ASAM AMINO SEBAGAI BAHAN DASAR PEMBENTUKAN PROTEIN
MAKALAH
Disusun untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah BiokimiaYang dibina oleh : Bapak Drs I Wayan Sumberartha
Disusun Oleh: Kelompok I
Offering A
1. Anton (120341410321)
2. Kona’ah Ajeng Widowati (160341606028) 3. Windhy Widiya Putri (160341606080)
UNIVERSITAS NEGERI MALANG
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM JURUSAN BIOLOI
BAB I
PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Sel hidup menghasilkan berbagai macam makromolekul (protein, asam nukleat, dan polisakarida) yang berfungsi sebagai komponen struktural, biokatalisator, hormon, reseptor,dan sebagai tempat penyimpanan informasi genetik. Makromolekul ini merupakan
biopolimer yang dibentuk dari unit monomer atau bahan pembangun. Untuk asam nukleat, unit monomernya adalah nukleotida; untuk kompleks polisakarida monomernya adalah
derivat gula; dan untuk protein monomernya adalah asam amino L-α.
Asam amino tidak hanya berperan sebagai bahan pembangun protein, tetapi juga merupakan prekursor (pelopor) kimia bagi banyak senyawa yang mengandung nitrogen penting. Pemberian nama asam amino pertama-tama adalah empirik. Sejumlah besar senyawa ini pertama-tama dipisahkan dari sumber alamiah tahun 1800-an dan banyak nama menunjukkan sumber semula dari mana mereka dipisahkan. Demikianlah asparagin pertama kali dipisahkan dari sari asparagus dalam tahun 1806. Glisin disebut demikian karena dalam
bentuk hablur ia mempunyai rasa manis (Yunani glykys, “manis”).
B. RUMUSAN MASALAH
1. Bagaimana rumus umum asam amino ? 2. Bagaimana proses tejadinya sintesis protein ? 3. Bagaimana proses aminasi dan deaminasi ?
4. Bagaimana struktur 20 macam asam amino yang umum dikenal ? 5. Mengapa terdapat katabolisme asam amino ?
6. Bagaimana proses terjadinya siklus krebs ?
C. TUJUAN
1. Mengetahui rumus umum asam amino 2. Mengetahui proses terjadinya sintesis protein 3. Mengetahui proses aminasi dan deaminasi
4. Mengetahui struktur 20 macam asam amino yang umum dikenal 5. Mengetahui proses katabolisme asam amino
BAB II
PEMBAHASAN
A. Struktur Asam Amino
Sebagian besar asam amino dalam organisme hidup adalah asam α-amino; yaitu fungsi amino yang terdapat pada atom karbon yang selanjutnya menjadi gugus fungsional asam karboksilat. Karena struktur dasar semua asam α-amino adalah sama, maka asam amino
tertentu menetapkan identitasnya dengan sifat gugus rantai sampingnya (R). Karena kerangka
kovalen protein adalah tetap dan menyangkut fungsi karboksil asam amino dan amino, maka
gugus R-lah yang memberikan suatu kedudukan bagi sifat-sifat fisik dan kimianya di dalam rantai protein. (David,1997)
Gambar 1 : Struktur umum asam amino dalam protein
b. Proses Sintesis Protein
Proses sintesis protein berlangsung dalam dua tahap yaitu transkripsi dan translasi. Proses
tersebut berlangsung di organel sel yakni ribosom dan sitoplasma. Adapun urutan proses dalam sintesis protein yaitu sebagai berikut:
1. Transkripsi
Informasi genetik dicetak dalam bentuk kode oleh DNA di dalam inti sel. Pembawa informasi atau kode ini adalah mRNA (messenger RNA) atau RNA duta.
Kode-kode tercermin pada susunan atau urutan basa nitrogen yang teratur dalam mRNA. Ini berarti kode atau informasi adalah mRNA sendiri. Pencetakan mRNA (kode) berdasarkan
DNA cetakan disebut transkripsi. Transkripsi adalah pembentukan mRNA dari salah satu
Gambar: Transkripsi dengan enzim RNA polimerase.
