BIOSINTESIS ASAM AMINO NONESENSIAL
BIOSINTESIS ASAM AMINO NONESENSIAL
Dari 20 jenis asam amino yang ada, dikelompokkan menjadi dua yaitu pertama, asam Dari 20 jenis asam amino yang ada, dikelompokkan menjadi dua yaitu pertama, asam amino esensial; asam amino yang dibutuhkan oleh tubuh akan tetapi tubuh itu sendiri tidak dapat amino esensial; asam amino yang dibutuhkan oleh tubuh akan tetapi tubuh itu sendiri tidak dapat mensintesisnya sehingga tubuh hanya mendapatkan dari makanan yang dikonsumsi saja, mensintesisnya sehingga tubuh hanya mendapatkan dari makanan yang dikonsumsi saja, diantaranya arginin, histidin, isoleusin, leusin, lysin, methionin, fenilalanin, threonin, triptofan, diantaranya arginin, histidin, isoleusin, leusin, lysin, methionin, fenilalanin, threonin, triptofan, dan valin. Kedua,
dan valin. Kedua, asam amino nonesensial; asam amino nonesensial; asam amino yasam amino yang dibutuhkan oleh tubuh ang dibutuhkan oleh tubuh dan tubuhdan tubuh mampu mensintesisnya sendiri, diantaranya alanin, asparagin, aspartat, sistein, glutamat, mampu mensintesisnya sendiri, diantaranya alanin, asparagin, aspartat, sistein, glutamat, glutamin, glisin, prolin, serin, dan tirosin. Dibawah ini akan dijelaskan bagaimana asam amino glutamin, glisin, prolin, serin, dan tirosin. Dibawah ini akan dijelaskan bagaimana asam amino nonesensial dapat disintesis oleh tubuh:
nonesensial dapat disintesis oleh tubuh:
Siklus sintesis asam amino nonesensial secara umum Siklus sintesis asam amino nonesensial secara umum
Biosintesis Alanin Biosintesis Alanin
Alanin dipindahkan ke sirkulasi oleh berbagai jaringan, tetapi umumnya oleh otot. Alanin Alanin dipindahkan ke sirkulasi oleh berbagai jaringan, tetapi umumnya oleh otot. Alanin disintesis dari piruvat. Hati mengakumulasi alanin plasma, kebalikan transaminasi yang terjadi di disintesis dari piruvat. Hati mengakumulasi alanin plasma, kebalikan transaminasi yang terjadi di otot dan secara proporsional meningkatkan produksi urea. Alanin dipindahkan dari otot ke hati otot dan secara proporsional meningkatkan produksi urea. Alanin dipindahkan dari otot ke hati bersamaan
bersamaan dengan dengan transportasi transportasi glukosa glukosa dari dari hati hati kembali kembali ke ke otot. otot. Proses Proses ini ini dinamakan dinamakan siklussiklus glukosa-alanin. Glukosa yang berasal dari hati masuk ke otot melalu pembuluh darah lalu diubah glukosa-alanin. Glukosa yang berasal dari hati masuk ke otot melalu pembuluh darah lalu diubah menjadi asam piruvat dan asam laktat dan menghasilkan 2 ATP, asam piruvat sendiri akan menjadi asam piruvat dan asam laktat dan menghasilkan 2 ATP, asam piruvat sendiri akan mengalami transaminasi piruvat dengan bantuan enzim alanin transaminase menjadi alanin, mengalami transaminasi piruvat dengan bantuan enzim alanin transaminase menjadi alanin, reaksi ini bersifar reversibel.
