Hubungan Vitamin B1 dan B2 dengan Koenzim
1. VITAMIN B 1 (TIAMIN)
Tiamin, dikenal juga dengan B1 atau aneurin, sangat penting dalam
metabolisme karbohidrat. Peran utama tiamin adalah sebagai bagian dari
koenzim dalam dekarboksilasi oksidatif asam alfa-keto.
a. Struktur Kimia Tiamin
Struktur kimia tiamin, merupakan gabungan dari molekul basa pirimidin
dan tiazol yang dirangkai jembatan metilen. Ko-karboksilase adalah
pirofosfat dari tiamin yang disintesis oleh tubuh dari kombinasi tiamin
dengan ATP (Adenosisn Trifosfat) (Gambar 1.).
a. Sifat-sifat Tiamin
Tiamin larut dalam alkohol 70 % dan air, dapat rusak oleh panas,
terutama dengan adanya alkali. Pada kondisi kering, tiamin stabil pada
suhu100o C selama beberapa jam. Kelembaban akan mempercepat kerusakannya.
Hal ini menunjukkan bahwa pada makanan segar, tiamin kurang stabil terhadap
panas jika dibandingkan dengan makanan kering.
b. Fungsi Tiamin
Tiamin diperlukan dalam metabolisme semua spesies hewan dan tumbuh-
tumbuhan. Pada tumbuh-tumbuhan tingkat tinggi, tiamin dapat dibuat sendiri,
begitu pula halnya pada beberapa tumbuhan tingkat rendah. Pada semua hewan,
tiamin diperoleh dari makanannya, kecuali bila zat tersebut disintesis oleh
mikroorganisme di dalam traktus digestivus (saluran pencernaan) hewan
ruminansia.
Fungsi metabolik tiamin antara lain pada reaksi oksidasi piruvat -
Asetil- KoA, rekasi oksidasi α- ketoglutarat dan reaksi transketolasi –
HMP (Heksosa Monofosfat). Di dalam otak dan hati, segera diubah menjadi TPP
(thiamin pyrohosphat) oleh enzim thiamin difosfotransferase, dimana
reaksinya membutuhkan ATP. Berperan penting sebagai koensim dekarboksilasi
senyawa asam-keto. Beberapa enzim yang menggunakan TPP sebagai koenzim
adalah pyruvate decarboxylase, pyruvate dehydrogenase, dan transketolase.
Tiamin piroposfat berfungsi sebagai koenzim pada beberapa reaksi
enzimatik yang melibatkan pemindahan gugus aldehida dari molekul donor
menjadi molekul penerima. Pada reaksi tersebut tiamin piroposfat berfungsi
sebagai senyawa perantara yang membawa gugus aldehida yang terikat secara
kovalen dengan cincin tiazol. Contoh sederhana adalah reaksi yang
dikatalisa oleh piruvat dekarboksilase, yang merupakan langkah penting
dalam fermentasi glukosa oleh khamir untuk menghasilkan alkohol. Pada
reaksi dekarboksilase, piruvat, gugus karboksil piruvat dikeluarkan sebagai
CO2 dan sisa molekul piruvat yang kadang-kadang disebut asetaldehida aktif,
secara bersamaan dipindahkan ke posisi 2 dari cincin tiazol yang terikat
berat tiamin pirofosfat untuk menghasilkan turunan hidrosietil. Senyawa
antara ini hanya sementara terdapat, karena gugus hidroksietil dilepaskan
dengan cepat dari koenzim untuk menghasilkan asetaldehida bebas. Tiamin
pirofosfat juga berperan sebagai koenzim dehidrogenase piruvat dan α-
ketoglutarat yang lebih kompleks. Reaksi ini terjadi pada lintas utama
oksidasi karbohidrat di dalam sel. Adapun reaksinya adalah sebagai
berikut ;
Reaksi keseluruhan :
CH3-C-COO- + H2O CH3-C-H + HCO3
O O
(Piruvat) (Asetaldehida)
Reaksi dalam tahapan :
Piruvat + H2O + TPP-E α-hidroksietil-TPP-E + HCO3-
α-hidroksietil-TPP-E asetaldehida + TPP-E
Tiamin penting sebagai koensim pyruvate dan α-ketoglutarate
dehydrogenase, sehingga jika terjadi defisiensi, maka kapasitas sel dalam
menghasilkan energi menjadi sangat berkurang Juga diperlukan untuk reaksi
fermentasi glukosa menjadi etanol, di dalam yeast.
