I. Pendahuluan I. Pendahuluan
Hewa
Hewan n tintingkat gkat tintinggi ggi dan bdan banyanyak mak mikrikrooroorganiganisme sme tidtidak mak mempempunyunyaiai ke
kemamampmpuauan, n, ununtutuk k memengngadaadakakan n bibiososititensensis is zazat-t-zazat t tetertrtenentu tu yayang ng perperlu lu ununtutuk k metabolisme
metabolisme secara normal. Msecara normal. Molekul-molekul ini olekul-molekul ini yang merupakan zat yang merupakan zat gizi organik,gizi organik, yang dibut
yang dibutuhkan dalam jumuhkan dalam jumlah kecil pada maklah kecil pada makanan manusianan manusia a dan sebagiadan sebagian besar n besar he
hewawan n untuntuk uk perpertutumbmbuhauhan n dadan n fufungngsisinynya a yayang ng babaikik, , didisesebubut t vivitatamimin, n, yayangng merupakan prekwensi esensial dari berbagai koenzim.
merupakan prekwensi esensial dari berbagai koenzim.
Koenzim adalah suatu molekul organik yang merupakan kobaktor non protein Koenzim adalah suatu molekul organik yang merupakan kobaktor non protein dari enzim, yang dibutuhkan untuk fungsi katalitiknya. Kobaktor enzim walaupun dari enzim, yang dibutuhkan untuk fungsi katalitiknya. Kobaktor enzim walaupun jumlahnya kecil dalam sel tetapi sangat esensial bagi kerja beberapa enzim, dan oleh jumlahnya kecil dalam sel tetapi sangat esensial bagi kerja beberapa enzim, dan oleh
karena itu memegang peranan penting dalam metabolisme sel.
karena itu memegang peranan penting dalam metabolisme sel.
Karena vitamin dibutuhkan dalam jumlah kecil (mg atau
Karena vitamin dibutuhkan dalam jumlah kecil (mg atauµµ g) dalam makanang) dalam makanan p
per er hahariri, , mamaka ka vivitatamimin n didisesebubut t mimikrkrononututririeses. . IsIstitilalah h inini i didigugunanakakan n ununtutuk k mem
membedabedakankannya nya dardari i makmakronronutrutrien ien sepseperterti i karkarbohibohidradrat, t, proproteitein n dan dan lemlemak ak yanyangg dibutuhkan dalam jumlah ratusan
dibutuhkan dalam jumlah ratusan atau sedikitnya lusinan atau sedikitnya lusinan gram per hari. Pgram per hari. Pada saat iniada saat ini terda
terdapat 13 jenis vitampat 13 jenis vitamin yang dibutuhin yang dibutuhkan kan dalam diet mandalam diet manusia dan banyak spesusia dan banyak spesiesies hewan, sebagai tambahan dari zat gizi yang besar (makronutrien).
hewan, sebagai tambahan dari zat gizi yang besar (makronutrien).
Vitamin dibedakan atas dua kelas yaitu vitamin yang larut dalam air dan Vitamin dibedakan atas dua kelas yaitu vitamin yang larut dalam air dan vit
vitamiamin n yanyang g larlarut dalam lemakut dalam lemak. . VitVitamiamin n yanyang g larlarut dalam air ut dalam air melmelipuiputi, tiamti, tiaminin (vitamin B1), r
(vitamin B1), riboblavin (vitamin B2), iboblavin (vitamin B2), asam mikotinat, asasam mikotinat, asam pantotenat, pisidokksinam pantotenat, pisidokksin (vitamin B6), biotin, asam falat, vitamin B12 dan asam askaribat / vitamin C ).
(vitamin B6), biotin, asam falat, vitamin B12 dan asam askaribat / vitamin C ).