Proses transkripsi adalah sebagai berikut:
1. RNA polimerase melekat pada molekul DNA sehingga menyebabkan sebagian dari double helix terbuka.
2. Akibat terbukanya pita DNA, basa-basa pada salah satu pita menjadi bebas, sehingga memberi kesempatan pada basa-basa pasangannya menyusun mRNA. Misalnya; Timin (T) dari DNA akan membentuk Adenin (A) pada mRNA, Sitosin (C) dari DNA akan membentuk Guanin (G) pada mRNA, dan seterusnya. Oleh karena enzim RNA polimerase bergerak di sepanjang pita DNA yang menjadi model. DNA yang melakukan transkripsi adalah DNA sense/template.
3. mRNA yang sudah selesai dicetak akan meninggalkan inti sel menuju sitoplasma dan melekat pada ribosom. Ribosom adalah granula-granula dalam sitoplasma yang berperan dalam sintesis protein. Biasanya berderet 4 atau 5 dan disebut polisom. 4. Transkripsi ini mirip dengan replikasi DNA, hanya bedanya:
Basa Urasil RNA mengganti Timin DNA.
mRNA yang terbentuk tidak tinggal berpasangan dengan pita DNA pembuatnya, tetapi
melepaskan diri meninggalkan inti sel.
Replikasi DNA memberikan hasil yang tetap di dalam genom, sedangkan
pembentukan molekul RNA berlangsung dan hasilnya digunakan langsung dalam waktu singkat untuk sintesis protein.
Ribosom akan membaca kode yang ada pada mRNA dengan bantuan RNA lain, yakni RNA transfer (tRNA). Di dalam sitoplasma banyak terdapat tRNA, asam-asam amino dan lebih dari
20 enzim-enzim amino hasil sintetase.
Prosesnya adalah sebagai berikut:
1. Pemindahan asam amino dari sitoplasma ke ribosom dilakukan oleh tRNA. Asam amino terlebih dahulu diaktipkan dengan ATP (Adenosin Trifosfat), proses ini dipengaruhi oleh enzim amino asil sintetase. Hasilnya berupa Aminoil Adenosin Monofosfat (AA-AMP) dan fosfat organik.
2. AA-AMP diikat oleh tRNA untuk dibawa ke ribosom.
3. Ujung bebas tRNA mengikat asam amino tertentu yang telah diaktifkan. Di bagian lengkungan terdapat tiga basa nukleotida yang disebut antikodon, yang nantinya berpasangan dengan tiga basa yang disebut kodon pada pita mRNA.
4. Dalam ribosom terdapat situs (tempat) melekatnya mRNA dan dan dua situs tRNA (P site dan A site) (lihat Gambar 4.5). Anti kodon pada tRNA harus sesuai dengan pasangan basa dari kodon pada mRNA. Jika asam-asam amino yang terdapat pada P site telah bergabung ke asam amino yang terdapat pada tRNA di A site maka ribosom akan bergerak sepanjang mRNA ketiga basa berikutnya.
Gambar: Translasi melibatkan ribosom, mRNA dan tRNA, dan asam amino.
Translasi meliputi tiga tahapan, yaitu: inisiasi, elongasi dan terminasi. Proses translasi akan
berakhir jika sampai ke kodon akhir. Perlu diingat bahwa pada setiap tahap diperlukan enzim
dan dua tahap pertama memerlukan energi.
Jadi dalam ribosom berlangsung penerjemahan urutan nukleotida DNA ke protein. Urutan singkat sintesis protein fungsional adalah sebagai berikut:
1. DNA membentuk mRNA untuk membawa kode sesuai urutan basa N-nya. 2. mRNA meninggalkan inti, pergi ke ribosom dalam sitoplasma.
3. tRNA datang membawa asam amino yang sesuai dengan kode yang dibawa oleh mRNA. tRNA ini bergabung dengan mRNA sesuai dengan kode pasangan basa N-nya yang seharusnya.
