METABOLISME PROTEIN DAN ASAM AMINO. Ika Puspita Dewi

(1)

METABOLISME

PROTEIN DAN ASAM

AMINO

(2)

Pembahasan

• Pencernaan protein dan absorbsi asam amino

• Metabolisme asam amino

(3)

PENCERNAAN PROTEIN DAN

ABSORBSI ASAM AMINO

(4)

(5)

Absorbsi asam amino

(6)

METABOLISME ASAM

AMINO

(7)

Metabolisme Asam Amino

• Metabolisme asam amino  kompleks.

• Akan ada 2 jalur  bagian atom nitrogen dan karbon

• Selama metabolisme, asam amino akan beredar dalam

aliran darah dari satu jaringan ke jaringan yang lain.

• Karbon akan dioksidasi menjadi CO₂ dan H₂O pada beberapa jaringan.

• Nitrogen akan dikonversi menjadi urea pada hati.

• Urea terbentuk dari siklus urea yang berasal dari NH₄+_{, bikarbonat,}

(8)

(9)

Setelah makan

• Asam amino hasil digesti protein akan memasuki vena portal hati yang akan digunakan untuk sintesis protein terutama protein darah seperti albumin serum.

• Kelebihan asam amino akan dikonversi menjadi glukosa atau triasilgliserol yang kemudian akan diubah dibentuk dan disekresikan menjadi VLDL.

• Gula yang diproduksi dari asam amino akan disimpan menjadi glikogen atau dilepaskan dalam aliran darah menjadi glukosa darah jika kadar gula daalm darah rendah.

• Asam amino yang melewati liver akan dikonversi menjadi protein pada sel atau jaringan lain.

(10)

Ketika berpuasa

• Ketika berpuasa, asam amino akan dilepas dari protein otot, beberapa di antaranya akan masuk ke aliran darah secara langsung. Lainnya akan teroksidasi sebagian dan nitrogennya akan disimpan dalam bentuk alanin dan glutamin yang akan masuk ke aliran darah secara langsung.

• Pada ginjal, glutamin melepaskan amonia pada urin dan glutamin juga akan dikonversi menjadi alanin dan serin.

• Pada sel saluran pencernaan, glutamin akan dikonversi menjadi alanin.

• Alanin dan asam amino lain akan masuk ke liver yang nitrogennya akan diubah menjadi urea dan diekskresikan ke dalam urin, sedangkan karbon diubah menjadi glukosa dan badan keton yang akan dioksidasi oleh berbagai jaringan menjadi energi.

(11)

METABOLISME NITROGEN ASAM AMINO

• 1–2% dari protein total tubuh

didegradasi setiap hari utamanya protein otot.

• 75% asam amino yang

dilepas akan digunakan kembali.

• Kelebihan asam amino akan

membentuk urea.

• Karena asam amino tidak disimpan, yang tidak

tergabung akan dengan cepat didegradasi.

(12)

Reaksi Transaminasi

• Transaminasi merupakan proses

utama penghilangan nitrogen dari asam amino.

• Pada reaksi transaminasi, gugus amino dari asam amino satu

menjadi milik asam amino lainnya

• Karena bersifat reversible, reaksi ini dapat digunakan untuk

menghilangkan nitrogen dari asam amino atau mengubah asam

amino menjadi bentuk asam keton untuk membentuk asam amino.

• Sehingga reaksi ini terlibat baik pada degradasi maupun sintesis asam amino.

(13)

Oksidatif Deaminasi

• Merupakan reaksi penghilangan nitrogen asam amino

menjadi amonia.

• Sel, baik pada manusia maupun bakteri, pada saluran pencernaan melepas nitrogen asam amino dalam bentuk amonia atau ion amonium (NH₄+_).

• Amonia yang diproduksi berlebih dapat bersifat toksik pada tubuh utamanya pada otak dan susunan saraf

pusat, hal ini biasanya terjadi pada fungsi hati yang tidak normal, atau adanya kerusakan pada hati atau ada

keadaan sirosis.

• Keracunan amonia gejalanya antara lain tremor, kesusahan bicara, pandangan kabur, koma, dan dapat berakibat pada kematian.

(14)

(15)

Peran glutamat, alanin, dan glutamin pada

metabolisme asam amino

• Glutamat menyediakan nitrogen pada sintesis asam

amino, sedang pada proses degradasi asam amino dan pembentukan urea, glutamat mengambil nitrogen dari asam amino. Keduanya dilakukan dengan reaksi

transaminasi.

• Alanin dan glutamin berfungsi sebagai pembawa nitrogen dalam darah.

(16)

(17)

(18)

Siklus Urea

• Pada tubuh yang normal, nitrogen akan selalu berada pada fase keseimbangan, dimana jumlah yang masuk sama dengan jumlah yang keluar.

• Produk ekskresi nitrogen adalah urea, yang akan keluar dalam urin.

• Urea diproduksi melalui siklus urea dalam hati sebagai buangan amonia.

• Amonia secara normal akan berada dalam darah dengan

konsentrasi 30-60 μM.

• Amonia dalam darah akan secara cepat disingkirkan dari darah dan dikonversi menjadi nitrogen dalam liver.

