Metabolisme Asam Amino

1
Metabolisme Asam Amino

• MIMI HERMAN
• 110467/2011

2
Overview jalur metabolisme protein
3
Metabolisme Asam Amino
4
Pencernaan dan Mobilisasi Protein dan Asam Amino

• Protein yang berasal dari makanan dicerna didalam
  lambung

• Enzim-enzim proteolitik akan memecah protein
  menjadi asam amino dan oligopeptida

• Oligopetida diserap sel usus halus, kemudian
  dengan bantuan enzim peptidase dipecah menjadi
  asam amino, tripeptida dan dipeptida
• Selanjutnya dengan bantuan enzim peptidase
  tripeptida dan dipeptida dipecah menjadi asam
  amino

• Asam amino yang terbentuk diserap oleh sel usus
  halus, selanjutnya masuk ke sistem tranport darah

5
Proses penguraian protein
Pada vetebrata asam amino diperoleh dari
penguraian protein dengan menggunakan enzim
proteolisis yaitu peptidase dan protease.
Penguraian protein dimulai di dalam lambung yang
mengekskresikan pepsinogen, suatu zimogen (enzim
in-aktif) yang oleh pH lambung yang yang rendah
diubah yang rendah diubah menjadi pepsin (enzim
aktif), selanjutnya pepsin meneruskan katalisis
pengaktifan pepsinogen menjadi pepsin (suatu
autokatalis). Getah pankreas yang disekresikan
ke dalam usus halus menuyumbangkan zymogen
kimotripsinogen tripsinogen prokarboksipeptidase
A dan B dan proelatase yang akan menguraikan
protein menjadi asam-asam amino.
6
Reaksi katabolisme asam amino

• Reaksi transaminasi
• Contoh
• alanin a -keto glutarat piruvat
  glutamat
• Aspartat a -keto glutarat OAA glutamat
• 2. Reaksi Deaminasi
• Contoh
• Glutamat NAD H2O a -KG NH3 NADH

7
(No Transcript)
8
Metabolisme asam amino

• Pada hewan tingkat tinggi, asam amino berfungsi
  sebagai
• Penyusun struktur protein
• Prekursor biomolekul seperti hormon purin
  pirimidin porfirin dan beberapa vitamin.
• Sumber energi terutama bila asam amino yang
  dikonsumsi lebih banyak daripada yang dibutuhkan
  untuk mengganti protein tubuh

• Bila asam amino yang dipakai sebagai sumber
  energi, asam amino tersebut kehilangan gugus
  aminonya, selanjutnya kerangka karbonnya diproses
  menjadi
• glukosa dengan proses glukoneogenesis (kebalikan
  proses glikolisis),
• dioksidasi menjadi karbondioksida dan air dalam
  daur TCA.

9
Pada mamalia, sebelum asam amino diubah menjadi
glukosa, pertama-tama harus ditransformasi
menjadi piruvat atau dikarboksilat pada daur TCA.
Sedangkan vetebrata mengoksidasi asam amino
eksogen (dari bahan makanan) dan asam amino
endogen (dari perombakan protein tubuh). Contoh
Seorang laki-laki dengan berat badan 70 Kg
dengan bahan makanan kurang lebih 400 gram
protein, ¼ protein diubah menjadi glukosa dan
sisanya ¾ protein didaur ulang.
Setiap hari, manusia menukar atau menggantikan
1-2 dari total protein tubuh, khususnya protein
otot. Dari asam amino yang dibebaskan, 75-80
digunakan kembali untuk sintesis protein yang
baru. Nitrogen pada 20-25 dari asam amino
sisanya membentuk senyawa ureum. Untuk
mempertahankan kesehatan, seorang dewasa
memerlukan 30 hingga 60 gram protein per hari
atau ekuivalennya dalam bentuk asam amino bebas.
10

• Laju pemakaian asam amino dan proporsi asam
  amino yang berlainan yang dipakai tergantung pada
  berbagai faktor
• tersedianya bahan bakar lain
• tersedianya asam amino eksogen
• kebutuhan organisme akan asam amino untuk
  sintesis protein
• ketergantungan nutrisi organisme akan asam amino
• kebutuhan asam amino spesifik sebagai prekursor
  biomolekul lain.