4. Asam–asam amino akan berjajar-jajar dalam urutan yang sesuai dengan kode sehingga terbentuklah rangkaian polipeptoda yang selanjutnya membentuk protein fungsional 5. Protein yang terbentuk merupakan enzim yang mengatur metabolisme sel dan
Gambar: Urutan asam amino pada protein (polipeptida), ditentukan oleh urutan kodon triplet pada mRNA.
c. Asam Amino Essensial dan Asam Amino Non-essensial
Jenis-jenis asam amino essensial :
1. Leucine (Leu, L), (BCAA = Branched-Chain Amino Acids = Asam amino dengan rantai bercabang)
Gambar Struktur Asam amino Leusin Peran :
2. Isoleucine (Ile, I), (BCAA = Branched-Chain Amino Acids = Asam amino dengan rantai bercabang)
Gambar Struktur Asam amino Isoleusin Peran :
- Membantu mencegah penyusutan otot
- Membantu dalam pembentukan sel darah merah
3. Valine (Val,V), (BCAA = Branched-Chain Amino Acids = Asam amino dengan rantai bercabang)
Gambar Struktur Asam amino Valin
- Tidak diproses di organ hati, dan lebih langsung diserap oleh otot
- Membantu dalam mengirimkan asam amino lain (tryptophan, phenylalanine, tyrosine) ke otak
Gambar Struktur Asam amino Lisin
- Kekurangan lycine akan mempengaruhi pembuatan protein pada otot dan jaringan penghubugn lainnya
- Bersama dengan Vitamin C membentuk L-Carnitine
- Membantu dalam pembentukan kolagen maupun jaringan penghubung tubuh lainnya (cartilage dan persendian)
5. Tryptophan (Trp, W)
Gambar Struktur Asam amino Triptofan Peran :
- Pemicu serotonin (hormon yang memiliki efek relaksasi) - Merangsang pelepasan hormon pertumbuhan
Gambar Struktur Asam amino Metionin Peran :
- Prekusor dari cysteine dan creatine - Menurunkan kadar kolestrol darah
- Membantu membuang zat racun pada organ hati dan membantuk regenerasi jaringan baru pada hati dan ginjal
7. Threonine (Thr, T)
Gambar Struktur Asam amino Threonin
Peran :
- Salah satu asam amino yang membantu detoksifikasi - Membantu pencegahan penumpukan lemak pada organ hati - Komponen penting dari kolagen
- Biasanya kekurangannya diderita oleh vegetarian
Gambar Struktur Asam amino Fenilalanin Peran :
- Prekursor untuk tyrosine
- Meningkatkan daya ingat, suasana hati (mood), fokus mental - Digunakan dalam terapi depresi
- Membantuk menekan nafsu makan
Jenis-jenis asam amino non-essensial :
1. Aspartic Acid (Asp, D)
Gambar Struktur Asam amino Asam Aspartat Peran
- Membantu mengubah karbohidrat menjadi energy
2. Glyicine (Gly, G)
Gambar Struktur Asam amino Glisin Peran :
- Membantu tubuh membentuk asam amino lain
- Merupakan bagian dari sel darah merah dan cytochrome (enzim yang terlibat dalam produksi energi)
- Memproduksi glucagon yang mengaktifkan glikogen - Berpotensi menghambat keinginan akan gula
3. Alanine (Ala, A)
Gambar Struktur Asam amino Alanin Peran :
- Membantu tubuh mengembangkan daya tahan
- Merupakan salah satu kunci dari siklus glukosa alanine yang memungkinkan otot dan jaringan lain untuk mendapatkan energi dari asam amino
Peran :
- Diperlukan untuk memproduksi energi pada tingkat sel - Membantuk dalam fungsi otak (daya ingat) dan syaraf
Jenis-jenis asam amino essensial bersyarat :
1. Arginine (Arg, R), (asam amino essensial untuk anak-anak)
Gambar Struktur Asam amino Arginin Peran :
- Diyakini merangsang produksi hormon pertumbuhan
- Diyakini sebagai pemicu Nitric Oxide (suatu senyawa yang melegakan pembuluh darah untuk aliran darah dan pengantaran nutrisi yang lebih baik) dan GABA