Ham
Hampir semua vitampir semua vitamin in tertersebsebut ut teltelah ah dikdiketaetahui hui funfungsi koenzigsi koenzimnymnya, a, sedsedangangkankan vit
vitamiamin-vin-vitamtamin in yanyang g larlarut ut daldalam am lemlemak, ak, sepsepeti vitameti vitamin in A, A, D, D, E, E, dan dan K, K, yanyangg merupakan senyawa berminyak yang tidak larut dalam air, tidak diketahui dengan merupakan senyawa berminyak yang tidak larut dalam air, tidak diketahui dengan jelas fungsi koenzimnya.
jelas fungsi koenzimnya.
II. Vitamin Yang Larut Dalam Air II. Vitamin Yang Larut Dalam Air Struk
Struktur kimitur kimia dari a dari vitamvitamin yang larut dalin yang larut dalam air sangat beram air sangat beraneka ragamaneka ragam,, tetapi mereka mempunyai sifat molekul plar, sehingga larut dalam air. Semua vitamin tetapi mereka mempunyai sifat molekul plar, sehingga larut dalam air. Semua vitamin yang larut dalam air, dapat disintesis oleh tumbuh-tumbuhan (kacang-kacangan, biji- yang larut dalam air, dapat disintesis oleh tumbuh-tumbuhan (kacang-kacangan, biji- bijian, sayuran berdaun hijau dan ragi) kecuali vitamin B12. vitamin B komplek dan bijian, sayuran berdaun hijau dan ragi) kecuali vitamin B12. vitamin B komplek dan vitamin C karena ke larutannya dalam air, tidal dapat disimpan lama dalam bentuk vitamin C karena ke larutannya dalam air, tidal dapat disimpan lama dalam bentuk stabil, harus disediakan terus menerus dalam makanan, kecuali vitamin B12, pada stabil, harus disediakan terus menerus dalam makanan, kecuali vitamin B12, pada hati manusia dapat
hati manusia dapat disidisimpan untuk mpan untuk persepersediaan beberapa tahun. diaan beberapa tahun. Semua vitamiSemua vitamin n yangyang larut dalam air, kecuali vitamin C, berfungsi sebagai koenzim atau kofaktor dalam larut dalam air, kecuali vitamin C, berfungsi sebagai koenzim atau kofaktor dalam reaksi enzimatik.
reaksi enzimatik.
Vitamin B, Koenzim, dan fungsi Enzimatiknya Vitamin B, Koenzim, dan fungsi Enzimatiknya
V
Viittaammiinn BBeennttuuk k kkooeennzziimm FFuunnggssi i eennzziimmaattiik k T
Tiiaammiinniin n ((BB11)) TTiiaammiinniin n ppiirrooffoossffaat t ((TTPPPP)) TTrraannssffeer r aattaauu
pengangkatan gugus pengangkatan gugus
aldehida aldehida Re
Reboboflfloviovin (Bn (B2)2) FlavFlavin ain adendenin din dipipukuklolotitida (da (FAFAD)D) Flovida mononukleotida (FMN) Flovida mononukleotida (FMN)
Transfer hidrogen Transfer hidrogen Transfer hidrogen Transfer hidrogen Nikotinamida
Nikotinamida Nikotinamida adenin Nikotinamida adenin dinukletidadinukletida (NAD
(NAD++))
Nikotinamida adenin demikleotida Nikotinamida adenin demikleotida
fosfat (NADP fosfat (NADP++))
Transfer hidrogen Transfer hidrogen
A
Assaam m ffaannttoolleennaat t KKooeennzziim m A A ((KKooAA)) TTrraannssffeer r aattaau u kkaarriieer r gugus asil
gugus asil Peridoksen
Peridoksen (B6) (B6) Peridoksalfosfat Peridoksalfosfat Transfer Transfer gugusgugus amino, gugus amino, gugus karboksil dari karboksil dari rasenisasi.
rasenisasi.