reaksi ini bersifar reversibel. Pada proses ini, Pada proses ini, asam α asam α amino akan diubah menjadi amino akan diubah menjadi asam α asam α keto.keto. Alanin otot melalui sirkulasi darah akan dibawa ke hati lalu diubah menjadi asam piruvat Alanin otot melalui sirkulasi darah akan dibawa ke hati lalu diubah menjadi asam piruvat kembali dan NH
kembali dan NH22--. . NHNH22-- akan membutuhkan akan membutuhkan 2 ATP 2 ATP untuk berubah untuk berubah menjadi urea menjadi urea dan asamdan asam
piruvat
piruvat akan akan membutuhkan membutuhkan 6 6 ATP ATP untuk untuk diubah diubah kembali kembali menjadu menjadu glukosa, glukosa, glukosa glukosa dibawadibawa kembali ke otot begitu seterusnya
kembali ke otot begitu seterusnya
Ada 2 jalur utama untuk memproduksi alanin otot yaitu: Ada 2 jalur utama untuk memproduksi alanin otot yaitu: 1.
1. Secara langsung melalui degradasi proteinSecara langsung melalui degradasi protein 2.
2. Melalui transaminasi piruvat dengan bantuan enzim alanin transaminase; ALT (juga dikenalMelalui transaminasi piruvat dengan bantuan enzim alanin transaminase; ALT (juga dikenal sebagai serum glutamat-piruvat transaminase; SGPT).
Siklus glukosa-alanin
Biosintesis Serin
Ada beberapa jalur sintesis serin, jalur utama untuk serin dimulai dari intermediat glikolitik 3-fosfogliserat. NADH-linked dehidrogenase mengubah 3-fosfogliserat menjadi sebuah asam keto yaitu 3-fosfopiruvat, sesuai untuk transaminasi subsekuen. Aktivitas aminotransferase dengan glutamat sebagai donor menghasilkan 3-fosfoserin, yang diubah menjadi serin oleh fosfoserin fosfatase. Jalur kedua untuk serin dimulai dari 3-fosfogliserat menjadi gliserat dengan bantuan enzim 3-fosfogliserat fosfatase, lalu diubah menjadi hidroksipiruvat dengan bantuam
enzim hidroksipiruvat reduktase lalu menjadilah serin dengan bantuan enzim hidroksi aminotransferase dan NH2-. Jalur ketiga melalui jalur yang berasal dari glisin lalu diubah menjadi
serin dengan enzim serin hidroksimetil tranferase, reaksi ini bersifat reversibel. Siklus serin dan glisin
Biosintesis Glisin
Ada dua jalur pembentukan glisin, jalur utama untuk glisin adalah 1 tahap reaksi yang dikatalisis oleh serin hidroksimetiltransferase. Reaksi ini melibatkan transfer gugus hidroksimetil dari serin untuk kofaktor tetrahidrofolat (THF), menghasilkan glisin dan N5, N10-metilen-THF. Jalur yang kedua, RuBP diubah menjadi fosfoglikolat dengan bantuan enzim RUBISCO dan membutuhkan O2, lalu diubah menjadi glikolat oleh enzim fosfoglikolat fosfatase selanjutnya
dibuah menjadi glikosilat oleh enzim glutamat-glioksilat aminotransferase dengan membutuhkan NH2-.
Biosintesis Sistein
Sulfur untuk sintesis sistein berasal dari metionin. Kondensasi dari ATP dan metionin dikatalisis oleh enzim metionin adenosiltransfrease menghasilkan S-adenosilmetionin (SAM).
Biosintesis S-adenosilmetionin (SAM)
SAM merupakan precursor untuk sejumlah reaksi transfer metil (misalnya konversi norepinefrin menjadi epinefrin). Akibat dari tranfer metil adalah perubahan SAM menjadi S-adenosilhomosistein. S-adenosilhomosistein selanjutnya berubah menjadi homosistein dan adenosin dengan bantuan enzim adenosilhomosisteinase. Homosistein dapat diubah kembali menjadi metionin oleh metionin sintase.
Reaksi transmetilasi melibatkan SAM sangatlah penting, tetapi dalam kasus ini peran S-adenosilmetionin dalam transmetilasi adalah sekunder untuk produksi homosistein (secara esensial oleh produk dari aktivitas transmetilase). Dalam produksi SAM, semua fosfat dari ATP hilang: 1 sebagai Pi dan 2 sebagai Ppi. Adenosin diubah menjadi metionin bukan AMP.
