Biosintesis Asam Amino Esensial

(1)

Andi Budianto / 7091803 Andi Budianto / 7091803

BIOSINTESIS ASAM AMINO ESENSIAL BIOSINTESIS ASAM AMINO ESENSIAL 1.

1. BIOSIBIOSINTESINTESIS HISTS HISTIDINIDINEE

Gen-gen pengkode enzim yang berperan dalam biosintesis histidin telah Gen-gen pengkode enzim yang berperan dalam biosintesis histidin telah teride

teridentifikntifikasi asi pada pada banyabanyakk fungifungi, , baktbakteri, eri, tantanamaaman, n, dandan archaeaarchaea. . ReReakaksisi biosin

biosintesis histidin tesis histidin diawali dengan diawali dengan kondenkondensasisasi Adenosine Tr-phosphate Adenosine Tr-phosphate (ATP)(ATP) dan

dan 5-phos5-phosphoribphoribosyl osyl 1-pyro1-pyrophospphosphate hate (PRPP) (PRPP) membmembentuk entuk phospphosphoribohoribosyl- syl-ATP. Kemudian akan melewati beberapa tahapan, mulai dari pembentukan ATP. Kemudian akan melewati beberapa tahapan, mulai dari pembentukan 1-(5-phospho-D-ribosyl)-AMP → 1-(5-phosphoribosyl)-5-[(5-phosphoribosylamino) (5-phospho-D-ribosyl)-AMP → 1-(5-phosphoribosyl)-5-[(5-phosphoribosylamino) methi

methilidenealideneamino]mino]imidazimidazole-4-cole-4-carboxarboxamide amide → → phospphosphoribulhoribulosyfosyformimormimino- ino-AICAR-P → D-erythro-imidazole-glycerol-phosphat → imidazole acetol-phosphat AICAR-P → D-erythro-imidazole-glycerol-phosphat → imidazole acetol-phosphat → L-histidinol-phosphat → histidinol → histidinal → L-histidine. Berikut adalah → L-histidinol-phosphat → histidinol → histidinal → L-histidine. Berikut adalah me

mekankanisisme me bebesesertrta a enenzim zim yayang ng bebekerkerja ja papada da bibiososintintesesis is hihiststididinine e ololeheh bebera

beberapa pa bakterbakteri, i, yaituyaitu EschEscherichia erichia coli coli (Ec)(Ec), , ArabidoArabidopsis psis thaliathaliana na col col (At),(At), Br

Brasassisica ca ololeraeracecea a bobotrtrytytis is (B(Bo0o0, , ThThermermototogoga a mamaritritimima a (T(Tm)m), , ThTherermumuss thermophilus (Tt).

(2)

(3)

Gambar 1. Biosintesis Histidine Gambar 1. Biosintesis Histidine

2.

2. BIOSIBIOSINTESINTESIS ISOLES ISOLEUCINEUCINE

Biosintesis isoleusin yang telah berhasil diketahui dapat melalui beberapa Biosintesis isoleusin yang telah berhasil diketahui dapat melalui beberapa jalur. Jalur yang pertama adalah melalui asam amino threonin, kedua adalah jalur. Jalur yang pertama adalah melalui asam amino threonin, kedua adalah melalui asam piruvat, dan yang ketiga melalui asam oksaloasetat. melalui asam piruvat, dan yang ketiga melalui asam oksaloasetat. Masing-masi

masing ng jalur digunakan oleh jalur digunakan oleh bakterbakteri i yang berbeda.yang berbeda. Escherichia coli (Ec)Escherichia coli (Ec)dapatdapat menggunakan jalur pertama dan ketiga sesuai dengan substrat yang tersedia. menggunakan jalur pertama dan ketiga sesuai dengan substrat yang tersedia. Bacill

Bacillus us subtsubtilisilis (Bs) dapat (Bs) dapat mensmensintesis isoleusintesis isoleusin in melalumelalui i jalur yang jalur yang ketigaketiga,, nam

namun un enzenzim-im-enzenzimnimnya ya belbelum um dikdiketaetahui hui secsecara ara lenlengkagkap. p. SemSementaentara ra jaljalurur yang kedua lebih banyak digunakan oleh bakteri-bakteri metanogen, seperti yang kedua lebih banyak digunakan oleh bakteri-bakteri metanogen, seperti Methanococcus aeolicus, Methanothermobacter thermautotrophicus.

