METABOLISME PROTEIN DAN ASAM AMINO Drh Kadek Rachmawati, M.Kes

PROTEIN : polimer asam amino Fungsi protein : * sebagai enzim * sebagai hormon * sbg alat transport dalam darah, mis : transfe- rin transpor zat besi * mempertahankan keseimbangan asam-basa cairan tubuh * sebagai antibodi * bagian dr struktur sel/jaringan/organ

PROTEIN STRUKTURAL : protein yg berfungsi struktural, mis.: kolagen, keratin dll. PROTEIN FUNGSIONAL : protein yg mengerjakan fungsi tertentu, mis. : enzim, hormon. RUMUS ASAM AMINO : R - CH – NH3+ NH3+ gugus amino COO- R – CH – kerangka karbon

PENCERNAAN PROTEIN Protein Pepsin dalam lambung Duodenum Tripsin, Kimotripsin, Elastase Peptida Kecil Sel mukosa usus halus Dipeptidase, Karboksipeptidase, Aminopeptidase Asam amino, Dipeptida & Tripeptida Asam amino Darah Asam amino Sel tubuh

PENCERNAAN PROTEIN : Protein dalam makanan dicerna proteosa pepton polipeptida asam amino HCl lambung : 1. Mengaktifkan proenzim 2. Denaturasi protein 3. pH optimum pepsin akan menghidrolisis protein dalam lambung selanjutnya pencer- naan diteruskan dalam usus oleh enzim2 endo- peptidase lainnya dan enzim2 eksopeptidase. dipeptidase Dipeptida asam amino ke dlm darah Rennin : koagulasi susu pd hewan muda/bayi

DAFTAR ASAM AMINO PENYUSUN PROTEIN : Essesial : Non-essensial : Arginin * Alanin Histidin * Asparagin Isoleusin * Aspartat Leusin * Sistein Lisin * Glutamat Metionin * Glutamin Fenilalanin * Prolin Treonin * Serin Triptofan * Tirosin Valin * Hidroksilisin * Hidroksiprolin

METABOLISME ASAM AMINO Asam amino yg terbentuk di usus akan diabsorbsi dan dibawa oleh peredaran darah ke dalam sel-sel tubuh. METABOLISME ASAM AMINO DI DALAM SEL : 1. KATABOLISME : * Katabolisme Nitrogen asam amino UREA * Katabolisme kerangka karbon asam amino se- nyawa amfibolik 2. ANABOLISME sintesis protein Ada 20 jenis asam amino dasar : 10 macam adalah asam amino essensial 3. PEMBENTUKAN PRODUK KHUSUS

PROTEIN N PRODUK KHUSUS UREA KERANGKA C SENYAWA AMFIBOLIK ASAM AMINO PROTEIN N PRODUK KHUSUS UREA KERANGKA C SENYAWA AMFIBOLIK ENERGI BIOSINTESIS MENJADI SENYAWA LAIN Apabila asam amino dr makanan berlebihan (melebi- hi kebutuhan tubuh untuk sintesis protein, produk khu sus dll.) maka kelebihan/sisanya tak dapat ditim bun diubah menjadi lemak sebagai cadangan ka- lori tubuh

PADA KEADAAN ASAM AMINO DR MAKANAN BER- LEBIHAN : 1. Untuk sintesis protein 2. Untuk sintesis produk khusus (serotonin) dll. 3. Sisa katabolisme N urea Kerangka C senyawa amfibolik ( mis. Anggota Siklus Asam Sitrat ) Sintesis lemak & glikogen PADA KEADAAN KELAPARAN > katabolisme Asam amino : 1. N urea 2. Kerangka C dr asam amino senyawa amfibolik Energi & Sintesis glukosa

KESEIMBANGAN NITROGEN : Protein dlm tubuh bersifat dinamis, selalu ada sintesis dan degradasi Dengan mengukur jumlah Nitrogen yg masuk dan ke luar dpt diperkirakan kondisi meta- lisme protein tubuh, oleh krn Nitrogen dlm tubuh t.u. tdp pd protein ‘N’ masuk tubuh lewat makanan ‘N’ ke luar tubuh lewat urin, keringat & feses

Keseimbangan Nitrogen tubuh positif bila ‘N’ masuk tubuh > ‘N’ ke luar dr tubuh sin- tesis protein > katabolisme asam amino Mis. : pertumbuhan, hamil, penyembuhan Keseimbangan Nitrogen tubuh negatif berar ti katabolisme asam amino > sintesis protein Mis. Saat kelaparan, sakit Keseimbangan Nitrogen yg seimbang Mis. : pada orang dewasa normal dan sehat

BIOSINTESIS ASAM AMINO 1. Dari senyawa amfibolik α-ketoglutarat glutamat glutamin Piruvat alanin Oksaloasetat aspartat asparagin D-3-fosfogliserat serin 2. Dari asam amino non essensial lain Glutamat prolin hidroksiprolin Glisin serin

3. Dari asam amino essensial Metionin + serin sistein Phenilalanin tirosin Lisin hidroksilisin

KATABOLISME NITROGEN ASAM AMINO As.α-amino As α-ketoglutarat NH3 CO2 As.α-keto L-glutamat urea transaminasi Hasil akhir : 1. Organisme ureotelik urea (mamalia) 2. Organisme urikotelik asam urat (reptil & burung ) 3. Organisme ammonitelik ammonia (NH3) pd ikan bertulang

