Metabolisme Protein Mus

BAB IX METABOLISME PROTEIN 9.1 PENDAHUL PENDAHULUAN UAN 9.1.1 Deskripsi Deskripsi Singkat Bab ini ini menjel menjelask askan an secara secara garis garis besar besar prose proses s pengur penguraia aian n protein dalam tubuh yang meliputi reaksi deaminasi, dekarboksilasi dan trans transami aminas nasi. i. Siklus Siklus urea, urea, bebera beberapa pa biosin biosintes tesis is asam-a asam-asam sam amin amino o dan bagaim bagaimana ana keterk keterkait aitan an antara antara metab metabol olism isme e prote protein in dengan metabolisme karbohidrat dan lipid. 9.1.2 Relevansi Pemb Pembah ahas asan an

bab bab

ini ini

sang sangat at

berh berhub ubun unga gan n

deng dengan an

bab bab

sela selanj njut utny nya a yakn yaknii asam asam nukl nuklea eat. t. Maha Mahasi sisw swa a akan akan meng menget etah ahui ui bagaiman bagaimana a hubungan hubungan antara antara DNA, DNA, RNA dan protein. protein. Pemahama Pemahaman n tentan tentang g metabo metaboli lisme sme protei protein n akan akan mengun mengungka gkapka pkan n bagaim bagaimana ana seny senyaw awa a ini ini disi disint ntes esis is dan dan pent pentin ing g untu untuk k dasa dasarr memp mempel elaj ajar arii biomolekuler 9.1.3 Tujuan Setelah Mempelajari bab ini saudara diharapkan dapat : 1. Menerangka Menerangkan n secara garis garis besar pengurai penguraian an protein protein dalam tubuh. 2. Menjelas Menjelaskan kan jenis jenis reaksi metabo metabolis lisme me protein protein 3.

Menerangkan siklus urea

4. Menjelas Menjelaskan kan metabol metabolisme isme beberap beberapa a asam amino amino 5. Menerangka Menerangkan n hubungan hubungan antar metabolism metabolisme e karbohidrat, karbohidrat, lipid dan protein. 9.2PENYAJIAN 9.2.1 Uraian Dan Contoh Hati

meru erupaka pakan n

organ

tub tubuh

di

mana

terj erjadi adi

reaksi aksi

katabolisme maupun anabolisme protein. Asam-asam amino yang terbentuk dibawa oleh darah ke dalam jaringan untuk digunakan. Proses anabolik maupun katabolik juga terjadi dalam jaringan di Bahan Ajar Biokimia Metabolisme Protein

222

The world’s largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.











luar hati. Asam amino yang terdapat dalam darah berasal dari tiga sumber, yaitu 1) absorpsi melalui dinding usus, 2) hasil penguraian prote protein in dalam dalam sel dan dan 3) hasi hasill sinte sintesis sis asam asam amin amino o dalam dalam sel. sel. Banyaknya

asam

keseimbangan

amino

antara

penggu pengguna naann annya. ya. Bila Bila

dalam

darah

pembentukan

tergantung

asam

amino

p ad a dan

kelebi kelebihan han asam amino amino dari jumlah jumlah yang

digunakan untuk biosintesis protein, maka kelebihan asam amino akan diubah menjadi asam keto yang dapat masuk ke dalam siklus asam asam sitr sitrat at atau atau diub diubah ah menj menjad adii urea urea.. Hati Hati berf berfun ungs gsii seba sebaga gaii pengatur konsentrasi asam amino dalam darah.

9.1.1.1

Proses Penguraian Protein Dalam

Dalam tubuh kita, protein mengalami perubahan-perubahan tertentu dengan kecepatan yang berbeda untuk tiap protein. Protein dalam darah, hati dan organ tubuh lain mempunyai waktu paruh (half-life) antara antara 2,5 sampai sampai 10 hari. hari. Protei Protein n yang yang terdap terdapat at pada pada jaringan otot mempunyai waktu paruh = 120 hari. Rata-rata tiap hari hari

1,2 gram protei protein n per kilogr kilogram am berat badan badan diuba diubah h menjad menjadii

seny senyaw awa a lain lain.. Ad Ada a tiga tiga kemu kemung ngki kina nan n meka mekani nism sme e peng pengub ubah ahan an protein yaitu : a.

b.

c.

Sel-sel mati, lalu komponennya mengalami proses penguraian atau katabolisme dan dibentuk selsel baru. Masing-masing protein mengalami proses penguraian dan terjadi sintesis protein baru, tanpa ada sel yang mati. Protein dikeluarkan dari dalam sel diganti dengan sintesis protein baru.