Methanococcus aeolicus, Methanothermobacter thermautotrophicus. BakteriBakteri metanogen menggunakan jalur ini, karena mereka banyak hidup pada rumen metanogen menggunakan jalur ini, karena mereka banyak hidup pada rumen

(4)

yan

yang g kaykaya a akaakan n asaasam m pirpiruvauvat. t. BerBerikut ikut jalujalur r biosbiosintintesiesis s isoisoleusleusin in masmasing ing--masing jalur beserta enzim yang berperan.

masing jalur beserta enzim yang berperan.

Gambar

(5)

Gambar 3. Biosintesis isoleusin dari asam piruvat Gambar 3. Biosintesis isoleusin dari asam piruvat

(6)

Gambar 4. Biosintesis Isoleusin dari asam oksaloasetat Gambar 4. Biosintesis Isoleusin dari asam oksaloasetat

3.

3. BIOSIBIOSINTESINTESIS LES LEUCINEUCINE

Beberapa organisme memiliki kemampuan untuk

Beberapa organisme memiliki kemampuan untuk melakukan sintesis asammelakukan sintesis asam amino leusin. Organisme yang memiliki jalur biosintesis leusin adalah

amino leusin. Organisme yang memiliki jalur biosintesis leusin adalah golongan

golongan archaeaarchaea, bakteri,, bakteri, fungifungi, dan, dan viridiplantaeviridiplantae. Pembentukan leusin. Pembentukan leusin melibatkan lima tahapan reaksi yang dimulai dari prekursor valin, yaitu melibatkan lima tahapan reaksi yang dimulai dari prekursor valin, yaitu 2-keto-isovalerate sampai reaksi terakhir yang dikatalisa oleh enzim

keto-isovalerate sampai reaksi terakhir yang dikatalisa oleh enzim transaminase. Berikut adalah jalur biosintesis asam amino leusin oleh

(7)

Gambar 5. Biosintesis Leusin Gambar 5. Biosintesis Leusin

Dari jalur di atas dapat dilihat bahwa keberadaan leusin yang berlebih Dari jalur di atas dapat dilihat bahwa keberadaan leusin yang berlebih akan menghambat kerja dari enzim 2-isopropylmalate synthase dan leucine akan menghambat kerja dari enzim 2-isopropylmalate synthase dan leucine transaminase. Feedback inhibition ini digunakan untuk menghindari akumulasi transaminase. Feedback inhibition ini digunakan untuk menghindari akumulasi leusin yang terlalu berlebih dalam tubuh.

leusin yang terlalu berlebih dalam tubuh. 4.

4. BIOSIBIOSINTESINTESIS LS LYSINYSINEE

Terdapat enam jalur yang telah ditemukan pada bakteri, alga, fungi, dan Terdapat enam jalur yang telah ditemukan pada bakteri, alga, fungi, dan tumb

tumbuhan tingkat tinggi uhan tingkat tinggi dalam melakukan biosintdalam melakukan biosintesis asam esis asam amino lisin. Jaluramino lisin. Jalur ttererssebebut ut ddikikelelomompopokkkkan an mmenenjajadi di dudua a kekelolompmpook k bebesasar, r, yyaiaitu tu jajalulurr diamin

diaminopimopimelate elate (DAP) dan (DAP) dan jalur jalur 2-am2-aminoadipinoadipate. ate. Jalur DAP Jalur DAP dikelomdikelompokkanpokkan men

menjadjadi i empempat at macmacam am varvariasiasi, i, yaiyaitu tu varvariasiasi i susuksinksinilailase se yanyang g melmelibaibatkatkann intermediet suksinilate, variasi asetilase yang melibatkan intermediet asetil, intermediet suksinilate, variasi asetilase yang melibatkan intermediet asetil, variasi dehidrogenase, dan variasi diaminopimelate-aminotransferase. Kedua variasi dehidrogenase, dan variasi diaminopimelate-aminotransferase. Kedua jalur yang lain merupakan turunan dari jalur 2-aminoadipate. Berikut adalah jalur yang lain merupakan turunan dari jalur 2-aminoadipate. Berikut adalah ja

jalur lur biobiosinsintestesis is yanyang g melmelibaibatkatkan n intintermermediediet et suksuksinsinilatilate e ataatau u jaljalur ur varvariasiasii suksinilase. Jalur ini merupakan jalur yang paling umum dalam biosintesis lisin suksinilase. Jalur ini merupakan jalur yang paling umum dalam biosintesis lisin oleh bakteri. Jalur ini telah banyak ditemukan pada beberapa jenis bakteri oleh bakteri. Jalur ini telah banyak ditemukan pada beberapa jenis bakteri yang berbeda.