Proses degradasi asam amino dimulai dengan
pengambilan gugus ?-amino dari asam amino yang
akhirnya dieksresikan sebagai urea dalam urine
atau amonia atau asam urat tergantung pada
spesies organisme. Kelebihan asam amino dari yang
dibutuhkan untuk biosintesis protein tidak dapat
disimpan, tidak dapat juga diekstraksikan sebagai
asam amino. Pada umumnya, gugus amino dari
kelebihan asam amino dikeluarkan oleh deaminasi
oksidatif dan rangka karbonnya dirubah menjadi
asetil atau aseto-asetil-KoA, piruvat atau salah
satu dari zat antara siklus asam sitrat.
11
Amonia dapat diekskresikan dalam beberapa cara
seperti dikeluarkan dalam bentuk amonia bebas
oleh ikan yang disebut amonotelik, dikeluarkan
dalam bentuk asam urat oleh burung yang disebut
urikotelik dan dikeluarkan dalam bentuk urea oleh
mamalia yang disebut ureotelik.
Amonia merupakan senyawa toksik terhadap sistem
syaraf pusat. oleh karenanya amonia harus
dikeluarkan. Pada mamalia amonia diubah menjadi
urea melalui siklus urea yang selanjutnya
dikeluarkan lewat urine.
12
Reaksi katabolisme asam amino

• Reaksi transaminasi
• Contoh
• alanin a -keto glutarat piruvat
  glutamat
• Aspartat a -keto glutarat OAA glutamat
• 2. Reaksi Deaminasi
• Contoh
• Glutamat NAD H2O a -KG NH3 NADH

13
Semua asam amino dapat didegradasi menjadi
senyawa antara dari daur asam sitrat seperti
terlihat di bawah ini.
14
Asam amino merupakan prekursor biosintesis
kerangka basa purin dimana 3 asam amino berperan
dalam pembentukannya yaitu asam aspartat, format,
glisin dan glutamin
15

• Ganguan metabolik berkaitan dengan setiap reaksi
  pada siklus ureum.
• Hiperamonemia Tipe I
• Defesiensi karbamoil fosfat sintase I
• Hiperamonemia Tipe II
• Defesiensi ornitin transkarboilase
• Sitrulinemia
• Defesiensi argininosuksinat sintase
• Arginosuksinilkasiduria
• Defesiensi argininosuksinase
• Hiperargininemia
• Defesiensi sintesis ureum.

16
(No Transcript)
17
PENYAKIT YANG BERHUBUNGAN DENGAN METABOLISME
AS. AMINO

• 1. Alkaptonuria
• Penyebab tidakadanya enzim homogentisat
  dioksigenase
• 2. Phenilketonuria (PKU)
• Penyebab tidak adanya enzim fenilalanin
  4-monooksigenase atau fenilalanin hidroksilase
• 3. Albino
• Penyebab tidak adanya enzim tirosin
  3-monooksigenase

18
Metabolisme Porfirin dan Heme
19
Biosintesis Heme
Metabolisme Heme
20
Metabolisme Heme lanjutan
21
Degradasi Heme
Degradasi Heme
22
Metabolisme Asam amino (lanjutan)
23
Transport ammonia ke liver untuk sintesis urea
24
Saat puasa atau keadaan sangat lapar, asam amino
yang berasal dari proteolysis protein otot
mengalami reaksi transaminasi menjadi
glutamat. Glutamat diubah menjadi alanin dan
masuk ke liver
Di liver alanin diubah menjadi piruvat, yang
kemudian bisa digunakan untuk pembentukan glukosa
melalui jalur glukoneogenesis
Dari proses penggunaan asam amino sebagai sumber
glukosa ini, dihasilkan ion amonia.
25
Siklus Urea
Regulasi siklus Urea pada enzim Carbamoyl
phosphate synthetase
Gangguan siklus urea terjadi pada ornithine
transcarbaoylase (OTC) Pada anak laki-laki
menyebabkan terjadinya hyperammonaemia, bisa
menyebabkan kematian. Deteksi dilakukan dengan
melihat kadar asam orotat pada urin
26
REAKSI PADA SIKLUS UREA

