BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Biokimia merupakan ilmu yang mempelajari struktur dan fungsi komponen selular, seperti protein, karbohidrat, asam lemak, minyak, dan biomolekul lainnya. Sekitar 75% asam amino digunakan untuk sintesis protein. Asam-asam amino dapat diperoleh dari protein yang kita makan atau dari hasil degradasi protein di dalam tubuh kita. Protein yang terdapat dalam makanan di cerna dalam lambung dan usus menjadi asam-asam amino yang diabsorpsi dan di bawa oleh darah ke hati. Protein dalam tubuh dibentuk dari asam amino. Bila ada kelebihan asam amino akan di ubah menjadi asam ketogkutarat yang dapat masuk kedalam siklus asam sitrat. Hati adalah organ tubuh dimana terjadi reaksi Anabolisme dan Katabolisme. Proses Metabolik dan katabolik juga terjadi dalam jaringan di luar hati. Asam amino yang terdapat dalam darah berasal dari tiga sumber yaitu absorpsi melalui dinding usus, hasil penguraian protein dalam sel dan hasil sintesis asam amino dalam sel. Hati berfungsi sebagai pengatur konsentrasi asam amino dalam darah.
B. Tujuan
Adapun tujuan penulisan makalah ini adalah:
1. Menyelesaikan tugas mata kuliah biokimia dengan membuat makalah ini, yang berjudul perubahan asam amino menjadi produk khusus.
2. Menambah pengetahuan mahasiswa mengenai: a. Apa itu asam amino?
b. Apa saja asam amino yang merupakan bahan untuk menjadi produk khusus? c. Apa saja produk khusus dari proses metabolism dan katabolisme asam
amino tersebut?
C. Batasan Masalah
BAB II
PEMBAHASAN
A.
Pengertian Asam Amino
Asam amino yang merupakan monomer (satuan pembentuk) protein adalah suatu senyawa yang mempunyai dua gugus fungsi yaitu gugus amino dan gugus karboksil. Pada asam amino, gugus amino terikat pada atom karbon yang berdekatan dengan gugus karboksil (C-α) atau dapat dikatakan juga bahwa gugus amina dan gugus karboksil dalam asam amino terikat pada atom karbon yang sama. Struktur asam amino secara umum adalah satu atom C yang mengikat empat gugus: gugus amina (NH2), gugus karboksil (COOH), atom hidrogen (H), dan satu gugus sisa (R, dari residue) atau disebut juga gugus atau rantai samping yang membedakan satu asam amino dengan asam amino lainnya. Atom C pusat tersebut dinamai atom Cα ("C-alfa") sesuai dengan penamaan senyawa bergugus karboksil, yaitu atom C yang berikatan langsung dengan gugus karboksil. Oleh karena gugus amina juga terikat pada atom Cα ini, senyawa tersebut merupakan asam α-amino. Asam amino biasanya diklasifikasikan berdasarkan sifat kimia rantai samping tersebut menjadi empat kelompok. Rantai samping dapat membuat asam amino bersifat asam lemah, basa lemah, hidrofilik jika polar, dan hidrofobik jika nonpolar.
B. Dasar Reaksi Pada Metabolisme Asam Amino
1. Deaminasi OksidatifDeaminasi adalah suatu reaksi kimia pada metabolisme yang melepaskan gugus amina dari molekul senyawa asam amino. Gugus amina yang terlepas akan terkonversi menjadi amonia. Pada manusia, deaminasi terjadi terutama pada hati, walaupun asam glutamat juga mengalami deaminasi pada ginjal. Proses deaminasi dalam lingkungan aerobik akan menghasilkan asam okso, disebut dengan demainasi oksidatif dan terjadi terutama di dalam hati.
Dekarboksilasi adalah reaksi kimia yang melibatkan penghapusan kelompok karboksil (-COOH) dari senyawa semula menjadi karbon dioksida (CO2).
3. Transaminasi
Transaminasi adalah proses katabolisme asam amino yang melibatkan pemindahan gugus amino dari asam amino yang satu ke asam amino yang lainnya. Pada proses ini tidak ada gugus amino yang hilang, karena setiap gugus amino yang lepas diikat oleh senyawa keton. Gugus amino tersebut dipindahkan pada salah satu dari tiga senyawa keton yaitu asam piruvat, oksaloasetat atau α ketoglutarat. Proses transaminasi terjadi pada mitokondria dan ada pula yang terjadi pada sitoplasma. Proses transaminasi ini dibantu oleh dua enzim yaitu alanin transaminasi dan glutamat transaminasi yang berfungsi sebagai katalisator. Alanin transaminasi mempunyai suatu kelebihan tersendiri pada asam piruvat-alanin sebagai satu pasang substrat tetapi tidak kepada asam asam amino yang lain. alanin transaminasi terdapat dalam jumlah banyak, oleh karena itu alanin transaminasi yang di hasilkan dari proses transaminasi diubah menjadi glutamat transaminasi. glutamat transaminasi mempunyai kelebihan tersendiri terhadap glutamate-ketoglutarat sebagai satu pasang substrat dan seperti alanin transaminasi yang tidak memiliki kelebihan terhadap pasangan asam amino yang lain. Kerja dari enzim enzim transaminasi tersebut dibantu oleh piridoksalfosfat sebagai koenzim.