Protein Protein dalam dalam makanan makanan diperlu diperlukan kan untuk untuk menyedi menyediakan akan asam asam amino yang akan digunakan untuk memproduksi senyawa nitrogen yang yang lain lain

untu untuk k meng mengga gant ntii prot protei ein n dala dalam m jari jaring ngan an yang yang me-











asam amino yang dibutuhkan oleh tubuh, tetapi tidak dapat diproduksi oleh tubuh dalam jumlah yang memadai. Oleh karena itu asam asam amin amino o terseb tersebut ut dinam dinamaka akan n asam asam amin amino o esens esensial ial,, haru harus s diperoleh dari makanan. Asam amino esensial

Asam

amino

non

esensial Histidin Isoleusin Fenilalanin Leusin Treonin Lisin Triptofan Metionin Valin

Kebutuha Kebutuhan n

Alanin Arginin Aspartat Sistein Glutamat Glutamin Glisin Prolin Serin Tirosin asparagin

asam amin amino o esensial esensial tersebu tersebutt bagi anak-an anak-anak ak

relatif lebih besar daripada orang dewasa. Makanan yang mengandung protein hewani, misalnya daging, susu, keju, telur, ikan dan lain-lain, merupakan sumber asam amino esensial. Protein nabati seri seringk ngkal alii kekur kekurang angan an lisi lisin, n, metio metioni nin n dan tripto triptofan fan.. Kebutu Kebutuhan han protein yang disarankan ialah 1,0 sampai 1,5 gram per kilogram berat badan per hari. Secar ecara a

ringka ngkas s

metab etabol olis ism me

ditunjukkan pada Gambar berikut :

prot protei ein n

mahl ahluk

hidup idup











Gambar 9.1 Metabolisme Protein Jum Jumla lah h Asam Asam Amin Amino o dalam dalam yang

diteri erima

dan dan

.

jumlah

darah darah tergantu tergantung ng dari jumlah jumlah

yang

digunakan.

Pada

proses

pencerna pencernaan an makanan makanan,, protein protein diubah diubah menjadi menjadi asam amino oleh beberapa reaksi hidrolisis serta enzim-enzim yang bersangkutan. Enzim-e Enzim-enzim nzim yang bekerja bekerja pada proses proses hidroli hidrolisis sis protein protein antara antara lain ialah pepsin pepsin,, tripsin tripsin,, kimotri kimotripsin psin,, karboksi karboksi peptidas peptidase, e, amino amino peptidase, tripeptidase dan dipeptidase. Setel Setelah ah protei protein n diuba diubah h menj menjadi adi asamasam-asa asam m amino amino,, maka maka dengan proses absorpsi melalui dinding usus, asam amino tersebut sampai ke dalam pembuluh darah. Proses absorpsi ini ialah proses tran transpo sporr

aktif aktif yang yang

meme memerl rluk ukan an

ener energi gi..

Asam As am-a -asa sam m

amin amino o

dikarboksilat atau asam diamino diabsorpsi lebih lambat daripada asam amino netral. Dalam keadaan puasa, konsentrasi asam amino dalam darah bias biasan anya ya seki sekita tarr 3,5 3,5 samp sampai ai 5 mg per per 10 100 0 ml dara darah. h. Sete Setela lah h makan makanan sumber protein, konsentrasi asam amino dalam darah darah akan akan menin meningka gkatt sekitar sekitar 5 mg sampai sampai 10 mg per 100

ml

darah. Konsentrasi ini akan turun kembali setelah 4 sampai 6 jam kemudian. Konsentrasi asam amino dalam jaringan ±5 – 10 kali lebih besar. Perpindahan asam amino dari dalam darah ke dalam sel-s el-sel el

jari aringan

juga

melal elalu ui

proses ses

trans ansfor for

akti ktif

yang ang

membutuhkan energi. 9.2.1.2 9.2.1.2

Jenis Reaksi Reaksi Dalam Dalam Metaboli Metabolisme sme

Degradasi protein protein (katabolisme) (katabolisme) terjadi dalam dalam dua tahap. 1.

Pr ot e in

me n g a la mi

mod i f ik a s i

ok s id a t i f

un t u k











Protein yang terdapat di dalam sel dan makanan didegradasi menj menjad adii

mono monome merr

peny penyus usun unny nya a

(asa (asam m

amin amino) o)

oleh oleh

enzi enzim m

protease yang khas. Protease tersebut dapat berada di dalam lisosom maupun dalam lambung dan usus. Katabolisme protein makanan pertama kali berlangsung di da la m

la mb u n g .

