Biosintesis asam amino dan nukleotida

Presentasi berjudul: "Biosintesis asam amino dan nukleotida"— Transcript presentasi:

1 Biosintesis asam amino dan nukleotida
KI3261 Zeily Nurachman

2 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

3 KI3261 Zeily Nurachman

4 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

5 Siklus nitrogen KI3261 Zeily Nurachman

6 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

7 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

8 Simbiosis bakteri pemfiksasi N2
Bakteroid KI3261 Zeily Nurachman Bakteroid menghasilkan kompleks nitrogenase yang mengubah N2 udara menjadi NH4+

9 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

10 Kerja glutamin sintase
Titik masuk ammonia ke asam amino KI3261 Zeily Nurachman

11 Kerja glutamat sintase
Titik masuk ammonia ke asam amino KI3261 Zeily Nurachman

12 Kendali alosterik glutamin sintase
KI3261 Zeily Nurachman

13 Modifikasi kovalen glutamin sintase
KI3261 Zeily Nurachman

14 Jalur biosintesis asam amino
KI3261 Zeily Nurachman

15 KI3261 Zeily Nurachman

16 Beberapa contoh biosintesis asam amino (yang lain baca sendiri)
KI3261 Zeily Nurachman

17 KI3261 Zeily Nurachman

18 KI3261 Zeily Nurachman

19 KI3261 Zeily Nurachman

20 Biosintesis porfirin dari glisin
KI3261 Zeily Nurachman

21 KI3261 Zeily Nurachman

22 Mengalami gangguan genetik dalam biosintesis hem
Manusia “Drakula” Mengalami gangguan genetik dalam biosintesis hem KI3261 Zeily Nurachman

23 Degradasi hem Gagal hati mengakibatkan penyakit kuning pada bayi
Zeily Nurachman

24 Urobilin memberi warna kuning pada urin
KI3261 Zeily Nurachman

25 Biosintesis kreatin dan fosfokreatin
FIGURE 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.

26 Biosintesis glutation
KI3261 Zeily Nurachman

27 Biosintesis neurotransmitter
KI3261 Zeily Nurachman

28 Biosintesis biomolekul lain
KI3261 Zeily Nurachman

29 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

30 Biosintesis basa nukleotida
Dari daur ulang basa bebas dan nukleosida dari hasil degradasi asam nukleat Dari prekursor sederhana KI3261 Zeily Nurachman

31 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

32 KI3261 Zeily Nurachman

33 Konstruksi cincin purin
KI3261 Zeily Nurachman

34 KI3261 Zeily Nurachman

35 KI3261 Zeily Nurachman

36 KI3261 Zeily Nurachman

37 Sintesis AMP dan GMP KI3261 Zeily Nurachman

38 Pengendalian sintesis cincin purin
KI3261 Zeily Nurachman

39 Konstruksi cincin purin
KI3261 Zeily Nurachman

40 KI3261 Zeily Nurachman

41 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

42 Konversi ribonukleosida ke deoksiribonukleosida
KI3261 Zeily Nurachman

43 Regulasi ribonukleosida reduktase
KI3261 Zeily Nurachman

44 Degradasi basa purin KI3261 Zeily Nurachman

45 Degradasi basa purin KI3261 Zeily Nurachman

46 Obat asam urat Kristal asam urat KI3261 Zeily Nurachman

47 Degradasi basa purin KI3261 Zeily Nurachman