Biotin
Biotin Biotin Biotin Transfer Transfer atauatau
pengangkatan gugus pengangkatan gugus
karboksial karboksial Asam
Asam falat falat Asam Asam titrahidroksi titrahidroksi falat falat Transfer satu Transfer satu –C–C V
Viittaammiin n BB1122 KKooeennzziim m BB1122 PPeerrggeesseerraan n 11,,2 2 ddaarrii atom hidrogen, karier atom hidrogen, karier gugusan metil
gugusan metil Asam
Asam lipoat lipoat Lipoatmid Lipoatmid Transfer Transfer gugus gugus asilasil Sumber : Frank B. Amstrong 1989
Sumber : Frank B. Amstrong 1989 1
1.. TTiiaammiin n ((VViittaammiin n BB11))
Tiamin (vitamin B1) diperlukan dalam makanan semua hewan, kecuali hewan memamah biak. Tiamin dijumpai pada semua tumbuhan, tetapi dalam konsentrasi, tinggi terdapat dalam padi-padian sebagai molekul bebas, lapisan luar dari biji padi-padian kaya akan tiamin. Kekurangan tiamin pada diet manusia menyebabkan penyakit beri-beri, suatu penyakit yang ditandai tidak terkendalinya syarat, paralisis dan kehilangan berat badan. Tiamin pertama kali diisolasi dan dimurnikan tahun 1926, dan struktur kimianya ditentukan pada awal tahun 1930-an oleh Robert R. Williams di Amerika Serikat.
Struktur kimia teamin, mengandung, sistem dua cincin yaitu perimidin dan tiazol. Pada jaringan hewan tiamin terutama terdapat sebagai tiamin pirofosfat atau kimia difosfat (TPP), yang merupakan bentuk koenzimnya.
Tiamin (vitamin B1)
Tiami pirofosfat (TPP)
Tiamin penafosfat berfungsi sebagai koenzim pada beberapa reaksi penting dalam metabolis karbohidrat, yang melibatkan pengangkatan atau transfer, gugus aldehida
H3C C N
C C HC N
NH2
CH2 N C H
C
CH3
C S
CH2 CH2OH
H3C C N
C C
HC N
NH2
CH2 N C H
C
CH3
C S
CH2 O P O P O
O
O
O
O
dari molekul donor menjadi molekul penerima. Pada reaksi tersebut TPP berfungsi sebagai senyawa perantara yang membawa gugus aldehida yang terikat secara kovalen pada cincin tiazol. Contohnya adalah reaksi yang dekatalisis oleh enzim perivat dekarboksilase yang merupakan langkah penting dalam permentasi glukosa oleh klamer untuk menghasilkan alkohol pada reaksi dekarboksilasi piruvat, gugus korboksil dari piruvat dikeluarkan sebagai CO2 dan sisa molekul piruvat yang kadang-kadang disebut sebagai asetaldehida aktif, secara bersamaan dipindahkan ke posisi C-2 dari cincin taizol (tempat reaktif TPP) yang terikat kuat dengan TPP untuk
menghasilkan turunan hidroksietil. Senyawa antara ini hanya sementara terdapat, karena gugus hidroksielil dilepaskan dengan cepat dari koenzim untuk menghasilkan asetaldehida bebas.
Reaksi dalam Tahapan
Piruvat + H2O + TPP – E α -hidroksietil-TPP-E + HCO3-
α -hidroksietil-TPP-E Asetaldehida + TPP-E
TPP juga mempunyai peran sebagai koenzim dari enzim dehidrogenase piruvat dan dehidrogenase α -ketoglutarat yang lebih kompleks. Reaksi ini terjadi pada lintas utama oksidasi karbohidrat di dalam sel.
2. Riboflavin (Vitamin B2)
Riboflavin pertama kali diisolasi dari susu, disintesis oleh semua tumbuhan dan banyak mikroorganisme, jadi ditemukan dalam semua bahan biologik. Hewan tingkat tinggi harus memperoleh vitamin dari makanan.