C. Perubahan Asam Amino
1. Transaminasi:Alanin + alfa-ketoglutarat → piruvat + glutamate 2. Diaminasi:
NH3 → merupakan racun bagi tubuh, tetapi tidak dapat dibuang oleh
ginjal → harus diubah dahulu jadi urea (di hati) → agar dapat dibuang oleh ginjal Ekskresi NH3
NH3 → tidak dapat diekskresi oleh ginjal
NH3 harus dirubah dulu menjadi urea oleh hati
Jika hati ada kelainan (sakit) → proses perubahan NH3 → urea
terganggu → penumpukan NH3 dalam darah → uremia
NH3 bersifat racun → meracuni otak → coma
Karena hati yang rusak → disebut Koma hepatikum
Perubahan rangka karbon asam amino menjadi zat antara amfibolik
Pemecahan asam amino bentuk zat antara metabolik utama yang dapat diubah menjadi glukosa atau dapat dioksidasi pada daur asam sitrat. Kerangka karbon 20 asam amino pembentuk protein disalurkan menjadi 7 molekul : piruvat, asetil KoA, asetoasetil KoA, α-ketoglutarat, suksinil KoA, fumarat dan oksalo asetat. Asam amino yang dipecah menjadi asetil-KoA atau asetoasetil- KoA disebut ketogenik.
D. Produk Dari Asam Amino
Adapun hasil dari asam amino antara lain:
Asam amino sebagai prazat Produk khusus
Glisin Berkaitan dengan system heme, sintesis purin,sintesis glutation, asam glikoholat, sintesis kreatinin.
Metionoin Donor gugusan metil Arginin Sintesis kreatinin
Eistidin Histamin
Tripotofan Serotonin,melatonin
Glutamat Gama amino butyric acid (GABA) = neurotransmitter
Beberapa perubahan yang terjadi pada asam amino antara lain:
a. Sebagian asam amino yaitu alanin, serin, glisin, sistesin, metionon, dan triptofan diubah mnejadi piruvat kemudian diubah menjadi glukosa oleh karena itu disebut asam amino glukogenik.
b. Sedangkan fenilanin,tiropsin,leusin,isoleusin, dan lisin seperti halnya asam lemak diubah menjadi asaetil KoA kemudian dapat digunakan untuk memperoleh energy atau dapat diubah menjadi lemak.asam amino disebut asam amino katogenik.
c. Sedangkan sisa asam amino lainnya kecuali asam aspartat diubah mnejadi asam glitamat,dideaminase dan langsung memasuki siklus TCA (Tri Carboxylic Acid). Asam amino ini juga merupakan asam amino glugekonik karena dapat menghasilkan energy atau keluar dari siklus dan diubah menjadi glikosa. Protein adalah rangkaian atau polimer dari sejumlah asam amino.
Tabel Nama dan struktur 20 macam asam amino penyusun protein. 8 Metionin As. 2-amino-4-(metal tin) butanoat 9 Glisin As. 2 amino etanoat
10 Serin As. 2-amino-3-hidroksil propaniat 11 Treonin As. 2-amino-3-hidroksin propaniat 12 Sistein As. 2-amino-3-merkapto propanoat
13 Tirosin As. 2-amino-3-(p-hidroksil fenil) propanoat 14 Asparagin As. 2-amino-suksinat
15 Glutamin As. 2 amino glutaramat 16 Asam aspartat As. 2-amino-suksinat 17 Asam glutamate As. 2-glutarat
18 Lisin As. 2,6-diamino-heksanoat 19 Arginin As. 2-amino-5-guanido valerat 20 Histidin As. 2-amino-3-imidazol propanoat
Table 20 macam asam amino
11 Treonin Tre T
12 Sistein Sis C
13 Tirosin Tiv Y
14 Asparagin Asn N
15 Glutamin Gln G
16 Asam aspartat Asp D
17 Asam glutamat Glu E
18 Lisin Lis K
19 Arginin Arg R
20 Histidin His H
Asam amino terdiri dari 2 berdasarkan sumbernya. Yaitu:
1) Esensial: arginin (ARG), histidin (HIS), isoleusin (ILE), leusin (LEU), lysin (LYS), metionin (MET), fenilalanin (PHE), treonin (THR), triptofan (TRP), valin (VAL).
