RINGKASAN MATERI PRINSIP-PRINSIP ILMU GIZI : PENYERAPAN DAN METABOLISME PROTEIN
Debita Entin Vindira I1D023018
1.1 Metabolisme Protein
Asam-asam amino dapat diperoleh dari protein yang kita makan atau dari hasil degradasi protein di dalam tubuh kita. Degradasi ini merupakan proses kontinu. Karena protein di dalam tubuh secara terus menerus diganti (protein turnover).
Jalur metabolik utama dari asam-asam amino terdiri atas pertama, produksi asam amino dari pembongkaran protein tubuh, digesti protein diet serta sintesis asam amino di hati. Kedua, pengambilan nitrogen dari asam amino. Sedangkan ketiga adalah katabolisme asam amino menjadi energi melalui siklus asam serta siklus urea sebagai proses pengolahan hasil sampingan pemecahan asam amino. Keempat adalah sintesis protein dari asam-asam amino.
1.1.1 Katabolisme Asam Amino
Ketika kita mengonsumsi makanan tinggi protein, maka protein tersebut akan mengalami proteolisis di lambung dan usus halus menjadi asam amino. Asam amino tersebut dibutuhkan oleh tubuh untuk sintesis protein, sintesis basa nukleotida (sintesis DNA dan RNA). Kelebihan asam amino tersebut kemudian tidak akan disimpan, melainkan akan mengalami proses katabolisme untuk menghasilkan energi.
Disisi lain ketika kita mengalami kelaparan, maka cadangan glikogen dan lipid akan digunakan sebagai sumber energi. Dan juga pada kejadian DM parah, cadangan lipid digunakan sebagai sumber energi. Ketika terjadi kehabisan cadangan glikogen dan lipid yang digunakan terus menerus dalam waktu yang lama, protein seluler akan digunakan sebagai bahan bakar melalui katabolisme asam amino.
Langkah Langkah Katabolisme Asam Amino : 1. Transaminasi
Mentransfer gugus α-amino ke molekul carrier (biasanya α-ketoglutarat).
NH3- dalam α-amino acid akan ditransfer ke molekul α-ketoglutarat sehingga terjadi pertukaran strktur gugus asam amino dan co, sehingga menghasilkan glutamate dan α-keto acid.
Hampir semua asam amino mengalami transaminase kecuali proline, hydroxyproline, threonine, dan lysine. Asam amino tersebut langsung mengalami deaminasi oksidatif tanpa mengalami proses transaminasi terlebih dahulu
Dikatalisis oleh enzim aminotransferase / transaminase dan koenzim Piridoksal Fosfat (turunan Vitamin B6). Enzim aminotransferase terdapat di sitosol sel terutama di hati, ginjal, usus halus, dan otot. Setiap aminotransferase spesifik untuk sepasang substrat, namun tidak spesifik untuk pasangan substrat lainnya.
Gugus amino dari seluruh asam amino yang mengalami transaminasi dapat terkonversi menjadi glutamate.
Sebagian besar pembentukan ammonia dari gugus amino terjadi melalui asam amino glutamate.
Glutamate akan digunakan untuk mensintesis asam amino nonesensial maupun mengalami ireaksi metabolisme melalui Deaminasi Oksidatif.
2. Deaminasi Oksidatif
Di sel hati, glutamate ditransport dari sitosol ke dalam mitokondria dan terjadi deaminasi oksidatif yang dikatalis oleh enzim glutamate dehydrogenase.
Dalam tahap reaksi ini, enzim glutamate dehydrogenase membutuhkan NAD(P)+ NAD(P)+ + Glutamate => Ammonia (NH3) + α-ketoglutarate
Ammonia akan masuk dalam siklus urea, sedangkan α-ketoglutarat akan digunakan kembali dalam proses transaminasi.
3. Transport Ammonia
Ammonia yang diproduksi di jaringan perifer toksik dalam darah sehingga harus dikonversi sebelum ditransportasikan ke hati.
Ammonia bereaksi dengan glutamate membentuk glutamin dengan bantuan enzim glutamine synthesase
Selanjutnya, glutamin dilepaskan ke dalam darah yang mana akan dikonversi kembali menjadi glutamate dan NH3 dengan bantuan enzim glutaminase.
4. Siklus Urea
Siklus urea terjadi Sebagian besar di sel hati, dan sebagian kecil pada sel ginjal
Urea akan dimobilisasi pada sirkulasi darah dan ditransfer ke ginjal serta diekskresikan dalam bentuk urin.
Terjadi di matriks mitokondria dan sitosol.
Proses siklus urea :
1 Dengan peran enzim karbamoil fosfat sintase I, ion amonium bereaksi dengan CO2 menghasilkan karbamoil fosfat. Dalam reaksi ini diperlukan energi dari ATP.