2. Histidine (His, H), (asam amino essensial pada beberapa individu)
Gambar Struktur Asam amino Histidin Peran :
- Salah satu zat yang menyerah ultraviolet dalam tubuh
- Diperlukan untuk pembentukan sel darah merah dan sel darah putih - Banyak digunakan untuk terapi rematik dan alergi
3. Cystine (Cys, C)
Peran : - Mengurangi efek kerusakan dari alkohol dan asap rokok
- Merangsang aktivitas sel darah putih dalam peranannya meningkatkan daya tahan tubuh - Bersama L-Aspartic Acid dan L-Citruline menetralkan radikal bebas
- Salah satu komponen yang membentuk otot jantung dan jaringan penyambung (persendian, ligamen, dan lain-lain)
- Siap diubah menjadi energi
- Salah satu elemen besar dari kolagen
4. Glutamic Acid (Glu, E), (Asam Glutamic)
Gambar Struktur Asam amino Asam Glutamat Peran :
- Pemicu dasar untuk glutamine, proline, ornithine, arginine, glutathine, dan GABA - Diperlukan untuk kinerja otak dan metabolisme asam amino lain
5. Tyrosine (Tyr, Y)
Gambar Struktur Asam amino Tyrosine
Peran :
- Meningkatkan mood dan fokus mental
6. Glutamine (Gln, Q)
Gambar Struktur Asam amino Glutamine Peran :
- Asam amino yang paling banyak ditemukan dalam otot manusia - Dosis 2 gram cukup untuk memicu produksi hormon pertumbuhan - Membantu dalam membentuk daya tahan tubuh
- Sumber energi penting pada organ tubuh pada saat kekurangan kalori - Salah satu nutrisi untuk otak dan kesehatan pencernaan
- Mengingkatkan volume sel otot
7. Taurine
Gambar Struktur Asam amino Taurine Peran :
8. Ornithine
Gambar Struktur Asam amino Ornithine Peran :
- Dalam dosis tinggi dapat membantu produksi hormon pertumbuhan - Membantu dalam penyembuhan dari penyakit
- Membantu daya tahan tubuh dan fungsi organ hati
B. Reaksi Transaminasi
Transaminasi ialah proses katabolisme asam amino yang melibatkan pemindahan gugus amino dari satu asam amino kepada asam amino lain. Dalam reaksi transaminasi ini gugus amino dari suatu asam amino dipindahkan kepada salah satu dari tiga senyawa keto, yaitu asam piruvat, a ketoglutarat atau oksaloasetat, sehingga senyawa keto ini diubah menjadi asam amino, sedangkan asam amino semula diubah menjadi asam keto. Ada dua enzim penting dalam reaksi transaminasi yaitu alanin transaminase dan glutamat transaminase yang bekerja sebagai katalis dalamreaksi berikut :
Pada reaksi ini tidak ada gugus amino yang hilang, karena gugus amino yang dilepaskan oleh asam amino diterima oleh asam keto. Alanin transaminase merupakan enzim yang mempunyai kekhasan terhadap asam piruvat-alanin. Glutamat transaminase merupakan enzim yang mempunyai kekhasan terhadap glutamat-ketoglutarat sebagai satu pasang substrak .
C. Reaksi deaminasi
Reaksi deaminasi terbagi menjadi deaminasi oksidatif dan deaminasi non oksidatif. Contoh asam amino yang mengalami deaminasi oksidatif adalah glutamat yang dikatalisis oleh enzim L-glutamat dehidrogenase yang dibantu oleh NAD+ dan NADP+. Glutamat akan
mengalami deaminasi menghasilkan alfa ketoglutarat dan ion ammonium (NH4+). Contoh
asam amino yang mengalami deaminasi non oksidatif adalah serin. Enzim serin dehidrase akan melepaskan gugus amina dari serin dan menghasilkan asam piruvat. Asam amino treonin juga dapat mengalami deaminasi non oksidatif oleh enzim treonin dehidratase menghasilkan keto butirat.
