleh tubuh. Jika jumlah asam amino berlebih atau terjadi kekurangan sumber energy lain (karbohidrat dan protein), tubuh akan menggunakan asam amino sebagai sumber energi. Tidak seperti karbohidrat dan lipid, asam amino memerlukan pelepasan gugus amina. Gugus amin ini kemudian dibuang karena bersifat toksik bagi tubuh.
Terdapat 2 tahap pelepasan gugus amin dari asam amino, yaitu: Transaminasi Transaminasi adalah proses utama untuk mengeluarkan nitrogen dari asam amino. Umumnya, nitrogen dipindahkan sebagai gugus amino dari asam amino asal ke α-ketoglutarat sehingga terbentuk glutamat,sementara asam amino semula berubah menjadi asam αketopadanannya. Misalnya asam amino aspartat dapat mengalami transaminasi membentuk asam α-keto-oksaloasetat. Dalam proses ini,gugus amino dipindahkan ke α-ketoglutarat, yang berubah menjadi asam amino glutamat. Semua asam amino kecuali lisin dan treonin dapat mengalami reaksi transaminasi. Enzim yang mengkatalis reaksi ini dikenal sebagai transaminase atau aminotransferase. Untuk sebagian besar reaksi ini, α-ketoglutarat dan glutamat berfungsi sebagai salah satu pasangan α-keto-asam amino. kofaktornya adalah piridoksal fosfat. Deaminasi Oksidatif Reaksi deaminasi oksidatif terjadi dalam jaringan ginjal dan hati. Berbeda dengan reaksi transaminasi yang memidahkan gugus amino, deamiasioksidatif oleh glutamat dehidrogease menghasilkan gugus amino bebas disebut ammonia (NH3).Glutamat merupakan molekul unik, satu-satunya asam amino yang mengalami deaminasi oksidatif (dikatalis oleh glutamat dehidrogenase). Glutamat dehidrogenase mampu menggunakan koenzim NAD+ maupun NADP+. NAD+ digunakan terutama pada deaminasi oksidatif dan NADP+ digunakan dalam aminasi reduktif (Harvey, 12++). Pada proses deaminasi oksidatif glutamat ada 2 kemungkinan yang terjadi pada glutamat. Yang pertama,glutamat kembali lagi menjadi ke α-ketoglutarat dan yang kedua, glutamat menjadi amoniak .
Glutamat yang kembali menjadi ke α-ketoglutarat akan melalui siklus yang dinamakan siklus krebs . Seperti yang telah dijelaskan, tahap pertama degradasi protein adalah transaminasi dari asam amino
tersebut menggunakan enzim aminotransferase yang menghasilkan piruvat dan glutamat. piruvat akan mengalami dekarboksilasi oksidatif berubah menjadi asetil Koa dan masuk ke siklus kreb melalui reaksi dengan oksaloasetat dan menjadi sitrat. Kemudian glutamat akan terdeaminasi, dengan gugus amin melepaskan H + dan mereduksi NAD+ menjadi NADH (energi) serta menhghasilkan NH 4. NH4 masuk ke siklus urea dan glutamat berubah menjadi α-ketoglutara tdan masuk ke siklus kreb. SIKLUS KREBS
Seperti yang terlihat, asam amino alanin, glisin, cysteine, serine,dan threonine masuk ke siklus kreb melalui perubahan menjadi piruvat. Leucine, lysine, phenylelenine, tyrosine masuk melaui perubahan menjadi acetoacetate, sedangkan Tryptophan, leusin, isoleusin juga dapat masuk melalui perubahan menjadi Acetyl-coa. Glutamate, glutamine, histidin,proline, dan arginin masuk melalui perubahan
menjadi α-ketoglutarat. Valine, Methionine, Threonine, dan isoleusin juga dapat masuk ke siklus kreb melalui perubahan menjadi Suksinat. Aspartat, tyrosine, phenylalanine masuk melalui perubahan menjadi fumarat. Aspartat dan asparagin masuk melalui oksaloacetate.
Glutamate yang menjadi amoniak akan melalui siklus yang dinamakan siklus urea karena sisa protein amoniak yang harus dikeluarkan ini harus berupa senyawa yang larut dengan air maka dari itu amoniak harus diubah menjadi urea melalui siklus urea yang nantinya akan dikeluarkan bersama urin. SIKLUS UREA Hans Krebs dan Kurt Henseleit pada tahun 1932 mengemukakan serangkaian reaksi kimia tentang pembentukan urea. Mereka berpendapatbahwa urea terbentuk dari ammonia dan karbondioksida melalui serangkaian reaksi kimia yang berupa siklus, yang mereka namakan siklus urea. Pembentukan urea ini terutama berlangsung dalam hati. Urea adalah suatu senyawa yang mudah larut dalam air, bersifat netral,terdapat dalam urin yang dikeluarkan dari dalam tubuh (Poedjidadji,1994)i. Bosintesis urea terdiri atas beberapa tahap reaksi yang merupakan suatu siklus sebagai berikut (Poedjidadji,1994) :
1) Tahap 1 Sintesis Karbamil Fosfat Dalam reaksi pembentukan karbamil fosfat ini, satu mol ammonia bereaksi dengan satu mol karbondioksida dengan bantuan enzim karbamil fosfat sintetase. Reaksi ini membutuh kan energy, karenanya reaksi ini melibatkan 1 mol /T4 yang diubah menjadi ADP. Di samping itu sebagai kofaktor dibutuhkan Mg++ dan N- asetilglutamat 2) Tahap 2 Pembentukan Sitrulin. Karbamil fosfat yang terbentuk bereaksi dengan ornitin membentuk sitrulin. Dalam reaksi ini bagian karbamil bergabung dengan ornitin dan memisahkan gugus fosfat. Sebagai katalis pada pembentukan sitrulin adalah ornitin transkarbamilase yang terdapatpada bagian mitokondria sel hati. 3) Tahap 3 oembentukan Asam Argininosuksinat Selanjutnya sitrulin bereaksi dengan asam aspartat membentuk asam argininosuksinat. Reaksi ini berlangsung dengan bantun enzim argininosuksnat sintetase. Dalam reaksi tersebut ATP
merupakan sumber energy dengan jalan melepaskan gugus fosfat dan berubah menjadi AMP 4) Tahap 4 Penguraian Asam Argininosuksinat Dalam reaksi ini asam arginiosuksinat diuraikan menjadi arginindan asam fumarat. Reaksi ini berlagsung dengan bantuan enzim arginin osuksinase, suatu enzim yang terdapat dalam hati dan ginjal. 5) Tahap 5 Penguraian Arginin. Reaksi terakhir ini melengkapi tahap reaksi pada siklus urea.Dalam reaksi ini arginin diuraikan menjadi urea dan ornitin. Enzim yang bekerja sebagai katalis dalam reaksi penguraian ini ialah arginase yang terdapat dalam hati. Ornitin yang terbentuk dalam reaksi hidrolisis ini bereaksi kembali dengan karbamil fosfat untuk membentuk sitrulin (Tahap 2). Demikian seterusnya reaksi berlangsung secara berulang-ulang sehingga merupakan suatu siklus. Adapun urea yang terbentuk dikeluarkan dari tubuh melalui urin.
