KULIAH PROTEIN FKIK UMY

on

Metabolisme Protein
&
Asam Amino
ZULKHAH NOOR

METABOLISME PROTEIN
  • Mekanisme transport asam amino ke dalam sel : difusi fasilitasi dan transport aktif
  • Absorbsi asam amino dari saluran pencernaan berrlangsung lama (2-3 jam) dan asam amino segera ditransport ke dalam sel terutama sel hati
  • Penyimpanan asam amino dalam sel terutama dalam bentuk protein aktual sampai batas maksimal. Bila diet tinggi protein maka selebihnya akan di metabolisme membentuk energi atau disimpan dalam bentuk glikogen atau lemak
  • Terjadi keseimbangan reversibel  antara protein-protein antar jaringan dan plasma darah.
  • Asam amino esensial adalah asam amino yang tidak dapat dibuat dalam tubuh, harus ada dalam diet. Sedangkan asam amino non esensial dapat dibuat dalam tubuh, contoh sintesis alanin dari asam piruvat dengan proses transaminasi.
  • Supaya asam amino dapat dipergunakan untuk energi, maka gugus amino dari asam amino harus dilepaskan (deaminasi). Amonia yang terbentuk selama proses deaminasi dibentuk ureum oleh sel hati dan dikeluarkan bersama urin.Jika organ hati mengalami kerusakan serius, amonia tertumpuk dalam darah dan toksik terutama untuk otak, mengakibatkan koma hepatikum.










Struktur asam amino
                      NH2
           R C
               H       COOH

Klasifikasi asam amino
A. Berdasar struktur kimia :
  • AA Netral (punya 1 ggs karboksil dan 1 ggs amino misal alanin)‏
  • AA Asam (punya 2 ggs karboksil dan 1 ggs amino misal aspartat)‏
  • AA Basa (punya 2 ggs amino dan 1 ggs karboksil misal lisin)‏

B. Berdasar kepentingan gizi :
  • AA esensiil (sangat diperlukan ttp tubuh tidak dpt mensintesis misal fenilalanin).
  • AA semiesensiil (dapat disintesis tubuh tapi jumlahnya kurang misal arginin, histidin).
  • AA non esensiil (dapat disintesis tubuh dan jumlahnya cukup misal tirosin).

C. Menurut jalur metabolisme yg ditempuh :
  • AA glikogenik mutlak (dioksidasi lewat jalur karbohidrat misal alanin).
  • AA ketogenik mutlak (dioksidasi lewat jalur lemak misal leusin).
  • AA glikoketogenik (dioksidasi lewat jalur karbohidrat dan lemak misal triptofan, isoleusin, lisin, fenilalanin, tirosin).

BIOSINTESIS ASAM AMINO
  • AA ESENSIIL
  • Tdk dpt dibuat tbh
  • Biosintesis panjang
  • Berasal dr masukan makanan

  • AA NON ESENSIIL
  • Dpt dibuat tbh
  • Biosintesis pendek
  • Berasal dr senyawa antara amfibolik atau dari AA lain dari makanan


  • AA ESENSIIL (10)‏
  • Arginin
  • Histidin
  • Isoleusin
  • Leusin
  • Lisin
  • Metionin
  • Fenilalanin
  • Treonin
  • Triptofan
  • Valin











  • AA NON ESENSIIL (12)‏
  • Alanin, Aspartat
  • Asparagin
  • Sistein
  • Glutamat
  • Glutamin
  • Glisin
  • Hidroksiprolin
  • Hidroksilisin
  • Prolin
  • Serin
  • Tirosin


BIOSINTESIS
AA NON ESENSIIL
  • Alanin :  berasal dari transaminasi piruvat + glutamat, dengan adanya enzim transaminase diubah menjadi alanin dan

a–ketoglutarat .
  • Aspartat : berasal dari transaminasi oksaloasetat + glutamat, dengan adanya enzim transaminase diubah menjadi aspartat dan a–ketoglutarat .
  • Asparagin : berasal dari aspartat, dikatalisis enzim asparagin sintetase, dibantu Mg-ATP menghasilkan asparagin dan AMP + PPi
  • Sistein : berasal dari metionin dan serin.