(8)

(9)

Gambar 6. Biosintesis Lisin Gambar 6. Biosintesis Lisin

5.

5. BIOSIBIOSINTESINTESIS METHIOS METHIONINNINEE

Di bawah ini terdapat dua macam jalur pembentukan metionin. Jalur yang Di bawah ini terdapat dua macam jalur pembentukan metionin. Jalur yang pe

pertrtamama a memerurupapakan kan pepembmbenentutukakan n memetitiononin in dadari ri oksoksalaloaoasesetatat t dadan n dadariri senyawa sulfur inorganik untuk membentuk asam amino yang mengandung senyawa sulfur inorganik untuk membentuk asam amino yang mengandung gugus sulfur. Kebanyakan bakteri, yeast, dan fungi menggunakan jalur ini, gugus sulfur. Kebanyakan bakteri, yeast, dan fungi menggunakan jalur ini, men

mengingingat gat penpentintingnygnya a asaasam m amiamino no ini ini (se(sebagbagai ai iniinisiasiasi si sinsintestesis is proproteitein,n, met

metilailasi si DNADNA, , rRNrRNA A dan dan xenxenobiobiotiotic, c, dan dan biobiosinsintestesis is sissisteitein, n, fosfosfolfolipidipid, , dandan poliamin). Jalur yang kedua adalah jalur salvage yang ditemukan pada hampir poliamin). Jalur yang kedua adalah jalur salvage yang ditemukan pada hampir sel

seluruuruh h mahmahluk luk hidhidup. up. BerBerikut ikut adaadalah lah jaljalur ur perpertamtama a dardari i biobiosinsintestesis is asaasamm amino metionin.

amino metionin.

Gambar 7. Biosintesis Metionin dari siklus TCA Gambar 7. Biosintesis Metionin dari siklus TCA

Ja

Jalur lur yanyang g beriberikutkutnya nya mermerupaupakan kan jalujalur r yanyang g kedkedua, ua, yaiyaitu tu melmelalualui i jaljalurur salv

salvage. Jalur age. Jalur ini ditemukan pada ini ditemukan pada banyabanyak k organorganisme, yaitu bakteri, isme, yaitu bakteri, protozprotozoa,oa, tu

tumbmbuhuhan an dadan n mamamamalilia. a. AnAntatar r kekelolompmpok ok yayang ng memengnggugunanakakan n jajalulur r ininii te

(10)

-5--ti

tioaoadendenososinin. . BerBerikikut ut inini i adadalalah ah jaljalur ur sasalvlvagage e pepembmbenentutukan kan asasam am amaminoino metionin.

metionin.

Gambar 8. Biosintesis Metionin

(11)

6.

6. BIOSIBIOSINTESINTESIS S PHENYPHENYLALANLALANINEINE Biosin

Biosintesis fenilalanin diawali tesis fenilalanin diawali dengadengan n proseproses s pengkopengkonversnversian ian chorimchorimateate me

menjnjadadi i prprepephehenanatete. . PrPrepephehenanate te memerurupapakakan n prprekekurursosor r teterarakhkhir ir dadariri bi

biososinintetesisis s fefeninilalalalaninin n dadan n titirorosisin. n. HaHal l inini i yayang ng memenynyebebababkakan n prprososeses bi

biososinintestesis is anantatara ra fefeninilalalanlanin in dadan n titirorosisin n sasangngat at mimiriprip. . OrOrgaganisnisme me yayangng me

mengnggugunanakakan n jaljalur ur biobiosisintntesesis is inini i adadalaalah h gogololongangan n ararchchaeaaea, , fufungngi, i, dadann bakteri. Berikut ini adalah jalur biosintesis fenilalanin dari

bakteri. Berikut ini adalah jalur biosintesis fenilalanin dari E.coliE.coli dandan BacillusBacillus subtilis

subtilis..

Gambar 9. Biosintesis phenilalanin Gambar 9. Biosintesis phenilalanin

(12)

7.

7. BIOSIBIOSINTESINTESIS THRES THREONINONINEE

Jalur biosintesis threonin yang dapat dilihat pada gambar di bawah ini Jalur biosintesis threonin yang dapat dilihat pada gambar di bawah ini didasarkan pada pengubahan metabolisme energi molekul asam oksaloasetat didasarkan pada pengubahan metabolisme energi molekul asam oksaloasetat menjadi threonin. Organisme yang menggunakan jalur biosintesis ini adalah menjadi threonin. Organisme yang menggunakan jalur biosintesis ini adalah archaea, fungi, dan

archaea, fungi, dan bakteri. bakteri. Berikut ini adalah jalur biosintesis Berikut ini adalah jalur biosintesis asam aminoasam amino threonin beserta enzim yang berperan dan regulasinya.

threonin beserta enzim yang berperan dan regulasinya.