c. Sumber Tiamin
Tiamin disintesis oleh bakteri di dalam alat pencernaan hewan
ruminansia. Bakteri mensintesis tiamin dalam caecum kuda, tetapi ternyata
tidak cukup untuk memenuhi kebutuhan sehari-hari. Sumber- sumber tiamin
antara lain tumbuhan biji-bijian, kacang-kacangan, daging, ikan dan susu.
d. Metabolisme Tiamin
Tiamin dari makanan setelah dicerna, diserap langsung oleh usus dan
masuk ke dalam saluran darah. Penyerapan maksimum terjadi pada konsumsi 2,5
– 5 mg tiamin per hari. Pada jumlah kecil, tiamin diserap melalui proses
yang memerlukan energi dan bantuan natrium, sedangkan dalam jumlah besar,
tiamin diserap secara difusi pasif. Kelebihan tiamin dfikeluarkan lewat
urine. Metabolit tiamin adalah 2-metil-4-amino-5-pirimidin dan asam 4-metil-
tiazol-5-asetat.
Tubuh manusia dewasa mampu menyimpan tiamin sekitar 30 -70 mg, dan
sekitar 80%-nya terdapat sebagai TPP (tiamin pirofosfat). Separuh dari
tiamin yang terdapat dalam tubuh terkonsentrasi di otot. Meskipun tiamin
tidak disimpan di dalam tubuh, level normal di dalam otot jantung, otak,
hati, ginjal dan otot lurik meningkat dua kali lipat setelah terapi tiamin
dan segera menurun hingga setengahnya ketika asupan tiamin berkurang.
e. Defisiensi Tiamin
Gejala defisiensi akan muncul secara spontan berupa beri-beri pada
manusia. Penyakit tersebut ditandai dengan penimbunan asam piruvat dan asam
laktat, terutama dalam darah dan otak serta kerusakan daru sistem
kardiovaskuler, syaraf dan alat pencernaan.
Defisiensi tiamin akan menyebabkan gangguan saraf pusat, antara lain
memori berkurang atau hilang, nistagmus, optalmoplegia, dan ataksia.
Gangguan juga terjadi pada saraf tepi, berupa neropati perifer. Gangguan
yang lain berupa kelemahan simetrik (badan sangat lemah), kehilangan fungsi
sensorik, motorik dan reflek kaki. Timbul beri-beri jantung, dengan gejala
jantung membesar, aritma, hipertensi, odema, dan kegagalan jantung.
Normal asupan tiamin untuk orang dewasa adalah antara 1,0 – 1,5
mg/hari. Jika makanan terlalu banyak mengandung karbohidrat, maka
dibutuhkan lebih banyak tiamin. Tanda-tanda defisiensi tiamin antara lain
menurunnya nafsu makan, depresi mental (Peripheral neurophaty) dan lemah.
Pada defisiensi kronis, maka muncul gejala kelainan neurologist, seperti
kebingungan (mental), dan kehilangan koordinasi mata. Penyakit karena
defisiensi tiamin, yaitu beri-beri. Penyakit ini disebabkan akibat makanan
yang kaya akan karbohidrat tetapi rendah tiamin.
2. VITAMIN B 2 (RIBOFLAVIN)
Riboflavin, dikenal juga sebagai vitamin B2,
merupakan mikronutrisi yang mudah dicerna, bersifat larut dalam air, dan
memiliki peranan kunci dalam menjaga kesehatan pada manusia dan hewan.
Vitamin B2 diperlukan untuk berbagai ragam proses seluler. Seperti vitamin
B lainnya, riboflavin memainkan peranan penting dalam metabolisme energi,
dan diperlukan dalam metabolisme lemak, zat keton, karbohidrat dan protein.