Di

t e mpa t

i ni

p ro t e a s e

khas

( pe p s in )

mendegradasi protein dengan memutuskan ikatan peptida yang ada di sisi NH 2 bebas dari asam amino aromatik, hidrofobik, atau dikarboksilat.

---phe---met---val---lis---leu---tir---trp---arg---gli---ala--ile-asp-

Kemu Kemudi dian an di dala dalam m us usus us prot protei ein n juga juga dide didegr grad adas asii oleh oleh protease khas seperti tripsin, kimotripsin, karboksipeptidase dan elastase. elastase.

H as i l

poli polipe pept ptid ida. a.

pemecah ecaha an

Sela Selanj njut utny nya a

i ni

seny senyaw awa a

adalah alah ini ini

bagianan-bagian

dipec dipecah ah

kecil

kemb kembal alii

akti aktivi vitas tas amin aminop opep epti tida dase se menj menjadi adi asam asam-a -asa sam m amin amino o

oleh oleh

beba bebas. s.

Produk ini kemudian melalui dinding usus halus masuk ke dalam aliran darah menuju ke berbagai organ termasuk ke dalam sel. Peps Pepsin in,,

kimo kimotr trip ipsi sin, n,

trip tripsi sin n

term termas asuk uk

golo golong ngan an

enzi enzim m

protease protease endopeptida endopeptidase. se. Golongan Golongan enzim ini menyerang menyerang protein protein dari dari teng tengah ah mole moleku kull dan dan seri sering ng juga juga dise disebu butt sebag sebagai ai enzi enzim m proteinase proteinase karena karena meny menyer eran ang g poli polipe pept ptid ida a ting tinggi gi atau atau prot protei ein. n. Tripsin menyerang ikatan lisil dan ikatan arginil sehingga peptida yang dihasilkan mempunyai ujung lisin atau arginin pada terminal karboksil. karboksil. Pepsin bersifat kurang khas namun lebih mengutamakan serangan pada titik asam amino aromatik atau asam amino asam. Hasil sil

degr degrad adas asii

golo olongan ngan

enzi enzim m

end endopep opepttidase dase

oligopeptida oligopeptida atau fragmen kecil protein.

ini

adal adalah ah











protein. Golongan enzim ini hanya membebaskan membebaskan asam-asam amino pada ujung ujung oligopep oligopeptida. tida. Karboksi Karboksipepti peptidase dase membeba membebaskan skan asam amino

pada ada

ujung ung

COOH COOH

frag fragm men

keci ecil

pro protei tein

sed sedang angkan kan

amin aminope opepti ptidas dase e membe membebas baskan kan ujung ujung amino amino pada pada oligop oligopept eptida ida.. Degradasi golongan enzim ini menghasilkan berbagai asam amino penyusun protein. Meka Mekani nism sme e

degr degrad adas asii

pada pada

jasa jasad d

hidu hidup p

ting tingka katt

rend rendah ah

kebanyakan juga dilakukan dengan cara yang sama. Dan enzimenzim enzim yang digunakan digunakan juga serupa. serupa. Walaupun Walaupun demikian masingmasingmasing enzim mempunyai spesifitas yang berbeda. 1. Reaksi Transaminasi asam amino Kataboli Katabolisme sme asam amino amino terjadi terjadi melalui melalui reaksi reaksi transami transaminasi nasi yang melibatkan pemindahan gugus amino secara enzimatik dari satu asam amino ke asam amino lainnya. Enzim yang terlibat dalam reaksi ini adalah transaminase atau aminotransaminase. Enzim ini spesifik spesifik bagi ketoglutarat ketoglutarat sebagai sebagai penerima penerima gugus amino namun namun tidak spesifik bagi asam amino sebagai pemberi gugus amino. Transami Transaminase nase mempunya mempunyaii gugus gugus prosteti prostetik, k, piridoksa piridoksall fosfat, fosfat, pada sisi aktifnya yang berfungsi sebagai senyawa antara pembawa gugus ugus

ami amino

menuj enuju u

ket ketogl oglutar utarat at..