 Metionin + ATP        s-adenosil-metionin
     s-adenosil-homosistein (+H2O)
L-homosistein (+serin)        sistationein (+H2O)           sistein + L-Homoserin.
  • Glutamat :  berasal dari dehidrogenasi a–ketoglutarat, dikatalisis enzim glutamat dehidrogenase, dibantu NADPH + NH4 menghasilkan glutamat + H2O +NADP.










  • Hidroksiprolin :  berasal dari prolin , dikatalisis enzim prolil hidroksilase, dibantu O2, askorbat dan  Fe menghasilkan hidroksiprolin (penyusun kolagen).
  • Hidroksilisin : berasal dari lisin, dikatalisis enzim lisil hidroksilase, dibantu O2, askorbat dan  Fe menghasilkan hidroksilisin (penyusun kolagen)‏
  • Prolin : berasal dari glutamat, dibantu interkonversi NAD dan NADH menghasilkan prolin.
  • Serin : berasal dari defosforilasi D3PG (D-3-fosfogliserat), melalui 2 jalur di awal & akhir,

 1. D3PG (+ enzim fosfatase)     D-gliserat
oksidasi (+NAD)         asam ketopiruvat (+transaminase)         serin.
 2. D3PG (oksidasi)      3fosfoketopiruvat (transaminase)         fosfo-L-serin       serin.     
  • Tirosin : berasal dari fenilalanin, dikatalisis enzim fenilalanin hidroksilase, ada perubahan tetrahidrobiopterin menjadi dihidrobopterin
  • Arginin : berasal dari pemecahan argininosuksinat menjadi fumarat dan arginin, dikatalisis enzim arrgininosuksinase (siklus urea).

Histidin : disintesis oleh bakteri di colon, dan disintesis di hepar

KATABOLISME C
ASAM AMINO
  • Sebagai senyawa antara amfibolik Siklus Krebs.
  • Kelainan akibat defek enzim dapat menimbulkan cacat metabolik dengan gejala yang khas.

Asam amino dikatabolisasi menjadi substrat bagi biosintesis karbohidrat (glikogenik) dan lemak (ketogenik).
Glikogenik KetogenikGlikogenik dan ketogenik
Ala, Arg, Asp, Cys, Glu, Gly, His, Hyp, Met. Pro, Ser, Thr, Va.Leu Ile, Lys, Phe, Trp, Tyr.

Penggolongan asam amino





  • AA masuk ke Siklus Krebs melalui jalur :
  1. Oksaloasetat (mis : Asn, Asp).
  2. a-Ketoglutarat (mis : Glu, Gln, Pro, Arg, His).
  3. Piruvat (mis : Gly, Ser, Ala, Cys, Thr, Hyp).  
  4. Asetil KoA (mis : Tyr, Phe, Trp, Lys)
  5. Suksinil KoA (mis : Met, Ile, Va).

Tiap katabolisme AA perlu dipelajari :
  • Proses katabolisme.
  • Enzim-enzim  yang berperan.
  • Defek enzim atau gangguan.
  • Penumpukan senyawa atau gejala lain.  
  • 1. Jalur Oksaloasetat
  • Asn         Asp Oksaloasetat

Asparaginase Transaminase
  • Defek enzim : jarang terjadi.
  • 2. Jalur a-ketoglutarat
  • Glu Gln a-KG

 Glutaminase Transaminase

Defek enzim : jarang terjadi.
  • Pro    Glu g–semialdehid    Glu a-KG

 Pro-Dhase (1) Gsa Dhase (2)
Defek enzim :
1. Hiperprolinemia I (katabolisme Hyp tdk terganggu)
 2. Hiperprolinemi II (katabolisme Hyp terganggu dan urin mengandung katabolit Hyp yaitu  *1-pirolin-3-hidroksi-5 – karboksilat.   
  • Arg        Ornitin Glu g–semialdehid    