Gambar 10. Biosintesis threonin Gambar 10. Biosintesis threonin

Jalur ini diatur pada beberapa poin dari produk akhir metabolisme, baik Jalur ini diatur pada beberapa poin dari produk akhir metabolisme, baik melalui penghambatan enzim dan atenuasi. Atenuasi terhadap keberadaan melalui penghambatan enzim dan atenuasi. Atenuasi terhadap keberadaan isoleusin dan treonin menekan langkah kedua, keempat, kelima, dan keenam isoleusin dan treonin menekan langkah kedua, keempat, kelima, dan keenam pada jalur ini. Selain itu, enzim thr-A juga dihambat dengan keberadaan

pada jalur ini. Selain itu, enzim thr-A juga dihambat dengan keberadaan treonin.

treonin. 8.

8. BIOSIBIOSINTESINTESIS TRYPS TRYPTOPHATOPHANN Bio

Biosinsintestesis is tritriptoptofan fan padpada a mikmikrobroba a melmelibatibatkan kan limlima a jenjenis is enzenzim im yanyangg dikode oleh tujuh gen. Gen ini biasanya diatur dalam suatu cluster tunggal dikode oleh tujuh gen. Gen ini biasanya diatur dalam suatu cluster tunggal membentuk suatu operon. Organisme yang mampu melakukan biosintesis ini membentuk suatu operon. Organisme yang mampu melakukan biosintesis ini adalah archaea, fungi, bakteri, dan embryophita. Dalam hal ini, arabidopsis adalah archaea, fungi, bakteri, dan embryophita. Dalam hal ini, arabidopsis thalia

thaliana na mampmampu u melakmelakukan ukan biosinbiosintesis terhadap tesis terhadap tripttriptofan. Jalur ofan. Jalur biosinbiosintesistesis yan

yang g digdigunaunakan kan oleh oleh araarabidobidopsipsis s dan dan bakbakteri teri tidtidak ak jaujauh h berbberbeda eda karkarenaena arabidopsis memiliki trp operon yang di

arabidopsis memiliki trp operon yang di dalamnya mengandung gen pengkodedalamnya mengandung gen pengkode enzim untuk mensintesis triptofan. Berikut adalah

enzim untuk mensintesis triptofan. Berikut adalah jalur biosintesis asam aminojalur biosintesis asam amino triptofan beserta enzim yang berperan.

(13)

(14)

Gambar 11. Biosintesis triptofan Gambar 11. Biosintesis triptofan

9.

9. BIOSIBIOSINTESINTESIS VS VALINALINEE Jalur bio

Jalur biosintsintesis valin sesis valin sebenarnebenarnya merupaya merupakan jalur kan jalur pararepararel dengan jalurl dengan jalur bio

biosinsintestesis is isoisoleusleusin, in, dimdimana ana padpada a satsatu u jaljalur ur akaakan n dihdihasiasilkan lkan tidtidak ak hanhanyaya iso

isoleusleusin in tettetapi api jugjuga a valvalin in dan dan leuleusinsin. . PemPembenbentukatukan n valvalin in menmengguggunaknakan an 22 molekul asam piruvat yang pada akhirnya akan terpecah untuk membentuk molekul asam piruvat yang pada akhirnya akan terpecah untuk membentuk valin atau leusin. Jalur biosintesis ini digunakan oleh archaea, bakteri, dan valin atau leusin. Jalur biosintesis ini digunakan oleh archaea, bakteri, dan beberapa eukariot. Karena tiga asam amino ini terbentuk melalui jalur yang beberapa eukariot. Karena tiga asam amino ini terbentuk melalui jalur yang s

samama, a, mamaka ka teterdrdaapapat t kokonsnsekekuuenenssi i yyanang g titidadak k dadapapat t teterhrhinindadarkrkaan.n. Ko

Konsnsekuekuenensi si inini i adadalalah ah sisiststem em regregulaulasi si papada da jajalur lur bibiososintintesesisis, , didimamanana keb

keberaeradaadaan n valvalin in akaakan n menmenghaghambambat t jaljalannannya ya proproses ses biobiosinsintestesis. is. KarKarenaena sistem biosintesis saling terkait, maka pembentukan ketiga asam amino jg sistem biosintesis saling terkait, maka pembentukan ketiga asam amino jg akan terhambat. Berikut adalah jalur biosintesis asam amino valin beserta akan terhambat. Berikut adalah jalur biosintesis asam amino valin beserta enzim yang berperan.

enzim yang berperan.