Riboflavin atau vitamin B2 terdiri dari D-ributol yang terikat pada cincin isoaloksazin vitamin ini telah terbukti berperan sebagai faktor pertumbuhan pada tikus. Kini dapat diperoleh secara komersial dari mikroba tertentu.
CH3 C O
COO+H2O CH3 C
O
H + HCO3-
Dekarboksilase piravat
Riboflavin (Vitamin B2)
Riboflavin adalah komponen dari dua koenzim yang berhubungan erat yaitu blavin monomukleotida (FMN) dan flavin adenin dinukleotida (FAD).
H3C C C
C C
C C
H H
N
N
C C
C
N C NH
O
CH2
HCOH HCOH HCOH
CH2OH H3C
O O
FMN dan FAD adalah koenzim dari kelas enzim dehedrogenase yang dikenal sebagai plano protein atau dehidrogenase plavin yang mengkatalisis reaksi oksidasi reduksi. Pada reaksi-reaksi yang dikatalisis oleh enzim.enzim ini, cincin iso aloksazin plavin mulektida berfungsi sebagai pembawa sementara sepasang atom hedrogen yang dipindahkan dari molekul substrat
H3C C
C C C
C C
H
H N
N
C C
C
N C NH
O
CH2
HCOH
HCOH
HCOH H3C
CHO 2
P
O O O
O
P O
O
CH2
H
O
H
OH OH
H
H N N
N N NH2
O
H3C C
C C C
C C
H
H N
N
C C
C
N C NH
CH2
HCOH
HCOH
HCOH H3C
CH2
R i b o f l t a i n
Flavin monouklestida (FMN) Riboflavin monofosfat
Flavin adenin dinukleotida (FAD)
H3C C C
C C
C C
H H
N
N
C
C C
N C NH
O H3C
O
H3C C C
C C
C C
H H
N
N
C
C C
N C NH H3C
O
H R
H
S + +
R H
H S
Flavin nukleotida
Substrat terdehidro-
genasi Reduksi flavin
nukleotida Sunstrat
O
P
O O O
Dehidrogenase suksinat adalah contoh dehidro genase plavin, yang mengandung FAD, yang mengkatalisis reaksi oksidasi suksinat menjadi fumarat.
Suksinat + E-FAD→ Fumarat + E-FADH2
Loktat Piruvat
3. Asam Nikotinat dan Nikotinamida
Nikotinamida adalah merupakan bentuk amida dari asam nikotinat. Untuk menghindarkan salah pengertian dengan alkaloid mikotin dari tembakau maka diberikan mama alternatif bagi asam nikotinat yaitu niasin untuk penggunaannya secara umum. Kekurangan niasin menyebabkan penyakit lidah hitam (black tangue) pada ujung dan pellogra (bahasa Itali, yang berarti kulit kasar) pada manusia, asam nikotinal banyak terdapat pada tumbuhan dan jaringan hewan, terutama daging.
Nikotinamida dapaty disintesis dari triptofan.
Nikotinamida adalah komponen yang merupakan bagian aktif dari dua koenzim, yaitu nikotinamida adenin dinakleotida (NAD+) dan nikotinamida adenin dinukleotida fosfat (NADP+) yang dulunya dikenal masing-masing sebagai koenzim I dan koenzim II.
FMN
Laktat dehidro genase
HC HC
C C
N H
CH
C O
OH
Asam nikotinat (Niacin)
HC HC
C C
N H
CH
C O
NH2
Nikotinamid (Niasinamid)
NH2
Nikotinamida adenin dinukleotida (NAD+)
Koenzim0koenzim ini terdapat dalam bentuk teroksidasi (ditentukan sebagai NAD+ dan NADP+) dan bentuk tereduksi (NADH dan NADPH). Bagian mikotenamida koenzim ini berperan sebagai pembawa sementara ion hidrida yang dipindahkan secara enzimatik dari molekul ensbstrat oleh kerja enzim dehidrogenase tertentu.