Mol Molekul ekul

ini

meng engalam alamii

perubahan dapat balik di antara bentuk aldehidanya ( piridoksal fosfat),

yang

dapat

menerima

gugus

amino,

dan

bentuk

teraminasinya teraminasinya ( piridoksamin piridoksamin fosfat), yang dapat memberikan gugus aminonya seperti terlihat pada reaksi berikut. transaminase Asam L-amino + ketoglutrat ===== Asam keto + Lglutamat alanin transaminase Alanin + ketoglutarat ======= piruvat + glutamat Aspartat transaminase













Leusin + ketoglutarat ======= ketoisokaproat + glutamat tirosin transaminase Tirosin + ketoglutarat ketogluta rat ====== hidroksifenilpiruvat hidroksife nilpiruvat +glutamat Dala Dalam m reak reaksi si ini ini tida tidak k keto ketogl glut utar arat at

terj terjad adii

tera terami mina nasi si pada pada saat saat

deam deamin inas asii tota total, l, kar karena ena asam asam amin amino o

meng mengal alam amii

deami deaminas nasi. i. Dan reaksi reaksinya nya bersif bersifat at dapat dapat balik balik karena karena tetapan tetapan keseim keseimban bangan gannya nya mencap mencapai ai 1.0. 1.0. Harga Harga delta delta G°' bagi bagi reak reaksi si tersebut mendekati nol. Tujuan keseluruhan reaksi transaminasi adalah mengumpulkan gugus amino dari berbagai asam amino ke bentuk asam amino glutamat. Ada sekitar 12 asam amino protein yang mengalami reaksi transaminasi dalam proses degradasinya. Beberapa asam amino lain mengalami proses deaminasi dan dekarboksilasi. 2 ) Reaksi Deaminasi Asam amino Proses deaminasi asam amino dapat terjadi secara oksidatif dan non oksidatif. Contoh asam amino yang mengalami proses deami deaminas nasii oksida oksidatif tif adalah adalah asam asam glutam glutamat. at. Reaksi Reaksi degrad degradasi asi asam glutamat dikatalis oleh enzim L- glutamat dehidrogenase yang dibantu oleh NAD atau NADP.











Gambar 9.3 Deaminasi Non Oksidatif Serin

Deka Dekarb rbok oksi sila lasi si asam asam amin amino o meru merupa paka kan n cara cara lain lain dalam dalam d e g ra da s i

a sa m

meng mengha hasi silk lkan an

a min o

senya senyawa wa

pe n y u s u n

amin amin..

p r ot e i n .

Cont Contoh oh

reak reaksi si

Re ak s i

in i

deka dekarb rbok oksi sila lasi si

adalah sebagai berikut : histidin dekarboksilase

Histidin

-

Histamin + CO 2

Proses dekarboksilasi histidin ini dikatalis oleh enzim histidin deka dekarrboks boksiilase lase..

Tri Triptof ptofan an

dapa dapatt

juga uga

menga engallami ami

pros proses es

dekarboksilasi seperti di atas menjadi triptamin.

9 .2.1.3 Degr Degrad adas asii nitr nitrog ogen en

beru berupa pa

asam asam

D AU R

amin amino o

amon amonia ia..

prot protei ein n

Seny Senyaw awa a

ini ini

meng mengha hasi silk lkan an bers bersif ifat at

limb limbah ah

racu racun n

bagi bagi

organisme tertentu. Agar tidak beracun biasanya gugus amino diekskresi dari tubuh dalam bentuk urea, yaitu suatu senyawa yang larut dalam air bersifat nontoksik sebagai bentuk ekskresi nitrog nitrogen. en. Urea Urea dis disint intesi esis s pada pada daur daur urea urea . Reaksi Reaksi-re -reaks aksii yang yang terjad terjadii dikemu dikemukaka kakan n oleh oleh Hans Hans Kreb Krebs s dan dan Kurt Kurt Hens Hensel elel elei eit t












karba karbamo moil ilfo fosf sfat at..

Sela Selanj njut utny nya a

karb karbam amoi oilf lfos osfat fat

bereaksi dengan ornitin menghasilkan sitrulin. Reaksi ini dikatalis enzim ornitin karbamoil transferase. Reaksi selanjutnya adalah pembentukan asam arginosuksinat dari reaksi antara sitrulin dan asam aspartat dengan katalis arginosuksi arginosuksinat nat sintetase. sintetase. Reaksi pada pada

taha tahap p

ini ini

juga jugame meli liba batk tkan an

pema pemaka kaia ian n

ATP. ATP.