Gambar 12. Biosintesis valin Gambar 12. Biosintesis valin

(15)

REFERENSI REFERENSI

Anonim. 2010. Diunduh dari http://biocyc.org/META/NEW-IMAGE? Anonim. 2010. Diunduh dari http://biocyc.org/META/NEW-IMAGE?

type=PATHWAY&object= DAPLYSINESYN-PWYa, tanggal 13 Nopember 2011. type=PATHWAY&object= DAPLYSINESYN-PWYa, tanggal 13 Nopember 2011. Anonim. 2010. Diunduh dari http://biocyc.org/META/NEW-IMAGE?

Anonim. 2010. Diunduh dari http://biocyc.org/META/NEW-IMAGE?

type=PATHWAY&object= HISTSYN-PWY, tanggal 13 Nopember 2011. type=PATHWAY&object= HISTSYN-PWY, tanggal 13 Nopember 2011. Anonim. 2010. Diunduh dari http://biocyc.org/META/NEW-IMAGE?

type=PATHWAY&object= TRPSYN-PWY, tanggal 13 Nopember 2011. type=PATHWAY&object= TRPSYN-PWY, tanggal 13 Nopember 2011. Anonim. 2010. Diunduh dari http://biocyc.org/META/NEW-IMAGE?

type=PATHWAY&object= VALSYN-PWY, tanggal 13 Nopember 2011. type=PATHWAY&object= VALSYN-PWY, tanggal 13 Nopember 2011. Anonim. 2010. Diunduh dari http://biocyc.org/META/NEW-IMAGE?

type=PATHWAY&object= LEUSYN-PWY, tanggal 13 Nopember 2011. type=PATHWAY&object= LEUSYN-PWY, tanggal 13 Nopember 2011. Anonim. 2010. Diunduh dari http://biocyc.org/META/NEW-IMAGE?

Anonim. 2010. Diunduh dari http://biocyc.org/META/NEW-IMAGE? type=PATHWAY&object= PWY-3001, tanggal 13 Nopember 2011. type=PATHWAY&object= PWY-3001, tanggal 13 Nopember 2011. Anonim. 2010. Diunduh dari http://biocyc.org/META/NEW-IMAGE? Anonim. 2010. Diunduh dari http://biocyc.org/META/NEW-IMAGE?

type=PATHWAY&object= ILEUSYN-PWY, tanggal 13 Nopember 2011. type=PATHWAY&object= ILEUSYN-PWY, tanggal 13 Nopember 2011. Anonim. 2010. Diunduh dari http://biocyc.org/META/NEW-IMAGE?

Anonim. 2010. Diunduh dari http://biocyc.org/META/NEW-IMAGE? type=PATHWAY&object= PWY-5101, tanggal 13 Nopember 2011. type=PATHWAY&object= PWY-5101, tanggal 13 Nopember 2011. Anonim. 2010. Diunduh dari http://biocyc.org/META/NEW-IMAGE? Anonim. 2010. Diunduh dari http://biocyc.org/META/NEW-IMAGE?

type=PATHWAY&object= PWY-6755, tanggal 13 Nopember 2011. type=PATHWAY&object= PWY-6755, tanggal 13 Nopember 2011. Anonim. 2010. Diunduh dari http://biocyc.org/META/NEW-IMAGE? Anonim. 2010. Diunduh dari http://biocyc.org/META/NEW-IMAGE?

type=PATHWAY&object= PWY-5345, tanggal 13 Nopember 2011. type=PATHWAY&object= PWY-5345, tanggal 13 Nopember 2011. Anonim. 2010. Diunduh dari http://biocyc.org/META/NEW-IMAGE? Anonim. 2010. Diunduh dari http://biocyc.org/META/NEW-IMAGE?

type=PATHWAY&object= PWY- PHESYN, tanggal 13 Nopember 2011. type=PATHWAY&object= PWY- PHESYN, tanggal 13 Nopember 2011. Anonim. 2010. Diunduh dari http://biocyc.org/META/NEW-IMAGE?

type=PATHWAY&object= THRESYN-PWY, tanggal 13 Nopember 2011. type=PATHWAY&object= THRESYN-PWY, tanggal 13 Nopember 2011.