Metabolisme purin dan pirimidin
Purin dan pirimidin merupakan inti dari senyawa komponen molekul nukleotida asam nukleat RNA dan DNA.
Contoh Purin : Adenin, guanin, hipoxantin, xantin. Di metabolisme menjadi asam urat. Contoh Pirimidin : Sitosin, urasil, timin. Dimetabolisme menjadi CO2 dan NH3. B. Biosintesis Purin dan Pirimidin
1. Purin
Hasil penelitian dengan menggunakan radioisotop, ternyata setiap komponen yang dijumpai dalam kerangka inti purin berasal dari bermacam-macam sumber diantara lain :
A. Atom C (6) inti purin berasal dari atom karbon molekul CO2 udara pernafasan.
B. Atom N (1) inti purin bersal dari atom nitrogen gugus amino (-NH2) molekul aspartat.
C. Atom C (2) dan atom C (8) inti purin adalah produk reaksi transformilasi yang berasal dari senyawa donor gugus formil yang mengakibatkn koenzim FH4 (tetra hidro folat).
D. Atom N (3) dan atom N (9) berasal dari nitrogen gugus amida molekul glutamin. E. Atom C (4) atom C (5) dan atom N (7) merupakan molekul glisin.
2. Pirimidin
Umumnya biosintesis pirimidin dan purin memerlukan bahan pembentukan yang sama misalnya PRPP, glutamin, CO2, asam aspartat, koenzim tetrahidrofolat (FH4).
Tetapi ada satu perbedaan yang jelas sekali yaitu pada saat terjadinya penambahan gugus ribosa-P (pada biosintesis purin), penambahan gugus ribosa-ribosa-P tersebut sudah berlangsung ditahap awal. Sedangkan pada biosintesis pirimidin berlangsung setelah perjalanan beberapa tahap lebih jauh. C. Tahapan biosintesis purin dan pirimidin
1. Tahapan biosintesis Purin
1. Sintesis purin diawali oleh reaksi pembentukan molekul PRPP (5-phospho ribosil pyro phosphate) yang berasal dari ribosa-5P yang mengkaitkan ATP dan ion Mg²+ sebagai aktivator. 2. Selanjutnya pembentukan senyawa 5-Phosphoribosilamin dari hasil reaksi PRPP dengan
glutamin. Reaksi ini menghasilkan pula asam amino glutamat + Ppi.
4. Kemudian GAR melakukan reaksi formilasi yang dikatalisis oleh enzim transformilase dengan koenzim FH4 (tetrahidrofolat) dan senyawa donor gugus formil, membentuk senyawa formil glisin amid ribosil-5P nya. Atom karbon gugus formil tersebut menempati posisi atom C-8 inti purin.
5. Kemudian senyawa formil glisin amid ribosil 5P melakukn reaksi aminasi (pada atom karbon ke-4 nya) dengan senyawa donor amino (berupa glutamin) dan terbentuknya senyawa formil-glisinamidin- ribosil-5P.atom N gugus amino yang baru menempati posisi N-3 inti purin.
6. Selanjutnya terjadi reaksi penutupan rantai dan terbentuknya senyawa amino- imidazole-ribosil-5P, selanjutnya senyawa-senyawa amino- imidazole- ribosil-5P melakukan fiksasi CO2 dengan biotin sebagai koenzim dan atom karbon yang difiksasi tersebut menempati atom C (6) inti purin. Dilanjutkan reaksinya dengan aspartat membentuk senyawa 5-amino- 4- imidazole- N-suksinil karboksamid ribosil-5P.
7. Senyawa 5-amino- 4- amidazole- karboksamid- ribosil- 5P, melakukan reaksi formilasi yang dikatalisis oleh enzim transformilase dengan koenzim FH4 (tetrahidrofolat) dan senyawa donor gugus formil, maka terbentukny senyawa 5- formamido- 4- imidazole karboksamide- ribosil-5P. 8. Akhirnya terjadilah reaksi penutupan cincin yang ke-2 kalinya terbentuklah derivat purin yang
pertama berupa IMP (inosin monophosphate= inosinic acid) yaitu derivat hiposantin atau 6-oksipurin. Sedangkan AMP dan GMP diturunkan dari IMP.