Dalam sintesis sistein, homosistein berkondensasi dengan serin menghasilkan sistationin dengan bantuan enzim sistationase. Selanjutnya dengan bantuan enzim sistationin liase sistationin diubah menjadi sistein dan α-ketobutirat. Gabungan dari 2 reaksi terakhir ini dikenal sebagai trans-sulfurasi.
Peran metionin dalam sintesis sistein
Biosintesis Tirosin dan Fenilalanin
Tirosin diproduksi di dalam sel dengan hidroksilasi fenilalanin. Setengah dari fenilalanin dibutuhkan untuk memproduksi tirosin. Jika diet kita kaya tirosin, hal ini akan mengurangi kebutuhan fenilalanin sampai dengan 50%.
Fenilalanin hidroksilase adalah campuran fungsi oksigenase: 1 atom oksigen digabungkan ke air dan lainnya ke gugus hidroksil dari tirosin. Reduktan yang dihasilkan adalah tetrahidrofolat kofaktor tetrahidrobiopterin, yang dipertahankan dalam status tereduksi oleh NADH-dependent enzim dihydropteridine reductase (DHPR).
Biosintesis tirosin dari fenilalanin
Biosintesis Prolin
Glutamat adalah prekursor ornitin dan prolin. Dengan glutamat semialdehid menjadi intermediat titik cabang menjadi satu dari 2 produk atau lainnya. Ornitin bukan salah satu dari 20 asam amino yang digunakan untuk sintesis protein. Ornitin memainkan peran signifikan sebagai akseptor karbamoil fosfat dalam siklus urea. Ornitin memiliki peran penting tambahan sebagai prekursor untuk sintesis poliamin. Produksi ornitin dari glutamat penting ketika diet arginin
sebagai sumber lain untuk ornitin terbatas.
Penggunaan glutamat semialdehid tergantung kepada kondisi seluler. Produksi ornitin dari semialdehid melalui reaksi glutamat-dependen transaminasi. ketika konsentrasi arginin meningkat, ornitin didapatkan dari siklus urea ditambah dari glutamat semialdehid yang menghambat reaksi aminotransferase. Hasilnya adalah akumulasi semialdehid. Semialdehid
didaur secara spontan menjadi Δ1 pyrroline-5-carboxylate yang kemudian direduksi menjadi prolin oleh NADPH-dependent reductase.
Biosintesis Glutamat, Glutamin Aspartat, dan Asparagin
Glutamat disintesis dengan aminasi reduktif α-ketoglutarat yang dikatalisis oleh glutamat dehidrogenase yang merupakan reaksi nitrogen-fixing. Glutamat juga dihasilkan oleh reaksi aminotranferase, yang dalam hal ini nitrogen amino diberikan oleh sejumlah asam amino lain. Sehingga, glutamat merupakan kolektor umum nitrogen amino.
Reaksi biosintesis glutamate
Glutamin dibentuk dari sebuah kerja enzim glutamin sintesise. Enzim ini akan mengubah L-Glutamat menjadi L-Glutamin dengan penambahan NH4+. Energi yang digunakan pada proses
ini berasal dari ATP yang kemudian diubah menjadi ADP.
Aspartat dibentuk dalam reaksi transaminasi yang dikatalisis oleh aspartat transaminase, AST. Reaksi ini menggunakan analog asam α-keto aspartat, oksaloasetat, dan glutamat sebagai donor amino. Aspartat juga dapat dibentuk dengan deaminasi asparagin yang dikatalisis oleh asparaginase. Aspartat ini akan menjadi senyawa turunan untuk jalur biosintesis lisin, metionin, treonin, dan isoleusin.
Jalur Sintesis Aspartat
Sedangkan pembentukan asam amino asparagin berasal langsung dari prekursornya yaitu aspartate dan glutamin dengan dikatalisis oleh asparagin sintetase. Proses ini Membutuhkan ATP untuk diubah menjadi AMP dan Ppi sehingga menghasilkan asparagin dan glutamin.