Kemu Kemudi dian an

argi argino nosu suks ksin inat at diur diurai aika kan n menj menjad adii argi argini nin n dan dan asam asam fuma fumara ratt dengan katalis arginosuksinase. Terakhir arginin yang

Gambar 9.4 Daur Urea

dipero diperoleh leh tersebu tersebutt diurai diuraikan kan dengan dengan katali katalis s argina arginase se melalu melaluii reaksi hidrolisis menghasilkan urea dan ornitin. Urea yang terbentuk dikeluarkan dari tubuh melalui urine. Reaksi lengkap siklus urea dapat ditulis sebagai berikut :











Pembe embent ntuk ukan an ter termasuk asuk

manu anusia sia

urea rea

umum umumny nya a

terj erjadi adi

dan

organ rganiisme sme

lain. ain.

pada ada

mamal amaliia,

Organ rganiisme sme

yang ang

membuang membuang amonianya amonianya melalui melalui proses proses ini digolongka digolongkan n sebagai sebagai organisme

ureotelik .

menge engelluar uarkan kan

amo amonia nia

Kh u s u s yang yang

h e wa n diha dihasi sillkan kan

ak u a t ik

b ias a n ya

keli keling ngku kung ngan ann nya

(perairan) melalui proses difusi lewat kulit. Organisme ini disebut amoniotelik .

Sed Sedangk angkan an untu untuk k

hewan ewan ungga unggas s

dan dan

rept reptiil,

nitrogen hasil metabolisme dikeluarkan dalam bentuk asam urat dan organisme ini digolongkan sebagai organisme urikotelik. Daur Urea berkaitan dengan daur Asam Sitrat

Sintes Sintesis is fumara fumaratt pada pada daur daur urea urea merupa merupakan kan reaksi reaksi pentin penting g sebab reaksi ini mengkaitkan mengkaitkan daur urea dengan dengan siklus siklus asam sitrat. sitrat. Fumarat Fumarat mengalam mengalamii hidrasi hidrasi menjadi menjadi malat, malat, yang pada gilirann gilirannya ya dioks dioksida idasi si menja menjadi di oksalo oksaloaet aetat. at. Oksalo Oksaloase asetat tat dapat dapat mengal mengalami ami transami transaminasi nasi menjadi menjadi aspartat, aspartat, berubah berubah menjadi menjadi glukosa glukosa melalui melalui jalur glukoneogenesis. Selanjutnya berkondensasi dengan asetik KoA membentuk sitrat yang kemudian berubah menjadi piruvat.











Setelah pembebasan gugus amino melalui reaksi transaminasi, deam deamin inas asii dan dan dekar dekarbo boksi ksila lasi si,, keran kerangka gka karb karbon on 20 asam asam amin amino o penyus penyusun un protei protein n mengal mengalam amii degrad degradasi asi lebih lebih lanjut lanjut melalu melaluii lintas lintas yang berbeda-beda menuju siklus asam sitrat. Kerangka karbon dari 10 asam asam amino amino diurai diuraikan kan menjad menjadii asetil asetil-Ko -KoA. A. Lima Lima di antara antaranya nya,, alani alanin, n, sis sistei tein, n, gli glisin sin,, serin serin dan treoni treonin n diurai diuraikan kan terleb terlebih ih dahulu dahulu menj menjad adii

piru piruva vatt

sebe sebelu lum m

menj menjad adii

aset asetil il-K -KoA oA..

Alan Alanin in lang langsu sung ng

menghasilk menghasilkan an piruvat piruvat melalui melalui transamin transaminasi. asi. Treonin Treonin diuraikan diuraikan dulu menjadi asetaldehida sebelum menjadi piruvat. Glisin sebagai hasil penguraian treonin diuraikan melalui reaksi oksidatif menjadi CO2, NH4+, dan gugus metilen. Glisin yang mendapat penambahan gugus hidr hidrok oksi sime meti till

oleh oleh

tetr tetrah ahid idro rofo fola latt

(pem (pemba baw wa

gugu gugus s

1-ka 1-karb rbon on))

membentuk serin, dapat langsung diubah menjadi piruvat. Demikian juga dengan asam amino sistein. Lima asam amino lainnya, fenilalanin, tirosin, leusin, lisin dan triptofan, terlebih dahulu diuraikan menjadi asetoasetil-KoA sebelum menjadi asetil-KoA. Lintas triptofan paling kompleks dengan 13 tahap reaksi. Lintas ini memungkinkan pembentukan beberapa produk lain sebagai pemula bagi biosintesis biomolekul lainnya, seperti serotonin (hor (hormo mon n pemb pember erii tega tegang ngan an pada pada pemb pembul uluh uh dara darah) h) dan dan asam asam nikotinat (vitamin). Fenil Fenilala alanin nin dan tirosi tirosin n kerang kerangka ka karbon karbonnya nya dapat dapat memasu memasuki ki siklus asam sitrat pada dua titik berbeda. 1.

feni fenila lala lani nin n

dan dan

tiro tirosi sin n


bebas lalu diubah menjadi asetil KoA.