2 Dengan peran enzim ornitin transkarbamoilase, karbamoil fosfat bereaksi dengan L- ornitin menghasilkan L-sitrulin dan gugus fosfat dilepaskan.
3 Dengan peran enzim argininosuksinat sintase, L-sitrulin bereaksi dengan L- aspartat menghasilkan L-argininosuksinat. Reaksi ini membutuhkan energi dari ATP.
4 Dengan peran enzim argininosuksinat liase, L-argininosuksinat dipecah menjadi fumarat dan L-arginin.
5 Dengan peran enzim arginase, penambahan H2O terhadap L-arginin akan menghasilkan L-ornitin dan urea .
1.1.2 Anabolisme Asam Amino
Sintesis protein dari asam amino berlangsung di sebagian besar sel tubuh. Asam amino bergabung dengan ikatan peptida pada rangkaian tertentu yang ditentukan berdasarkan pengaturan gen (Sloane, 2004).
Sintesis protein terjadi dalam lima tahap utama, yaitu:
Fase aktivasi (Aktivasi Asam Amino). Tahap ini terjadi di dalam sitosol, dan bukan pada ribosom. Masing-masing dari 20 asam amino ini diikat secara kovalen dengan suatu tRNA pemindahan spesifik, dengan memanfaatkan energi ATP. Reaksi ini dikatalis oleh enzim pengaktif yang memerlukan Mg2+ sebagai kofaktor, masing-masing spesifik bagi satu asam amino dan bagi tRNA-nya (Nelson, 1994).
Fase Inisiasi (Inisiasi Rantai Polipeptida). Selanjutnya, RNA pembawa pesan (mRNA) yang membawa sandi bagi polipeptida yang akan dibuat, diikat oleh dua subunit ribosom yang berukuran lebih kecil, dan diikuti oleh inisiasi asam amino yang diikat oleh tRNA- nya, membentuk suatu kompleks inisiasi. tRNA asam amino penginisiasi ini berpasangan dengan triplet nukleotida spesifik atau kodon pada mRNA yang menyandi permulaan rantai polipeptida. Proses ini, yang memerlukan guanosin trifosfat (GTP), dilangsungkan oleh tiga protein sitosol spesifik yang dinamakan faktor inisiasi (Nelson, 1994).
Fase elongasi (Pemanjangan). Rantai polipeptida sekarang diperpanjang oleh pengikatan kovalen unit asam amino berturut-turut, masing-masing diangkut menuju ribosom dan diletakkan ke tempatnya secara benar oleh tRNA masing-masing, yang berpasangan dengan kodonnya pada molekul mRNA. Pemanjangan digiatkan oleh protein sitosol yang dinamakan faktor pemanjangan. Energi yang diperlukan untuk mengikat setiap aminoasil t-RNA yang datang dan untuk pergerakan ribosom di sepanjang mRNA difasilitasi oleh hidrolisis GTP bagi setiap residu yang ditambahkan ke polipeptida yang sedang tumbuh (Nelson, 1994).
Fase Terminasi dan Pembebasan. Penyempurnaan rantai polipeptida, yang dicirikan oleh suatu kodon penghentian pada mRNA. Polipeptida baru, dibebaskan dari ribosom, yang dibantu protein yang dinamakan faktor pembebas (Nelson, 1994).
Fase Deformilasi dan Demetionisasi (Pengolahan dan Pelipatan) Untuk memperoleh secara aktifnya biologis polipeptida harus mengalami pelipatan menjadi konfirmasi tiga dimensi yang benar. Sebelum atau setelah pelipatan, polipeptida baru dapat mengalami pengolahan oleh kerja enzimatik untuk melepaskan asam amino penginisiasi, dan mengikat gugus fosfat, metil, karboksil atau gugus lain pada residu asam amino tertentu, atau untuk mengikat gugus oligosakarida atau gugus prostetik (Nelson, 1994).
1.2 Penyerapan Protein
Asam amino yang berasal dari protein dalam makanan diabsorpsi dari usus melalui transpor aktif dan dibawa ke hati. Di hati, asam amino disintesis menjadi molekul protein atau dilepas ke dalam sirkulasi untuk ditranspor menuju sel lain.
Setelah memasuki sel-sel tubuh, asam amino bergabung dengan ikatan peptida untuk membentuk protein selular yang dipakai untuk pertumbuhan dan regenerasi jaringan (Sloane, 2004).
Hanya ada sedikit simpanan asam amino dalam sel-sel tubuh, kecuali sel-sel hati. Protein intraselular tubuh sendiri terus terhidrolisis menjadi asam amino dan disintesis ulang menjadi protein. Asam amino dari makanan dan asam amino dari penguraian protein intraselular membentuk kelompok asam amino utama yang memenuhi kebutuhan tubuh (Sloane, 2004).
Sumber :
Burrin, D. 2002.. Gastrointestinal Protein and Amino Acid Metabolism in Growing Animals. Texas
https://youtu.be/nGinXJuq1xY