Semi essensial karena dapat disintesis tubuh tetapi tak mencukupi untuk pertumbuhan anak.
2) Non esensial: alanin (ALA), aspargin (ASN), aspartat (ASP), sistein (CYS), glutamat (GLU), glutamin (GLN), prolin (PRO), serin (SER), tirosin (TYR), hydroxyprolin, hydroxylisin.
Terbentuk selama prossesing kolagen sesudah ditranslasi.
E. Konversi Asam Amino Menjadi Produk Khusus
Adapun beberapa produk khusus yang dihasil oleh asam amino antara lain.
1. Sulfat Urin Terutama Berasal Dari Sistein
demikian secara tidak langsung membentuk sulfat urin (yakni, lewat sistein). L-sistein berfungsi sebagai precursor tourin yang mengadakan konjugasi dengan asam-asam empedu hingga terbentuk, misalnya, asam tourokolat.
2. Dekarboksilaasi Histidin Membentuk Histamin
Histamine terbentuk dari dekarboksilasi histidin. Yaitu suatu reaksi dalam jaringan tubuh yang dikatalis oleh enzim asam L-amino aromatic dekarboksilase. Enzim ini juga mengkatalis reaksi dekarboksilasi dopa, 5-hidroksitriptofan, fenilalanin, tirosin dan triptofan. Senyawa histidin yang terdapat dalam tubuh mencakup ergotionein yang ditemukan di dalam sel darah merah, serta hati. Senyawa 1-metil histidin yang ada dalam urin manusia mungkin berasal dari anserine. Senyawa 3-metilhistidin yang dalam urin manusia ditemukan dengan kadar sekitar 5 mg/dL, menunjukkan kadar rendah yang abnormal didalam urin penderita penyakit Wilson. (Penyakit Wilson adalah suatu kondisi medis yang diturunkan yang ditandai dengan adanya kelebihan tembaga dalam tubuh, menyebabkan kerusakan hati dan sistem saraf).
3. Arginin, Melalui Ornitin Merupakan Precursor Senyawa-Senyawa Poliamina
Arginin berfungsi sebagai donor formamidin untuk sintesis keratin dan untuk sintesis streptomisin. Peristiwa lain yang dialami arginin mencakup konversi lewat ornitin menjadi putresin, spermin serta spermidin dan sintesis arginin fosfat dalam otot.
4. Triptofan Membentuk Serotonin
perangsang kontraksi otot polos. Enzim 5-hidroksitriptofan atau hidroksilase yang membentuk serotonin dari hidroksitriptofan ditemukan dalam ginjal, hati dan lambung. Serta reaksi perubahan tersebut diatas menjadi serotonin dikatalis oleh enzim monoamina.
5. N-Asetilase Serotonin Membentuk Melatonin
Melatonin berasal dari serotonin melalui N-asetilasi yang diikuti metilasi gugus 5-hidroksi. Reaksi metilasi terdapat dalam jaringan korkup pineal. Selain metilasi N-asetilserotonin, juga terdapat metilasi langsung serotonin dan 5-hidroksiindolasetat yakni metabolit serotonin. Serotonin dan 5-metoksitriptamin dimetabolisir menjadi asam yang bersesuaian oleh enzim monoamina oksidase. Melatonin yang beredar dalam sirkulasi darah diambil oleh semua jaringan, termasuk otak.
6. Melanin Merupakan Polimer Dari Katabolit Triptofan
Melanin disintesis dari melanosom yaitu partikel dalam melanosit yang berkaitan dengan membran sel. polimer eumelanin yang timbul diperkirakan menangkap radikal bebas dan mengalami penguraian parsial oleh H2O2 yang
dihasilkan oleh proses auto-oksidasi. Feomelanin dan eumelanin kemudian membentuk kompleks dengan protein dari matriks melanosom hingga terbentuk melanoprotein.
Contohnya:
Beberapa cacat dalam biosintesis melanin dapat menyebabkan albinisme.
