Biosintesis asam amino dan nukleotida KI3261 Zeily Nurachman
Metabolisme nitrogen Senyawa N: kebanyakan terikat dalam asam amino dan nukleotida Biosintesis asam amino dan nukleotida saling terkait Kebanyakan penyakit genetik pada manusia dan binatang telah dirunut dari absennya satu atau lebih enzim pada metabolisme asam amino dan nukleotida Banyak obat untuk berbagai penyakit infeksi (termasuk kanker dan kemoterapi) merupakan inhibitor enzim-enzim pada metabolisme di atas Asam amino (untuk protein) dan nukleotida (untuk asam nukleat) harus dalam nisbah yang tepat Asam amino dan nukleotida adalah bermuatan, sehingga kadarnya harus diatur untuk menjaga keseimbangan elektrokimia sel KI3261 Zeily Nurachman
KI3261 Zeily Nurachman
Siklus nitrogen N2 sangat stabil (E ikatan 930 kJ/mol), ada di udara (kadar 80%) Sedikit spesies mampu mengubah N2 menjadi bentuk yang bermanfaat bagi organisme hidup Tahap pertama siklus N adalah fiksasi/reduksi N2 menjadi ammonia(NH3 atau NH4+) oleh bakteri pemfiksasi nitrogen Bakteri tanah mengoksidasi ammonia menjadi nitrit, akhirnya nitrat. Tanaman atau bakteri menyerap ammonia (dari reduksi nitrit/nitrat menggunakan nitrit/nitrat reduktase) dan menggabukannya ke asam amino Denitrifikasi mengubah nitrat menjadi N2 pada kondisi anaerob Anammox (anaerobic ammonia oxidation), proses pengubahan ammonia atau nitrat menjadi N2 pada bakteri KI3261 Zeily Nurachman
Siklus nitrogen KI3261 Zeily Nurachman
Reaksi anammox NH3 dan NH4OH diubah menjadi hidrazin dan H2O oleh hidrazine hidrolase, dan hidrazin dioksidasi oleh enzim pengoksidasi-hidrazin, menghasilkan N2 dan proton. Proton menghasilkan gradien proton untuk sintesis ATP. KI3261 Zeily Nurachman
Fiksasi nitrogen Reaksi keseluruhan: N2 + 10H+ + 16ATP + 8e- → 2NH4+ 16ADP +16 Pi + H2 Contoh bakteri pemfiksasi nitrogen adalah Azotobacter vinelandii pada tanaman kacang-kacangan KI3261 Zeily Nurachman
Simbiosis bakteri pemfiksasi N2 Bakteroid KI3261 Zeily Nurachman Bakteroid menghasilkan kompleks nitrogenase yang mengubah N2 udara menjadi NH4+
Titik masuk ammonia menjadi biomolekul Nitrogen tereduksi (dalam bentuk NH4+) diasimilasi dalam bentuk asam amino dan kemudian biomolekul yang mengandung nitrogen Titik masuk: glutamat dan glutamin Glutamin sintase mengatalisis reaksi glutamat dan ammonium menjadi glutamin Glutamat sintase mengatalisis reaksi glutamat dan α-ketoglutarat menjadi glutamat KI3261 Zeily Nurachman
Kerja glutamin sintase Titik masuk ammonia ke asam amino KI3261 Zeily Nurachman
Kerja glutamat sintase Titik masuk ammonia ke asam amino KI3261 Zeily Nurachman
Kendali alosterik glutamin sintase KI3261 Zeily Nurachman
Modifikasi kovalen glutamin sintase KI3261 Zeily Nurachman
Jalur biosintesis asam amino KI3261 Zeily Nurachman
KI3261 Zeily Nurachman
Beberapa contoh biosintesis asam amino (yang lain baca sendiri) KI3261 Zeily Nurachman
KI3261 Zeily Nurachman
KI3261 Zeily Nurachman
KI3261 Zeily Nurachman
Biosintesis porfirin dari glisin KI3261 Zeily Nurachman
KI3261 Zeily Nurachman
Mengalami gangguan genetik dalam biosintesis hem Manusia “Drakula” Mengalami gangguan genetik dalam biosintesis hem KI3261 Zeily Nurachman
Degradasi hem Gagal hati mengakibatkan penyakit kuning pada bayi Zeily Nurachman
Urobilin memberi warna kuning pada urin KI3261 Zeily Nurachman
Biosintesis kreatin dan fosfokreatin FIGURE 22-26 Biosynthesis of creatine and phosphocreatine. Creatine is made from three amino acids: glycine, arginine, and methionine. This pathway shows the versatility of amino acids as precursors of other nitrogenous biomolecules.
Biosintesis glutation KI3261 Zeily Nurachman
Biosintesis neurotransmitter KI3261 Zeily Nurachman
Biosintesis biomolekul lain KI3261 Zeily Nurachman
Kegunaan nukleotida Pembawa energi kimia (ATP, GTP); komponen kofaktor (NAD, FAD, S-adenosilmetionin, coenzim A) dan senyawa antara teraktivasi (UDP-glukosa, CDP-diasilgliserol), pembawa pesan kedua sel (c-AMP, c-GMP) Dua jenis jalur metabolisme nukleotida: de novo (dari prekursor asam amino, ribosa-5-fosfat, CO2 dan NH3) dan salvage/ penyelamatan (dari daur ulang basa bebas dan nukleosida KI3261 Zeily Nurachman
Biosintesis basa nukleotida Dari daur ulang basa bebas dan nukleosida dari hasil degradasi asam nukleat Dari prekursor sederhana KI3261 Zeily Nurachman
Biosintesis basa nitrogen Jalur de novo purin dan pirimidin adalah indentik untuk semua organisme Guanin, adenin, timin, sitidin, dan urasil bukan merupakan senyawa antara, yang kemudian ditempelkan ke ribosa. Struktur cincin purin dibangun dari satu atau beberapa atom bersamaan yang dikkatkan ke ribosa lewat proses Struktur cincin pirimidin disintesis sebagai orotat yang diikatkan ke ribosa fosfat Fosforibosil pirofosfat (PRPP) prekursor penting bagi kedua jenis cincin basa tersebut KI3261 Zeily Nurachman
KI3261 Zeily Nurachman
Konstruksi cincin purin KI3261 Zeily Nurachman
KI3261 Zeily Nurachman
KI3261 Zeily Nurachman
KI3261 Zeily Nurachman
Sintesis AMP dan GMP KI3261 Zeily Nurachman
Pengendalian sintesis cincin purin KI3261 Zeily Nurachman
Konstruksi cincin purin KI3261 Zeily Nurachman
KI3261 Zeily Nurachman
Konversi nukleosida monofosfat ke nukleosida trifosfat Nukleosida monofosfat kinase ATP + NMP ↔ 2ADP + NDP ATP + AMP ↔ 2ADP Nukleosida difosfat kinase NTPD + NDPA ↔ NDPD + NTPA KI3261 Zeily Nurachman
Konversi ribonukleosida ke deoksiribonukleosida KI3261 Zeily Nurachman
Regulasi ribonukleosida reduktase KI3261 Zeily Nurachman
Degradasi basa purin KI3261 Zeily Nurachman
Degradasi basa purin KI3261 Zeily Nurachman
Obat asam urat Kristal asam urat KI3261 Zeily Nurachman
Degradasi basa purin KI3261 Zeily Nurachman