Vitamin ini juga banyak berperan dalam pembetukkan sel darah merah,
antibodi dalam tubuh, dan dalam metabolisme
pelepasan energi dari karbohidrat.
a. Struktur Kimia Riboflavin
Struktur kimia riboflavin dikenal pula sebagai vitamin B2 atau
laktoflavin sebagai berikut:
Gambar 2.1 Struktur kimia riboflavin
Struktur riboflavin terdiri atas cincin isoaloksazin dengan rantai
samping ribitil (Gambar 2). Flavin adenin difosfat (FAD) dibentuk bila
Flavin Mononukleotida (FMN) pada rantai sampingnya dikaitkan dengan adenin
monofosfat. Enzim-enzim flavoprotein yang mengandung FMN dan FAD terikat
pada bermacam apoenzim dan terlibat dalam reaksi oksidasi-reduksi berbagai
jalur metabolisme yang berpengaruh terhadap respirasi sel.
b. Sifat-sifat Riboflavin
Riboflavin akan hilang dari bahan makanan tertentu apabila bahan
makanan tersebut dibiarkan terkena cahaya matahari. Dalam bentuk murni,
riboflavin alkali kristal kuning. Riboflavin larut air, tahan panas,
oksidasi dan asam, tetapi tidak tahan alkali dan cahaya terutama sinar
ultraviolet. Dalam proses pemasakan tidak banyak yang rusak.susu cair
sebaiknya dikemas dalam karton berlapis parafin agar terlindung dari
kerusakan karena sinar matahari
b. Fungsi Riboflavin
Riboflavin berfungsi sebagai koenzim dan esensial dalam pemindahan
energi di tubuh, juga penting dalam metabolisme protein.
Di tubuh, riboflavin berfungsi sebagai bagian dari berbagai susunan
enzim. Enzim tersebut adalah flavoprotein dan biasanya disebut pula sebagai
enzim kuning, karena warna kuningnya yang disebabkan oleh gugusan flavin.
Satu atau lebih enzim kuning dibutuhkan bersama-sama dengan koenzim I atau
koenzim II di dalam katabolisme (pemecahan) glukosa untuk memperoleh energi
yang berguna untuk proses-proses tubuh.
Riboflavin juga merupakan bagian dari enzim-enzim oksidase yang
berfungsi pada tingkatan terakhir metabolisme protein dan merupakan bagian
dari xantin oksidase yang menyangkut metabolisme purin.
Riboflavin juga merupakan bagian dari molekul FAD (Flavin Adenin
Dinukleotida) (Gambar 2.3) dan FMN (Flavin Mononukleotida) (Gambar 2.4),
yang keduanya merupakan koenzim (bagian enzim yang sangat membantu kerja
enzim), berperan pada reaksi pembentukan asam fumarat dari asam suksinat
dengan enzim suksinat dehidrogenase. Selain itu, riboflavin juga merupakan
bagian penting enzim monoamin oksidase dan glukonolaktonoksidase. FAD
membantu enzim suksinat dehidrogenase, dalam merubah suksinat menjadi
fumarat.
Riboflavin merupakan komponen dari dua koenzim yang berhubungan erat,
yaitu Flavin Mononukleotida (FMN) dan Flavin Adenin Dinukleotida (FAD),
senyawa-senyawa ini berfungsi sebagai gugus prostetik yang terikat kuat
dari kelas dehidrogenase yang dikenal sebagai flavoprotein atau
dehidrogenase flavin. Pada reaksi yang dikatalisa oleh enzim-enzim ini,
cincin isoaloksasin flavin nukleotida berfungsi sebagai pembawa sementara
sepasang atom hidrogen yang dipindahkan dari molekul substrat (Gambar 2.5).
Dehidrogenase suksinat aalah contoh dehidrogenase flavin. Enzim ini
mengandung gugus prostetik kovalen FAD yang terikat kuat dan mengkatalisa
reaksi:
Suksinat + E-FAD fumarat + E-FADH2
Dimana E-FAD adalah molekul dehidrogenase suksinat dengan FAD yang terikat.
Pada kebanyakan dehidrogenase flavin lainnya, FMN atau FAD terikat secara
nonkovalen. Beberapa dehidrogenase flavin juga mengandung besi atau
beberapa logam lainnya sebagai bagian sisi aktif enzim.
Gambar 2.3 Struktur kimia FAD Gambar 2.4 Struktur kimia FMN
Gambar 2.5 Reaksi Reduksi dan Oksidasi Flavin Koenzim
Diketahuinya peranan dasar dari riboflavin dalam melepaskan energi
makanan dan asimilasi zat-zat makanan, maka dapat dimengerti mengapa
defisiensi riboflavin menimbulkan gejala-gejala yang sangat bervariasi pada
setiap spesies.
Berikut adalah beberapa fungsi dari vitamin B2:
1. Membantu proses energi dalam tubuh manusia, Vitamin ini memilki peranan
penting dalam memberikan bantuan metabolisme atau pemrosesan lemak,
karbohidrat, dan protein dalam tubuh.