   Orn-transaminase (1)
 Glu a-KG.
 Defek enzim :
1. Atrofi girat retina (penglihatan teropong /
tunnel vision, buta)
 2. Sindr. Hiperornitin-hiperamonemia (ggn pengangkutan ornitin pd siklus urea / antiporter ornitin-sitrulin)
  • His Urokanat 4-imidazol-

     Histidase (1) Urokanase (2)
5-propionat N-formiminoglutamat
(Figlu) Glu a-KG.
 *
   * Perubahan Figlu mjd Glu butuh folat sehingga def. folat akan menyebabkan Figlu diekskresi lewat urin.
Defek enzim :
1. Histidenemia (kenaikan kadar histidin di urin dan darah)
 2. Asiduria urokanat .
  • 3. Jalur Piruvat
  • Glisin Serin Piruvat
  • Glisin                 CO2 +NH4

 Glisin sintase
 + N5N10 tetrahidrofolat
Defek :
1. Glisinuria (ggn reabsorbsi renal).
 2. Hiperoksaluria (ggn katabolisme glioksalat shg teroksidasi menjadi oksalat).
  • Ala Piruvat

       Transaminase
Defek enzim : jarang terjadi.
  • Sistin Sistein Piruvat

       Sistin reduktase
  • Sistein :
  • 1. Lintasan oksidasi langsung (pembentukan sistein sulfinat à piruvat)
  • 2. Lintasan transaminasi (pembentukan 3-merkaptopiruvatà3-merkaptolaktat &piruvat )
  • Defek :
  • 1. Sistinuria (ggn reabsorbsi renal)
  • 2. Sistinosis (ggn penyimpanan sistin, dpt menyebabkan gagal ginjal akut).
  • 3. Homosistinuria (ggn katab. metionin, gejala lain trombosis, osteoporosis, dislokasi lensa mata, retardasi mental)  
    • Thr           glisin          serin         piruvat

  Thr aldolase
Defek enzim : jarang terjadi.
  • Hyp

      Hidroksiprolin Dehidrogenase (1)
*1-pirolin-3-hidroksi-5 –karboksilat

Piruvat + glikosilat.   
  • Defek enzim :
  • 1. Hiperhidroksiprolinemia.
  • 4. Jalur Asetil KoA
  • Tyr   (1) hidroksifenilpiruvat       (2)homogentisat (3)Maleilasetoasetat (4)fumarilasetoasetat     (5)fumarat + asetoasetat (6)asetil KoA + asetat.

Enzim yang berperan :
  • 1. Tirosin transaminase
  • 2. Hidroksifenilpiruvat hidroksilase
  • 3. Homogentisat oksidase
  • 4. Maleilasetoasetat cis trans isomerase
  • 5. Fumarilasetoasetat hidrolase 6. Ketotiolase
  • Defek enzim :
  • 1. Tirosinemia I (Tirosinosis)

 Defek enzim no 4 atau 5,
Gejala : diare, vomitus, bau mirip “kubis”, gangguan tumbuh kembang, kematian.
  • 2. Tirosinemia II (Sindrom Richner-Hanhart)

 Defek enzim no 1,
Gejala : lesi mata, kulit, retardasi mental.
  • 3. Tirosinemia neonatal

Defisiensi enzim no 2,
  • 4. Alkaptonuria

Defek enzim no 3,
Gejala : urin menjadi gelap, okronosis (pigmentasi jaringan ikat), artritis,
Tetrahidrobiopterin  dihidrobiopterin
  • Phe Tyr

 Fenilalanin hidroksilase
  • Defek enzim :
  • 1. Hiperfenilalaninemia I (PKU = Phenilketonuria)

 Defek enzim fenilalanin hidroksilase
Gejala : kejang, psikosis, ekzem, bau seperti “tikus”.
  • 2. Hiperfenilalaninemia II dan III

 Defek enzim dihidrobiopterin reduktase.
  • 3. Hiperfenilalaninemia IV dan V

 Defek pada biosintesis dihidrobiopterin.
  • Lys        sakaropin alfa-aminodipat alfa-ketodipat glutaril KoA.
  • Defek  :
  • 1. Hiperlisinemia periodik dgn hiperamonemia (gangguan pd enzim arginase di hati).
  • 2. Hiperlisinemia persisten tanpa hiperamonemia (gangguan perubahan lisin menjadi sakaropin  dan gangguan pemecahan sakaropin).
  • Trp (1) Formilkinurenin       (2)Kinurenin (3) hidroksikinurenin