aset asetoa oase seta tatt













Kerangka karbon dari asam amino : metionin, isoleusin dan valin valin terdeg terdegrad radasi asi mengha menghasil silkan kan senyaw senyawa a antara antara siklus siklus asam asam sitrat, suksinil Ko-A. Isoleusin dan prolin mengalami transaminasi diikuti diikuti oleh dekarboksil dekarboksilai ai oksidatif oksidatif asam keto yang dihasilkan. dihasilkan. Asam As am-a -asa sam m keto keto yang yang dipe dipero role leh h dari dari keti ketiga ga asam asam amin amino o ini ini dikata atalisis

ol e h

enz enzim

k omp l ek s

yang ang

sama ama

yakni

keto eto

dehidrogenase. Kerangka karbon asparagin dan asam aspartat memasuki sikl siklus us asm asm sitr sitrat at mela melalu luii

oksa oksalo loas aset etat at..

Enzi Enzim m aspa aspara ragi gina nase se

mengka mengkatal talis is hidrol hidrolisi isis s aspara asparagin gin menjad menjadii aspart aspartat at dan gugus gugus ami no

aspartat

diberikan

ke

keto etoglutarat

d a l am

reaks aksi

transaminasi menghasilkan glutamat. Dan sisa kerangka karbon aspartat, oksaloasetat, memasuki siklus asam sitrat.











yang dapat diubah menjadi piruvat, piruvat, a-ketogluta a-ketoglutarat, rat, suksinat dan oksaloaset oksaloasetat at disebut disebut golongan golongan asam amino glukogenik glukogenik karena produk produk terseb tersebut ut mampu mampu diubah diubah kembal kembalii menjad menjadii glukos glukosa a clan clan glik glikog ogen en.. As Asam am amin amino o lain lain memp mempun unya yaii sifa sifatt keto ketoge geni nik k dan dan glukogenik bersama-sama, seperti fenilalanin dan tirosin. Semua Semua moleku molekull hasil hasil katabo katabolis lisme me asam asam amino amino memasu memasuki ki sik lus

a sa m

s it ra t

dan

di ok s id as i

s e mp u rn a

me n ja d i

karb karbon ondi diok oksi sida da dan dan air. air. Dan Dan sela selama ma tran transp spor or elek elektr tron on,, ATP ATP dihasilkan oleh fosforilasi oksidatif sehingga asam amino dapat berperan memberikan persediaan energi bagi organisme.

9.2.1 9.2.1.4 .4

Sint Sintes esis is

ke-2 ke-20 0

macam acam

Bios Biosin inte tesis sis

asam asam

Asam Asam

ami amino

peny penyus usun un

prote roteiin

berbeda- beda pada setiap mahluk hidup. Tumbuhan umumnya mampu mensintesis sendiri 20 asam amino tersebut. Sedangkan manusia dan hewan hanya dapat melakukan sintesis 10 dari 20 asam amino unit pembangun protein. Asam amino yang dapat











dari dari glutam glutamat at melalu melaluii kerja kerja glutamin sintetase dengan bantuan ATP. Glutamat + NH4 + + ATP =====

Glutamin + ADP + + Pi +

H+ Prolin juga disintesis dari glutamat melalui reaksi bertahap. Mula-mula glutamat direduksi menjadi menjadi a-semialdehid a-semialdehida a dengan bantuan glutamat

kina kinase se

dehi dehidr drog ogena enase. se.

Kem Kemudia udian n

metab etabol olit it

ini

mengalami penutupan menjadi pirolin 5-karboksilat dan reduksi lebih ebih

lanj lanjut ut

menja enjadi di

prol proliin

deng dengan an

bant bantua uan n

enzi enzim m pirolin

karboksilat reduktase. Prolin adalah penghambat alosterik pada reaksi awal biosintesisnya. Asam-asam amino alanin, aspartat dan asparagin juga berasal dari metabolit sentral glutamat. Umumnya alanin berasal dari piruvat dan asapartat dari oksaloasetat oleh reaksi transaminasi dari glutamat. Glutamat + Piruvat ===== Alfa-ketoglutarat + Alanin Glutam Glutamat at Aspartat

+ Oksalo Oksaloase asetat tat

===== =====

alfa-ke alfa-ketog toglut lutarat arat +











serin.