(19)

Reaksi Siklus Urea

1. Sintesis carbamoyl phosphate

NH4, bicarbonate, dan ATP bereaksi membentuk carbamoyl phosphate

2. Carbamoyl Phosphate dan Ornithine membentuk Citrulline

L-Ornithine transcarbamoylase mengkatalisis transfer grup karbamoil pada karbamoil fosfat pada ornitin membentuk citrulline dan orthophosphate. Citrulin ditranspor keluar mitokondria ke sitosol sebagai ganti ornitin

sitoplasma.

3. Citrulline plus Aspartate membentuk Argininosuccinate

Argininosuccinate synthase menggabungkan aspartat dan citrulin via gugus amino aspartat.

4. Pemecahan Argininosuccinate membentuk Arginine & Fumarate.

Pemecahan argininosuccinate, dikatalisis oleh argininosuccinase, melibatkan proses pelepasan fumarat dan membentuk arginin.

5. Pemecahan Arginine melepaskan Urea & pembentukan ulang

Ornithine.

Arginase akan memecah gugus guanidin arginin sehingga melepaskan urea dan menghasilkan produk samping ornitin yang akan masuk kembali ke mitokondria untuk terlibat pada siklus urea selanjutnya.

(20)

(21)

METABOLISME KARBON ASAM

AMINO

• Reaksi transaminasi merupakan reaksi katabolik pertama yang terjadi pada asam amino kecuali pada proline, hydroxyproline, threonine, dan lysine.

• Karbon asam amino yang terdegradasi dikonversi menjadi

• CO₂,

• Komponen yang memproduksi glukosa pada liver (piruvat, intermediet siklus asam sitrat, ketoglutarate, succinyl CoA, fumarate, and

oxaloacetate)

• Badan keton dan prekusornya (acetoacetate and acetyl CoA)

• Asam amino dapat menjadi glukogen (glucogenic) ketika kerangka

karbonnya dapat diubah menjadi glukosa dan menjadi keton (ketogenic) jika kerangka karbonnya dapat langsung dikonversi menjadi acetyl CoA atau acetoacetate.

(22)

Degradasi karbon asam amino

A. Amino acids that produce pyruvate or intermediates of the TCA cycle. These amino acids are considered glucogenic because they can produce glucose in the liver. The fumarate group of amino acids produces cytoplasmic fumarate.

(23)

Degradasi karbon asam amino

B. Amino acids that produce acetyl CoA or ketone bodies. These amino acids are

considered ketogenic.

HMG : Hydroxy

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

(29)

• Manusia dapat mensintesis asam amino melalui

intermediet pada reaksi glikolisis dan siklus

asam sitrat

• Asam amino yg dmk 

non essesial

• Semua asam amino

secara biologi  essensial (penting)

• Ada asam amino non

esensial yang

pembentukannya

melibatkan asam amino esensial (cystein,

tyrosine, dan hydroxylysine).

(30)

Sintesis asam amino

• Asam amino yang dapat disintesis manusia (non esensial) umumnya digunakan untuk sintesis komponen yang

mengandung nitrogen tambahan.

• Glisin  sintesis porfirin dan purin

• Glutamat  sintesis neurotransmitter dan purin

• Aspartat  biosintesis purin dan pirimidin

• Asam amino non esensial dapat diproduksi dari glukosa, dan sumber nitrogen, seperti asam amino esensial dan amonia.

• Tyr  memerlukan phe

(31)

Sintesis asam amino

• Kerangka karbon asam amino non esensial berasal dari intermediet glycolysis and the tricarboxylic acid (TCA) cycle .

• Serine, glycine, cysteine, and alanine  diproduksi dari jalur glikolisis

• Asparagine, aspartat, glutamin, glutamat, prolin dan tirosin  diproduksi dari siklus asam sitrat

• Ketoglutarat  glutamate, glutamine, proline, dan arginine.

(32)

(33)

Glutamate and Glutamine

• Glutamate dehydrogenase mengkatalisis reaksi aminasi α-ketoglutarate menjadi glutamat

• Glutamine synthetase mengakatalisis aminasi pada glutamate menjadi glutamine

(34)

Alanine

(35)

Aspartate and Asparagine

• Oxaloacetate mengalami transaminasi membentuk

aspartate.

• Asparagine synthetase mengkatalisis konversi aspartate menjadi asparagine

(36)

Serine

• Oksidasi gugus hidroksil dari intermediet glikolisis

3-phosphoglycerate menjadikannya asam okso dilanjutkan transaminasi dan defosforilasi menjadi serine

(37)

Glycine

• Glycine aminotransferase mengkatalisis sintesis glisin dari glioksilat dan glutamat atau alanin

• Pada mammalia,

pembentukan glisin berasal dari choline dan serine.

(38)

Proline

(39)

Cysteine

• Cysteine, dibentuk dari methionine (asam amino esensial). • Methionine dikonversi menjadi bentuk homocysteine. • Homosistein dengan serin membentuk kompleks yang akan dipecah menjadi

(40)

Tyrosine

• Phenylalanine hydroxylase mengkonversi phenylalanine (non essesial) menjadi tyrosine.

(41)

(42)

Referensi

• Michael A. Lieberman, Allan Marks Mark's Basic Medical Biochemistry A Clinical Approach

• (LANGE Basic Science) Robert K. Murray, Darryl K. Granner, Peter A. Mayes, Victor W. Rodwell-Harper's Illustrated Biochemistry-McGraw-Hill Medical (2003)