2. Mengatur pertumbuhan dan reproduksi, Vitamin B2 juga memiliki manfaat
untuk memastikan pertumbuhan serta perkembangan organ reproduksi dan
pertumbuhan jaringan tubuh seperti kulit, mata,membran mucous, sistem
saraf dan kekebalan tubuh. Sebagai tambahan vitamin B2 juga menjamin
kesehatan kulit, kuku dan pertumbuhan rambut.
3. Mengatur aktifitas kelenjar tiroid
4. Meningkatkan kekebalan tubuh, Riboflavun dapat bertindak untuk
memperkuat antibody di dalam tubuh dengan memperkuat jaringan pertahanan
kita terhadap bakteri penyakit yang berbahaya.
c. Sumber Riboflavin
Riboflavin atau vitamin B2 bisa didapatkan melalui berbagai macam
bahan makanan disekitar kita walaupun dengan tingkat konsentrasi yang
sangat kecil. Beberapa sumber riboflavin yang penting adalah berbagai
produk olahan susu, ragi, dan hati. Beberapa sumber lain adalah tiram,
daging tanpa lemak,jamur, brokoli,alpukat, salmon dan juga beberapa ikan
berminyak seperti mackerel, belut, dan heting memiliki kandungan riboflavin
yang cukup besar. Selain dari bahan yang disebutkan tersebut, telur,
kerang,biji bunga matahari, dan kacang-kacangan memiliki kandungan vitamin
B2 yang baik pula.
Riboflavin atau vitamin B2 tidak akan hancur bila bahan makanan
tersebut dimasak terlalu matang seperti pada jenis vitamin yang lain,
tetapi kandungan vitamin ini akan berkurang bila dipaparkan di bawah sinar
yang sangat kuat dalam waktu lama atau tekena baking soda yang cukup
banyak.
d. Metabolisme Riboflavin
Riboflavin terdapat di dalam bahan pangan sebagai FMN, FAD dan
riboflavin bebas. Ketiga bentuk tersebut memenuhi persyaratan sebagai
vitamin, FMN dan FAD bisa dihidrolisis menjadi riboflavin bebas, kemudian
masuk ke dalam sel mukosa usus halus dengan difusi pasif. Di dalam sel
mukosa usus, ATP difosforilasi menjadi FMN oleh enzim flavokinase,
selanjutnya masuk ke saluran darah dan bergabung dengan albumin plasma. FMN
merupakan bentuk yang siap dilepas dari darah ke jaringan, terutama hati.
Selanjutnya FMN oleh hati dikonversi menjadi FAD. Riboflavin yang disimpan
dalam bentuk FMN dan FAD lebih besar daripada bentuk riboflavin bebas.
Organ hati menyimpan riboflavin terbesar, yaitu sepertiga dari total
riboflavin dalam tubuh. Organ lain yang kaya ribovlavin adalah jantung dan
ginjal.
Sebagian besar riboflavin diserap bersama makanan (60%), daripada
diserap secara tunggal (15%). Orang tua menyerap ribovlavin lebih banyak
dibandingkan yang lebih muda. Ekskresi ribovlavin terutama melalui urine
setelah proses reabsorbsi ginjal, dan hanya sebagian kecil diekskresikan
bersama empedu.
e. Defisiensi Riboflavin
Defisiensi riboflavin menyebabkan kerusakan jaringan epithel dan
selubung mielin beberapa serabut syaraf utama. Pada anak ayam yang sedang
tumbuh, perubahan-perubahan pada urat syaraf pangkal paha menimbulkan
kelumpuhan (curled-toe paralisis). Pada mulanya, anak ayam berjalan dengan
siku-sikunya, dengan jari-jarinya membelok ke dalam, baru kemudian kaki
menjadi lumpuh, namun anak ayam terlihat normal.
DAFTAR PUSTAKA
Drh. Imbang Dwi Rahayu. 2014. Vitamin B2 (Riboflavin). Malang: Jurusan
PeternakanFakultas Pertanian Peternakan. Universitas Muhammadiyah Malang.
Drh. Imbang Dwi Rahayu. 2014. Vitamin B1 (Riboflavin). Malang: Jurusan
PeternakanFakultas Pertanian Peternakan. Universitas Muhammadiyah Malang.
-----------------------
Gambar 1. Struktur kimia tiamin pirofosfat (TPP)