2. Tahapan biosintesis pirimidin
1. Biosintesis pirimidin diawali oleh reaksi pembentukan karbamoil-P yang dihasilkan dari reaksi antara glutamin, ATP dan CO2 yang dikatalisis oleh enzim karbamoil-P sintetase yang berlangsung didalam sitosol. Berbeda dengan enzim karbamoil-P sinthase yang bekerjapada reaksi pembentukan urea, dimana reaksi nya berlangsung bukan didalam sitosol melainkan didalam mitokondria.
2. Berikutnya karbamoil-P berkondensasi dengan asam aspartat menghasilkan senyawa karbamoil-asparta. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim aspartat transkarbamoilase.
4. Berikutnya melalui reaksi yang dikatalisis oleh enzim DHOA dehidrogenase dengan koenzim NAD+, DHOA menghasilkan asam arotat (OA=orotic acid).
5. Selanjutnya terjadi reaksi penambahan gugus ribosa-P pada asam orotat. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim orotat fosforibosil transferase dan dihasilkan orotidilat OMP (orotidin mono posphate).
6. Akhirnya enzim orotidilat dikarboksilase mengkatalisis reaksi dikarboksilasi orotidilat dan menghasilkan uridilat (uridin mono phosphate)yaitu produk nukleotida pertama pada biosintesis pirimidin.
E. Kelainan metabolime purin dan pirimidin 1. metabolisme purin
Asam urat adalah produk akhir katabolisme purin pada manusia, guanin yang berasal dari guanosin dan hiposantin. Yang berasal dari andenosin melalui pembentukan santin keduanya dikonversi menjadi asam urat, reaksinya berturut-turut dikatalisis oleh enzim guanase dan santin oksidase.
Masalah klinik metabolisme purin
Gout adalah suatu penyakit dimana terjadi penumpukan asam urat dalam tubuh secara berlebihan, baik akibat produksi yang meningkat, pembuangan melalui ginjal yang menurun atau peningkatan asupan makanan kaya purin
Gout terjadi ketika cairan tubuh sangat jenuh akan asam urat. Karna kadar nya yang tinggi. Gout ditandai dengan :
Serangan berulang dari athritis yang akut, kadang disertai pembentukan kristal natrium urat yang besar dinamakan tophus deformitas (kerusakan) sendi secara kronis, dan cedera pada ginjal. Sindrom Lesch-nyhan adalah suatu hiperurisemia over produksi yang sering disertai litiasis asam
urat serta sindrom self-mutilation terjadi karena tidak berfungsinya enzim hipoxantin-guanin fosforibosil transferase yang merupakan enzim pada penyelamatan pada reaksi purin.
Penyakit von gierke adalah defisiensi glukosa fosfatase yang terjadi karena sekunder akibat peningkatan atau pembentukan prekursor PRPP, ribosa 5-fosfat, disamping it asidosis laktat yang menyertai akan menikan ambang ginjal untuk urat sehingga terjadi peningkatan total kadar urat dalam tubuh.
Hasil akhir katabolisme pirimidin: CO2, ammonia, betalanin dan propionat sangat mudah larut dalam air bila overproduksi dan jarang didapati kelainan.
Hiperurikemia dengan overproduksi PPRP akan terjadi peningkatan nukleotida dan peningkatan ekskresi dari betalanin.
Defisiensi folat dan vitamin B12 dengan defisiensi TMP. Masalah klinik metabolisme pirimidin
Hasil akhir metabolisme pirimidin larut dalam air, tidak banyak kelainan yang disebabkannya. Kelainan autosomal resesif
Hereditary orotic aciduria tipe I:
- tipe yang lebih sering def. orotat fosforibosil transferase & orotidilat dekarboksilase - terjadi anemia megaloblastik, tdp kristal jingga dalam urine.
Tipe II :
- krn defisiensi orotidilat dekarboksilase Reye’s Syndrome
Gangguan pada mitokondria hati