N N N
N
Adenin
CH2
H
O
H
OH OH
H H P O
O O
Ribosa
O Lokasi gugusan fosfat
tambahan dari NADP+ O
O
P O- O-
1
C O
NH2
CH2
H
O
H
OH OH
H
H O N
O P O
Ribosa
HC HC
C C
CH N
R +
H
H S
+
C O
NH2
HC HC
C C
CH N
R +
S
+
C O
NH2 H+ +
Substrat NAD+
Substrat terhidrogen nasi
NADH
Contoh reaksi enximatik tersebut adalah reaksi yang dikatalisasi oleh dehidrogenase malat, yang menyebabkan dehidrogenasi malat, menghasilkan oksaloasetat dan pada saat aktivasi asam lemak dalam oksidasi asam lemak. Tahap ini terjadi pada oksidasi karbohidrat. Enzim ini mengkatalisasi pemindahan dapat balik ion hidrida dari malat ke NAD+ membentuk NADH, sedangkan atom hidrogen lainnya meninggalkan gugus hidroksil malat dan muncul sebagai ion H+bebas.
L-Malat + NAD+ Oksaloksetat + NADH + H+
4. Asam Pantotenat
Kata pan pada asam pantotenat berasal dari bahasa Yunani yang memiliki arti dimana saja vitamin ini ditemukan pada semua jaringan, baik tumbuh-tumbuhan maupun hewan, dan juga pada mikrooganisme asam pantotenat tersebar demikian luasnya dalam berbagai bahan makanan sehingga tidak ada penyakit yang diketahui disebabkan oleh kekurangan vitamin ini. Asm pantotenaf yang juga dikenal sebagai vitamin B5, untuk pertama kalinya diisolasi tahun 1938 dari Khamir dan ekstrak hati oleh Roger J. Williams/ bentuk koenzim dari asam pemtotenat adalah Koenzim A (disingkat KOA atau KOA-SH). Disebut demikian karena pertama kali dijelaskan sebagai suatu kofaktor untuk reaksi asetilasi enzimatik tertentu. Koenzim A mengandung gugus toil atau silf hidril (-SH) yang reaktif yang terletak pada bagian merkaptoetilamin-β dari koenzim, tempat gugus asil berikatan secara koralen membentuk tisester selama pemindahan gugus asil.
Asam pantotenat
Dahidrogenase malat
O
HO
C CH2 CH2 NH C OH
C CH3
CH3
CH2
OH
H CH3
O- O-
N HC
N C
C C NH2
N adenin
-H2O
Dehidro genase Piruvat
Asetil-KoA
Koenzim A
Transfer gugus asil :
Secara biologi KoA penting sebagai pembawa atau donor dari gugus asil seperti pada reaksi asam piruvat menjadi asam sitrat yang merupakan reaksi awal pada siklus asam sitrt, yaitu lintas utama bagi degradasi oksida tub karbohidrat dan pada reaksi oksidasiβ asam lemak di dalam sel aerobik.
Pembentuk Asetil – KoA :
Penggunaan Asetil-KoA
HS CH2 CH2 NH C CH2 CH2 NH C O
C OH
C CH3
CH2 O P O
O P
O
O CH3
H
O
H
H H
O OH
N CH
O
β -Merkapto- etilamin
Asam pantotenat
O
O O
O
Ribosa – 3 fosfat
R C
O
O- + HS - KoA R C S KoA
O
Asilo KoA (Tioester)
R C Substrat KoA
O
+ HS
R C S KoA
O
Substrat
+
CH3 C COO- + NAD+ + KoA SH H2O CH3
O
C
O
S KoA HCO-3 + NADH + H+
CH3 C
O
S KoA + COO- C O
CH2
COO-
COO-
C
CH2
COO- HO
CH2
COO- + KoA S
Sintase Sitrat