Metionin

me n y u m b a n g k a n

atom

sulfur

dan

serin

memberikan kerangka karbon pada sintesis tersebut. Phenilalanin + NADPH + H+ + O2

Tirosin + NADP+ +

-

H2O

H2O Ppi +Pi

Metionin Metionin adenosilhomosistein 1

penerima metil

termetilasi

S-adenosi S-adenosilmet lmetioni ionin n 2 3

SH2O H2 O a d e no si n

homosistein 4 Serin H2O

sistationin 5 alfa-ketoglutarat alfa-ketoglutarat + NH4

Sistein Gambar 9.7 Biosintesis Asam amino Sistein Keterangan enzim : 1. metio metionin nin adenos adenosil iltra transf nsfera erase se 2. reak reaksi si pem pemin inda daha han n met metil il











Keterangan Keterangan : 1. 1. fosfogli fosfogliserat serat dehidr dehidrogena ogenase se 3. fosfoserinfosfatase 2. fosfoseri fosfoserintran ntransami saminase, nase, 4.serinhi 4.serinhidrok droksime simetil til transferase

Asam amino esensial seperti fenilalanin, triptofan dan histidin memi memili liki ki lint lintas as bios biosin intet tetis is yang yang palin paling g komp komple leks. ks. Keti Ketiga ga asam asam amino tersebut memiliki cincin benzena atau heterosiklik. Sintesis cincin cincin ini, ini, terutam terutama a kedua kedua cincin cincin pusat pusat tripto triptofan, fan, memerl memerlukan ukan sejumlah tahap reaksi enzimatis yang kompleks. Lim Lima

asam asam ami amino esen esensi sial al bagi agi

hewa hewan n

disi disint ntes esiis

oleh oleh

tana tanama man n dan dan mikr mikroo oorg rgan anis isme me dari dari asam asam amin amino o none nonese sens nsia ial. l. Treonin, metionin clan lisin disintesis dari aspartat, arginin clan histid his tidin in dibent dibentuk uk dari dari glutam glutamat. at. Isoleu Isoleusin sin dibentu dibentuk k oleh oleh bakteri bakteri dari asam amino esensial treonin.

9.2.1.5

Hubungan Antara Metabolisme Karbohidrat, Karbohidrat, Lemak Dan Protein.

Sel merupakan sistem kimia dalam keadaan mantap. Proses













memb membut utuh uhka kan n

bent bentuk uk

redu reduks ksii

dan dan


bent bentuk uk

oksidasi. 2.

Aspek

ener energ gi,

(men (mengh ghas asiilkan lkan

katabolisme sme

ener energi gi))

deng dengan an

meru erupakan mengg enggun unak akan an

eksa eksarrgonik ADP ADP

dan

mengha menghasil silkan kan ATP. ATP. Senyawa Senyawa ATP yang dihasil dihasilkan kan kemudi kemudian an digunak digunakan an kembal kembalii dalam dalam reaksi reaksi endergo endergonik nik (membu (membutuh tuhkan kan energi) energi) pada proses proses anaboli anabolisme sme dan kembali kembali mengha menghasil silkan kan ADP ( dan AMP). 3. As Aspe pek k mater ateri, i, prod produk uk akhi akhirr anta antara ra yang yang diha dihasi silk lkan an dala dalam m katabolisme katabolisme umumnya menjadi menjadi materi awal dalam anabolisme. Demikian juga sebaliknya. Degradasi molekul dalam proses metabolisme dibagi dalam











Gambar Gambar 9.9 Hubunga Hubungan n Antara Antara Metabolis Metabolisme me Biomolek Biomolekul ul (protein (protein,, karbohidrat dan lipid)

Taha Ta hap p

kedu ke dua a

monos onosak akar arid ida, a,

gli glisero seroll

dan dan

asam sam

lem lemak











degradasi. degradasi. Fenilalanin dan tirosin tirosin dapat juga didegradasi didegradasi secara oksidatif membentuk asam fumarat. Dengan

demikian

kera ngka

k a rb o n

asam

a mi n o

menghasilkan senyawa antara untuk siklus asam sitrat atau asetil KoA. KoA. Prod Produk uk yang yang sama sama diha dihasi silk lkan an dari dari karb karboh ohid idra ratt atau atau lipi lipid d selama oksidasi senyawa tersebut. Dalam tahap ketiga, ketiga, ATP kaya energi dihasilkan melalui fosforilasi oksidatif. Anabo An aboli lism sme e

makro makromo mole leku kull

juga juga

berla berlang ngsun sung g

dalam dalam

tiga tiga

tahap. Tahap pertama sintesis sintesis protein dimulai dimulai dari pembentukan pembentukan asam asam alfa-ke alfa-keto to dan pemula pemula lain. lain. Sintesi Sintesis s lip lipid id dimula dimulaii dengan dengan pembentukan molekul kecil asetat, malonat dan lainnya. Tahap awal