• 1. NH4 CO2 2 ATP Karbamoil Pospat
  
• 2. Karbamoil Pospat Ornitin Sitrulin
• 3. Sitrulin aspartat ATP argino
  suksinat
• 4. Argino suksinat fumarat arginin
• 5. Arginin H2O Ornitin Urea
• Urea yang tebentuk dikeluarkan melalui urin
• Reaksi pada siklus urea terjadi di hati

27
(No Transcript)
28
Ekskresi Nitrogen
29
(No Transcript)
30
Metabolisme Porfirin dan Heme
Senyawa tetrapyrroles memiliki empat cincin pirol
Empat kelompok senyawa tetrapyrrole 1) Heme
(besi porphyrin) 2) Chlorophylls 3) Phycobilins
(pigment fotosintetis alga 4) Cobalamins (Vitamin
B12 dan turunannya).
31
Biosintesis Heme
Biosisnteisis Heme
Fungsi utama glisin dalam jalur metabolisme
adalah untuk biosisntesis senyawa
tetrapyrrole. Semua senyawa tetrapyrrole
disintesis dari asam aminolevulenat (ALA).
All of the nitrogen in heme is derived from
glycine and all of the carbons are derived from
succinate and glycine. Thus, the process by which
heme is synthesized is also called the
succinate-glycine pathway. The first step in the
process is catalyzed by a pyridoxal
phosphate-containing enzyme, -aminolevulinic
acid synthetase (ALA synthetase) The next step is
the synthesis of a substituted pyrrole compound,
porphobilinogen from ALA
32
Metabolisme Heme lanjutan
The four porphobilinogen molecules condense to
yield a porphyrinogen
Finally, the side chains are modified and the
ring system is dehydrogenated (Figure
21.30). Note that uroporphyrinogen III is an
asymmetric compound. It arises from action of
uroporphyrinogen I synthase and uroporphyrinogen
III cosynthase. If only the first enzyme is
active, the symmetric compound, uroporphyrinogen
I is produced.
In the hereditary condition called congenital
erythropoietic porphyria, the uroporphyrinogen
III cosynthase is defective and the symmetric
type I porphyrins accumulate, causing the urine
to turn red, the skin to become photosensitive,
and the teeth to become fluorescent. Because
insufficient heme is produced, anemia
results. The major regulatory step in heme
synthesis is the ALA synthetase reaction. Through
feedback inhibition, heme regulates the enzyme.
Heme also inhibits the translation of ALA
synthetase. At even higher levels, heme blocks
transport of ALA synthetase to the mitochondrion
- its site of action.
33
Hemoglobin is a heme containing protein
responsible for transporting oxygen in the
bloodstream. The heme in hemoglobin is in the
form of an iron complexed with protoporphyrin IX.
The protection of an oxygen-binding metal from
irreversible oxidation is the functional reason
for the existence of myoglobin and hemoglobin.
These two molecules provide environments in which
the first step of an oxidation reaction (the
binding of oxygen) is permitted, but the final
step (oxidation) is blocked.
Myoglobin is a heme containing protein
responsible for storing oxygen. The heme in
myoglobin is in the form of an iron complexed
with protoporphyrin IX. The protection of an
oxygen-binding metal from irreversible oxidation
is the functional reason for the existence of
myoglobin and hemoglobin. These two molecules
provide environments in which the first step of
an oxidation reaction (the binding of oxygen) is
permitted, but the final step (oxidation) is
blocked.
34
Pengikatan oksigen