7. Tirosin Membentuk Epinefrin Dan Norepinefrin
Tirosin adalah precursor epinefrin dan norepinefrin yang dibentuk didalam sel-sel neuron. Meskipun dopa adalah zat antara dalam pembentukan baik melanin dalam melanosit maupun norepinefrin dalam sel-sel neuron, namun enzim yang berlainan melaksanakan reaksi hidroksilasi tirosin dalam berbagai tipe sel. enzim tiroksin hidroksilase membentuk dopa dalam sel-sel neuron dan adrenal pada lintasan reaksi yang menghasilkan norepinefrin dan epinefrin. Dopa dekarboksilase, yakni suatu enzim yang tergantung pada piridoksal fosfat membentuk dopamine. Senyawa terakhir ini mengalami hidroksilase selanjutnya enzim dopamine meta-oksidase, yaitu enzim yang tergantung pada tembaga dan tampaknya menggunakan vitamin C untuk menghasilkan norepinefrin. Dalam medulla adrenal, feniletanolamina-N-metil transferasse memakai S-adenosilmetionin untuk melaksanakan metilasi senyawa amina primer norepinefrin dalam pembentukan epinefrin. Tirosin juga merupakan precursor hormone tiroid triyodotironin dan tiroksin.
8. Gamma-Aminobutirat, Yang Dibentuk Dari Glutamate, Dikatabolisir Menjadi Suksinat Semialdehid
GABA dibentuk melalui dekarboksilasi L-glutamat, suatu reksi yang dikatalis oleh enzim yang tergantung pada piridoksal fosfat L-glutamat dekarboksilase.
bukan didalam hati ataupun otot jantung. Sintesis kreatinin disempurnakan melalui metilasi glikosiamina oleh metionin aktif didalam hati.
10. Glisin Ikut Serta Dalam Biosintesis Hem, Purin, Kunjugat Glisin Dan Keratin
Sintesis hem: atom alpa karbon dan nitrogen pada asam amino glisin digunakan untuk sintesis moietas porfirin pada Hb. Nitrogen pirol berasal dari nitrogen glisin dan atom karbon yang menghubungkan berasal dari alpa karbo glisin. Sintesis nukleotida purin: keseluruhan molekul glisin membentuk posisi 4,5, dan 7 pada rangka purin.
Pembentukan konjugat glisin: glisin mengadakan konjugasi dengan asam kolat sehingga terbentuk asam glikokolat. Dengan benzoate, glisin membentuk hipurat.
Sintesis keratin: komponen sarkosin (N-metilglisin) pada keratin berasal dari glisin dan S-adenosilmetionin.
11. Alpa-Alanin Merupakan Asam Amino Plasma Yang Utama.
Alanin bersama dengan glisin, membentuk fraksi nitrogen amino yang cukup besar dalam plasma manusia. Alanin juga merupakan komponen utama dinding sel bakteri.
12. Karnosin Merupakan Dipeptida Beta-Alanil
Beta-alanil terutama ditemukan dalam bentuk senyaawa dipeptida otot rangka manusia. Senyawa dipeptida beta-alanil berhubungan erat yaitu anserine tidak dijumpai dalam otot manusia.
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
Asam amino adalah senyawa terpenting pembentuk protein. Dan protein adalah enzim yang bertindak sebagai katalisator suatu zat dalam tubuh. Asam amino juga merupakan senyawa penting dalam tubuh karena asam amino itu merupakan kode genetic yang akan kita bawa sebagai gen hereditas suatu individu dari induknya. Oleh karenanya kita akan memiliki sebuah kode genetic dengan susunan yang hamper mirip dengan saudara kita, yang menandakan adanya hubungan keluarga yaitu pada kode genetic DNA kita masing-masing.
hingga pada akhirnya terbentuklah kreatinin. Begitupula dengan zat atau senyawa lainnya yang dihasilkan dari beberapa asam amino, baik esensial maupun nonesensial.
B. Saran
Kami sebagai penulis sekaligus penyusun makalah ini mengharapkan semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua, yaitu sebagai sarana penunjang baiknya proses belajar, ataupun dapat dijadikan sebagai bahan ajar agar kita memiliki pemahaman serta pengetahuan yang baik mengenai asam amino, produk-produk yang dihasilkan dari sintesis beberapa asam amino. Serta dengan makalah ini diharapkan kita lebih mengetahui bahwa sifat, bentuk, karakter, serta beberapa tingkah laku kita itu diperoleh dari kode genetik yang kita bawa, yang sebenarnya, asam aminolah yang membentuknya.
DAFTAR PUSTAKA
Murray, Robert K, dkk. (1995). Biokimia Harper. Jakarta: EGC
Stryer, Lubert. (2000). Biokimia Vol. 2 Ed 4. Jakarta: EGC
Ayu, Monica. (2012). Biokimia-Asam amino.
http://monicaayurossalya.blogspot.com/2012/03/biokimia-asam-amino.html. Diambil pada Februari 2014.
Cerminan Hati Al-Insan. (2012). Metabolisme Asam Amino.
http://cerminanhatial-insan.blogspot.com/2012/06/metabolisme-asam-amino.html. Diambil pada Februari 2014.
Syafutri, Yuniza . (2011). Metabolisme Protein.
