Metabolisme Protein Metabolisme keseluruhan reaksi yang terjadi di

Metabolisme Protein

Metabolisme: keseluruhan reaksi yang terjadi di dalam sel, meliputi proses penguraian & sintesis molekul kimia yang menghasilkan & membutuhkan panas (enegi) serta dikatalisis oleh enzim

Metabolisme meliputi: 1) jalur sintesis (anabolisme/endorgenik) menggabungkan molekul-molekul kecil menjadi makromolekul yang lebih kompleks; memerlukan energi yang disuplai dari hidrolisis ATP 2) jalur degradatif (katabolisme/eksorgenik) memecah molekul kompleks menjadi molekul yang lebih sederhana; melepaskan energi yang dibutuhkan untuk mensintesis ATP.

Protein • • Proteios: ”yg pertama” atau ”yg sangat penting”. Kelompok senyawa organik kompleks, yg mengandung unsur C, H, O, N dan biasanya mengandung pula unsur S serta P. Penting pada struktur & fungsi semua sel makhluk hidup Berat molekul tinggi, terdiri atas asam amino yg dihubungkan oleh ikatan peptida.

Protein bukanlah merupakan zat tunggal akan tetapi terdiri dari unsur-unsur pembentuk protein yang disebut asam amino. Suatu protein dapat diibaratkan sebagai seuntai kalung yang terbuat dari manik-manik yang bentuk dan ukurannya tidak sama akan tetapi dapat membentuk kalung yang serasi.

Fungsi utamanya sebagai zat pembangun sangat diperlukan pd masa pertumbuhan Pada masa bayi hingga remaja, kebutuhan protein lebih besar persentasenya dibandingkan dengan pd masa dewasa & manula Pd masa dewasa & manula protein dibutuhkan untuk mempertahankan jaringan 2 tubuh & mengganti selsel yg telah rusak.

Proses Sintesis Protein

Anabolisme Protein Anabolisme adalah proses sintesis molekul kompleks dari senyawa-senyawa kimia yang sederhana secara bertahap. Proses ini membutuhkan energi dari luar. Energi yang digunakan dalam reaksi ini dapat berupa energi cahaya ataupun energi kimia. Energi tersebut, selanjutnya digunakan untuk mengikat senyawa sederhana tersebut menjadi senyawa yang lebih kompleks. Jadi, dalam proses ini energi yang diperlukan tersebut tidak hilang, tetapi tersimpan dalam bentuk ikatan-ikatan kimia pada senyawa kompleks yang terbentuk.

MACAM ASAM AMINO ESSENSIAL ARG* HIS* ILE LEU LYS MET PHE THR TRP VAL *SEMI-ESSENSIAL KARENA DAPAT DISINTESIS TUBUH TETAPI TAK MENCUKUPI UTK PERTUMBUHAN ANAK NON ESSENSIAL ALA ASN ASP CYS GLU GLN PRO SER TYR HYDROXYPROLIN** HYDROXYLYSIN** **TERBENTUK SELAMA PROSESING KOLAGEN SESUDAH DITRANSLASI

Essential Nonessential Argininea Methionineb Histidine Phenylalaninec Aspartate Glycine Isoleucine Threonine Asparagine Proline Leucine Tryptophan Cysteine Serine Lysine Valine Glutamate Tyrosine Alanine Glutamine a Arg is synthesized in the urea cycle, but the rate is too slow to meet the needs of growth in children b Met is required to produce cysteine if the latter is not supplied adequately by the diet. c Phe is needed in larger amounts to form tyr if the latter is not supplied by the diet.

SINTESIS ASAM AMINO NON ESSENSIAL Transamination of α-keto acids Pyruvate Alanine Oxaloacatate Aspartate α-keto glutarat Glutamate Amidation Glutamate Glutamine by glutamine synthetase Aspartate Asparagine by asparagine synthetase Synthesis from other amino acids 3 -phospoglycerate 3 -phospopyruvate serine Glutamate prolin by cyclization and reduction reactions Serine glycine by removal of hydroxymethil group and by hydroxymethyl transferase Metionin cysteine Fenilalanin tyrosine by phenylalanine hydroxylase

MACAM-MACAM PENYAKIT DEFISIENSI PROTEIN. Hipoproteinemia Sebab : Exkresi protein darah berlebihan melalui air kemih Pembentukan albumin terganggu spt pada penyakit hati Absorpsi albumin berkurang akibat kelaparan atau penyakit usus, juga pada penyakit ginjal Hipo dan Agammaglubulinemia Ada 3 jenis : 1. Hipoagammaglobulinemia kongenital n Penyakit herediter, terutama anak laki-laki antara 9 – 12 thn n Mudah terserang infeksi. Kematian sering terjadi akibat infeksi n Plasma darah tidak mengandung gamma protein n Dapat terjadi penyakit hipersensitivas (ex: penyakit artritis) krn tubuh tidak dapat membentuk Ig