sinte sis

karb karbam amoi oilf lfos osfat fat

asam

nu klea t

dimulai

ribo ribosa sa dan dan mole molekul kul lain lain

dari

p e mb e n t u k a n

Tahap Tahap awal awal sint sintesi esis s











2. Gambarkan Gambarkan mekani mekanisme sme reaksi reaksi daur urea sebagai sebagai hasil hasil degradasi degradasi asam amino. 3. Jelaskan Jelaskan peranan peranan DNA DNA dalam biosin biosintesis tesis protei protein n 4. Sebu Sebutk tkan an 2 tahap ahap reak reaksi si pem pembent bentuk ukan an ikat ikatan an asam asam amin amino o dengan tRNA dan dibantu oleh enzim apa. 5. Apakah Apakah mungkin mungkin asam asam piruva piruvatt bis bisa a diben dibentuk tuk dari metabo metaboli lisme sme asam amino sistein ?

9.2.3 Petunjuk Jawaban soal-soal latihan 1.

Bebera erapa

asam

amino

akan

mengalami

penguraian

memb membent entuk uk astoas astoaseta etatt yang yang diban dibantu tu oleh oleh bebera beberapa pa enzim enzim yang yang

kem kemudia udian n

aset asetoa oase seta tatt

meng mengal alam amii

dehi dehidr drog ogen enas asii

membentuk asetil KoA yang kemudian asetil KoA ini masuk











9.2.4 Rangkuman Protein dalam makanan diperlukan untuk menyediakan asam amino yang akan digunakan untuk memproduksi senyawa nitrogen yang yang lain lain,, untu untuk k meng mengga gant ntii prot protei ein n dala dalam m jari jaring ngan an yang yang mengalami ngalami proses proses pengurai penguraian an dan untuk untuk menggan mengganti ti nitroge nitrogen n yang telah dikeluarkan dari tubuh dalam bentuk urea. Dalam Dalam sel eukariot, eukariot, degradasi degradasi protein protein (kataboli (katabolisme) sme) dalam dua tahap. tahap. 1).Reaksi 1).Reaksi Deamin Deaminasi asi Oksidatif Oksidatif yaitu yaitu

terjadi terjadi protein protein

mengalami mengalami modifikasi modifikasi oksidatif oksidatif untuk menghilang menghilangkan kan aktivitas aktivitas enzimatis. 2)Reaksi transaminasi adalah penyerangan protease yaitu enzim yang berfungsi untuk mengkatalis degradasi protein. Degr Degrad adas asii nitr nitrog ogen en

beru berupa pa

asam asam

amin amino o

amon amonia ia

prot protei ein n

Seny Senyaw awa a

ini ini

meng mengha hasi silk lkan an bers bersif ifat at

limb limbah ah

racu racun n

bagi bagi













dihidr dihidroli olisis sis menjad menjadii gli glisero seroll dan asam lemak. lemak. Sedangk Sedangkan an asam asam nukelat nukelat dihidrolisi dihidrolisis s menjadi mononuleotida. mononuleotida. Tiga makromolek makromolekul ul pertama proses degradasinya berhubungan dengan energi. Proses ini hidrolitik dan energinya dilepaskan (dari tiga makromolekul = lipid, lip id, karboh karbohidr idrat at dan protei protein) n) untuk untuk menyedi menyediakan akan energi energi bagi mahluk hidup.











protein merupakan bagian dari

mempelajari dan memahami

mater materii lain lain sepert sepertii geneti genetika ka dan asam asam nukle nukleat at khusus khususnya nya biosintesis protein. 2. Jika Jika ada ada dian dianta tara ra maha mahasi sisw swa a belu belum m menc mencap apai ai peng pengua uasa saan an 80% dianjurkan untuk : -

mempelajari mempelajari kembali topik di atas dari awal berdiskus berdiskusii dengan dengan teman teman terutama terutama pada hal-hal yang











Transkripsi

Replikasi DNA Tr a n sk r ip s i ba li k

Replikasi

vRNA

RNA mRNA rR NA t RN A

Translasi

Protein

Protein virus











Aminoasil tR tRNA-sintetase

:

aminoacy aminoacyll- tRNA synthetas synthetase e suatu

keluar keluarga ga enzim enzim,, palin paling g tidak tidak ada satu satu ntuk ntuk setiap setiap asam amino, yang mengkatal mengkatalisi isis s pengikatan pengikatan suatu suatu asam amino ke molekul tRNA spesifiknya. Deaminasi

:

penghilangan gugus amina dari asam amino satu

ke asam amino lainnya Transaminasi Transaminasi

: pemindahan gugus amino dari satu asam amino ke

Metabolisme Protein Mus

Recommend Documents