(4) hidroksiantranilat            (5) 2-akroleil-3-aminofumarat 2-amino cis, cis mukonat semialdehid Oksalokrotonat a-ketodipat
Enzim yang berperan :
  • 1. Triptofan oksigenase
  • 2. Kinurenin formilase
  • 3. Kinurenin hidroksilase
  • 4. Kinureninase
  • 5. 3-Hidroksiantranilat oksidase
  • Defek :
  • 1. Peningkatan Xanturenat (defisiensi B6). Vitamin ini diperlukan dalam kerja enzim kinureninase sehingga hidroksikinurenin tidak diubah menjadi hidroksiantranilat tapi menjadi xanturenat.
  • 2. Penyakit Hartnup (gangguan pengangkutan asam amino ke ginjal dan usus, dengan gejala peningkatan ekskresi indol).
  • 5. Jalur Suksinil KoA
  • Metionin a-ketobutirat
  • Isoleusin Propionil KoA
  • Valin Metil malonil KoA
  •                              Suksinil KoA
          • Metionin S-adenosil metionin                                                              (metionin aktif)
  •                 s-adenosil homosistein
  •                      Homosistein
  •                        Sistationin
  •                      a-ketobutirat
  •                      Propionil KoA
  • Defek :
  • 1. Penyakit Maple Syrup Urin (defek enzim dekarboksilase asam a-keto)
  • Gejala : urin bau syrup maple (gula gosong), bayi sulit menyusu, muntah, letargi .
  • 2. Ketonuria rantai cabang intermitten (varian no 1).
  • 3. Asidemia isovalerat (defek enzim isovaleril KoA dehidrogenase shg isovaleril KoA menumpuk.
  • Gejala : bau napas dan cairan tuubh seperti “keju”, vomitus, asidosis, koma.
  • 4. Asiduria metilmalonat (defisiensi B12).
  • 5. Asidemia propionat (defisinesi propionil KoA karboksilase ).
  • IV PERUBAHAN ASAM AMINO MENJADI PRODUK KHUSUS
  • GLISIN : PENYUSUN HEME, PURIN GLISIN KONJUGATE( ASAM GLIKOKOLAT, ASAM HIPURAT) DAN KREATIN ; SARKOSIN.
  • ALPHA ALANIN --à ASAM AMINO UTAMA PLASMA
  • KARNOSIN -à B ALANIN DIPEPTIDA ; B ALANIN DIPEPTIDA ANSERIN-à AKTIVITAS KONTRAKTIL OTOT
  • B ALANIN KARNOSIN ; OTOT SKELET
  • Jalur METabolisme b alanin dipeptida :
  • Karnosin --à b alanin + l histidin ( karnisinase)
  • HOMOKARNOSIN ---(dipeptida system saraf pusat) ( sintesis di Jaringan Otak)
  • SERIN -à mebtk sfingosin, purin dan pirimidin.
  • S adenosilmetionin --à spermin dan spermidin
  • HISTIDIN mbtk HISTAMIN
  • Ornitin dan arginin membentuk poliamin, penting untuk pertumbuhan sel dan jaringan
  • KATABOLIT POLIAMIN DIEKSKRESI LEWAT URIN (NH4+ dan CO2)
  • Triptophan membentuk SEROTONIN ( vasokonstriktor potensial dan stimulator kontraksi otot polos)
  • SEROTONIN mbtk MELANOTONIN
  • Metabolit triptophan  dikeluarkan lewat urin dan feses
  • MELANIN mrpk POLIMER katabolit TIROSIN
  • SINTESIS GAMA AMINO BUTIRAT (GABA) mrp transmitter, dr asam amino: Glutamat dan ornitin
    KATABOLISME GABA  mjd suksinat semialdehid-    àgama hidroksibutirat-à oksidasi mjd suksinat -à siklus krebsà CO2 dan H2O.

Comments

Post a Comment