Sedangkan gugus amina di dalam jaringan akan duibah menjadi amonia. Senyawa amonia merupakan racun yang dapat membahayakan tubuh sehingga perlu diubah menjadi urea yang tidak beracun di dalam hati. Urea kemudian akan dikeluarkan bersama dengan urin.
Rangka karbon hasil degradasi asam amino akan memasuki siklus krebs untuk diolah menghasilkan energi. Apabila kebutuhan energi telah tercukupi, rangka karbon akan diubah menjadi glukosa untuk asam amino glukogenik atau ketosa dan asam lemak untuk asam amino ketogenik.
Rangka karbon asam amino masuk dalam siklus krebs
Masing-masing asam amino memiliki struktur rangka karbon yang berbeda sehingga akan memasuki tahapan siklus krebs yang berbeda pula. Asam amino asparagin misalnya, setelah mengalami deaminasi dan proses lainnya akan berubah menjadi oksaloasetat, tirosin akan menjadi fumarat, sedangkan valin akan menjadi suksinil-CoA. Selengkapnya dapat diperhatikan pada gambar di atas.
BAB III
PENUTUP
A. KESIMPULAN
Protein merupakan makromolekul yang memiliki banyak peran bagi tubuh. Molekul ini merupakan unit pembangun sel dan memiliki peran fisiologis penting dalam bentuk protein enzim atau hormon. Protein diperoleh dari makanan, dengan daging, telur dan susu sebagai sumber utama. Protein terbentuk dari molekul asam amino yang saling berikatan dengan ikatan peptida. Terdapat 20 jenis asam amino yang memiliki struktur dan sifat yang berbeda-beda.
Protein dalam makanan akan dipecah menjadi asam amino dalam sistem pencernaan manusia. Enzim-enzim pepsin, tripsin, dan protease akan memecah protein sehingga diperoleh asam amino yang akan diserap dan diedarkan ke seluruh tubuh. Asam amino ini akan digunakan dalam proses sintesis protein membentuk enzim, hormon, dan sel-sel baru.
Katabolisme asam amino adalah proses pemecahan molekul asam amino menjadi molekul yang lebih sederhana untuk dibuang gugus aminanya dan rangka karbonnya digunakan sebagai penghasil energi. Katabolisme asam amino dapat terjadi apabila tubuh kelebihan pasokan asam amino dari makanan (karena tubuh tidak bisa menyimpan kelebihan asam amino) atau karena tubuh sangat kekurangan energi disebabkan kelaparan yang sangat ekstrim.Saat seseorang lapar, glikogen akan dipecah untuk menghasilkan glukosa. Apabila glikogen telah terpakai, lemak menjadi pilihan selanjutnya untuk digunakan sebagai sumber energi. Apabila lemak sudah terpakai, protein akan menjadi pilihan terakhir tubuh untuk mencukupi kebutuhan energinya.
Katabolisme asam amino menghasilkan gugus amina dan rangka karbon. Gugus amina akan diubah menjadi urea untuk dikeluarkan dalam bentuk urin, sedangkan rangka karbon akan digunakan sebagai sumber energi.
B. SARAN
DAFTAR PUSTAKA
[1] Strayer, L, 1998. Biochemistr, 4th ed. W,H. Freeman And Company, New York. Page
25-62
[2] Nelson, D.L., Cox, M.M., “Lehninger Principles Of Biochemistry”, 4th ed. The Mc. Graw Hill Company, 2004. Page 116-166
[3] Strayer, L, 1998. Biochemistr, 6th ed. W,H. Freeman And Company, New York. Page
65-106
[4] Alexander, R.R and Griffiths, J.M(1993),”Basic Biochhenical Method”, 2nd ed., A Jhon Wiley and sons, Inc., New York. Page 35-67
[5] Rosebrough, N.J., Farr, L.A and Randall, R.J (1951), Protein measurement , The Journal
of Biological Chemitry, page 265-275.