TAHAP KATABOLISME NITROGEN ASAM AMINO 1. TRANSAMINASI 2. DEAMINASI OKSIDATIF 3. TRANSPOR AMONIA 4. SIKLUS UREA

TRANSAMINASI R-CH-NH2 R’-C=O COOH COOH R-C=O R’-CH-NH2 COOH COOH Dikatalisis oleh enzim transaminase = amino transferase Koenzim : piridoksal fosfat

Enzim transaminase didapatkan pada hampir seluruh jaringan mamalia, yaitu : 1. Alanin transaminase Piruvat Asam α-amino L-alanin Asam α-keto 2. Glutamat transaminase α-ketoglutarat Asam α-amino L-glutamat Asam α-keto

Praktis semua ‘N’ asam amino yg dikatabo- lisme akhirnya menjadi bagian dari asam amino glutamat Hal ini penting krn pd proses deaminasi oksi datif, yg paling cepat pd mamalia adalah : dari asam amino glutamat

L-GLUTAMAT -KETOGLUTARAT ENZIMNYA: L-GLUTAMAT DEHIDROGENASE DEAMINASI OKSIDATIF NAD(P)+ NAD(P)H + H+ NH3 L-GLUTAMAT -KETOGLUTARAT ENZIMNYA: L-GLUTAMAT DEHIDROGENASE REVERSIBEL SEBAGAI ENZIM PENGENDALI INHIBITOR ALLOSTERIK: ATP, GTP, NADH AKTIVATOR ALLOSTERIK: ADP, GDP DIDAPAT DI BERBAGAI JARINGAN DALAM SITOPLASMA DAN MITOKONDRIA

TRANSPOR AMONIA Amonia bersifat toksik, jadi tidak diangkut dlm bentuk bebas dr jaringan ekstrahepatik Mekanisme utama : 1. Terjadi pada sebagian besar jaringan : Enzim Glutamin sintetase akan mengubah ammonia menjadi glutamin nontoksik Glu + NH4+ + ATP Gln + H2O + ADP + Pi glutamin sintetase Glu = glutamat, Gln = glutamin

Glutamat didapat dr α-ketoglutarat (TCA cy- cle) melalui reaksi transaminasi dgn asam ami- no lain Glutamin diangkut dlm darah ke hati, ginjal dan gut Dlm hati glutamin dihidrolisis untuk melepas ammonia yg akan masuk siklus urea Glutamin + H2O Glutamat + NH4+ Dalam ginjal glutaminase membebaskan ammonia untuk diekskresikan dgn kelebihan asam darah

2. Mekanisme yg terjadi di otot * 30% dr amino Nitrogen yg dibentuk dr kata- bolisme protein dikirim ke hati sebagai alanin * Siklus glukosa – alanin Glikolisis pd otot menghasilkan asam piruvat, piruvat akan mengalami transaminasi mem- bentuk alanin Piruvat + Glutamat Alanin + α-ketoglutarat Kemudian Alanin diangkut ke hati, di hati terjadi reaksi sebaliknya : α-ketoglutarat + Alanin Glutamat + Piruvat

Glutamat kemudian mengalami deaminasi oksi- datif membentuk ammonia dan α-ketoglutarat. Ammonia masuk siklus urea Piruvat yg terbentuk mengalami Glukoneogene- sis di hati membentuk glukosa kemudian di angkut dalam darah kembali ke otot Pada kelaparan sumber utama glukoneogene- sis di hati adalah asam2 amino hasil pemecahan protein otot

Sebagian besar jaringan SKEMA TRANSPOR AMONIA Sebagian besar jaringan OTOT HATI Glutamat ATP NH4+ H2O ADP, Pi Glutamin Asam2 amino NH4+ -KG Glu Ala Pyr Glukosa Gutamat Urea NH4+ Glutamines H2O Glutamin Glu -KG Pyr Ala Glukosa Glutamin sintetase

SIKLUS UREA NH2 dari ammonia C = O dari CO2 NH2 dari aspartat Terjadi di hati, produk akhirnya urea masuk sirkulasi darah dibuang lewat ginjal (urin) Termasuk reaksi endergonik : Sintesis 1 mol urea perlu 3 mol ATP

SIKLUS UREA

KATABOLISME KERANGKA KARBON ASAM AMINO Kerangka C asam amino senyawa amfibolik ( se- nyawa keto) Asam amino yg membentuk senyawa amfibolik anggo ta siklus asam sitrat : Oksaloasetat, fumarat, suksi nil KoA, ketoglutarat bersifat glukogenik (dapat membentuk glukosa) Asam amino yg membentuk piruvat akan membentuk oksaloasetat bersifat glukogenik Asam amino yg membentuk asetil KoA (tidak lewat piruvat) / aseto asetil KoA bersifat ketogenik dapat membentuk senyawa keton

Asam amino yg murni ketogenik : Leusin & Lisin Asam amino ketogenik dan glukogenik : Isoleusin, Fenilalanin, Tirosin Asam amino yg lain bersifat Glukogenik

KATABOLISME KERANGKA KARBON ASAM AMINO

PRODUK KHUSUS ASAM AMINO PRODUK KHUSUS Glisin heme, purin, glutathion, kre atin, asam glikokholat Metionin donor gugusan metil Arginin kreatin Histidin histamin Triptofan serotonin Fenilalanin, Tirosin melanin, adrenalin, noradre- nalin, tiroksin Glutamat GABA (Gamma Amino Buti- ric Acid)

TERIMA KASIH