2. Hipo/ (a) gammaglobulinemia didapat Pada pria dan wanita pada semua usia Penderita mudah terkena infeksi Terjadi hiperplasi konpensatorik sel retikulum → mengakibatkan limfadenopathi dan splenomegali 3. Hipoagammaglobulinemia sementara Hanya ditemukan pada bayi Merupakan peralihan pada waktu gamma globulin yang didapat dari ibu habis dan anak harus membentuk gamma globulin sendiri

Jalur katabolisme adalah proses penguraian molekul kompleks menjadi senyawa sederhana. Katabolisme protein, hidrolisis protein menjadi asam amino.

Asam-asam amino tidak dapat disimpan oleh tubuh. Jika jumlah asam amino berlebihan atau terjadi kekurangan sumber energi lain (karbohidrat dan protein), tubuh akan menggunakan asam amino sebagai sumber energi. Tidak seperti karbohidrat dan lipid, asam amino memerlukan pelepasan gugus amin. Gugus amin ini kemudian dibuang karena bersifat toksik bagi tubuh.

Terdapat 2 tahap pelepasan gugus amin dari asam amino, yaitu: 1) Reaksi Transaminasi asam amino 2) Reaksi Deaminasi Asam amino

Protein yang terdapat di dalam sel dan makanan didegradasi menjadi monomer penyusunnya (asam amino) oleh enzim protease yang khas. Protease tersebut dapat berada di dalam lisosom maupun dalam lambung dan usus. Katabolisme protein makanan pertama kali berlangsung di dalam lambung. Di tempat ini protease khas (pepsin) mendegradasi protein dengan memutuskan ikatan peptida yang ada di sisi NH 2 bebas dari asam amino aromatik, hidrofobik, atau dikarboksilat.

Kemudian di dalam usus protein juga didegradasi oleh protease khas seperti tripsin, kimotripsin, karboksipeptidase dan elastase. Hasil pemecahan ini adalah bagian-bagian kecil polipeptida. Selanjutnya senyawa ini dipecah kembali oleh aktivitas aminopeptidase menjadi asam-asam amino bebas. Produk ini kemudian melalui dinding usus halus masuk ke dalam aliran darah menuju ke berbagai organ termasuk ke dalam sel.

1. Reaksi Transaminasi asam amino Katabolisme asam amino terjadi melalui reaksi transaminasi yang melibatkan pemindahan gugus amino secara enzimatik dari satu asam amino ke asam amino lainnya. Enzim yang terlibat dalam reaksi ini adalah transaminase atau aminotransaminase. Enzim ini spesifik bagi ketoglutarat sebagai penerima gugus amino namun tidak spesifik bagi asam amino sebagai pemberi gugus amino. Transaminase mempunyai gugus prostetik, piridoksal fosfat, pada sisi aktifnya yang berfungsi sebagai senyawa antara pembawa gugus amino menuju ketoglutarat. Molekul ini mengalami perubahan dapat balik di antara bentuk aldehidanya ( piridoksal fosfat), yang dapat menerima gugus amino, dan bentuk teraminasinya (piridoksamin fosfat), yang dapat memberikan gugus aminonya seperti terlihat pada reaksi berikut.

transaminase Asam L-amino + ketoglutrat ==== Asam keto + L-glutamat alanin transaminase Alanin + ketoglutarat ======= piruvat + glutamat Aspartat transaminase Aspartat + ketoglutarat ======= oksaloasetat + glutamat leusin transaminse Leusin + ketoglutarat ==== ketoisokaproat +glutamat tirosin transaminase Tirosin + ketoglutarat === hidroksifenilpiruvat +glutamat

2) Reaksi Deaminasi Asam amino Proses deaminasi asam amino dapat terjadi secara oksidatif dan non oksidatif. Contoh asam amino yang mengalami proses deaminasi oksidatif adalah asam glutamat. Reaksi degradasi asam glutamat dikatalis oleh enzim L glutamat dehidrogenase yang dibantu oleh NAD atau NADP.

Tiga tahap katabolisme 1. DEGRADASI BIOMOLEKUL “BUILDING BLOCK” BESAR MENJADI 2. DEGRADASI MOLEKUL “BUILDING BLOCK” MENJADI SENYAWA UMUM HASIL DEGRADASI 3. DEGRADASI SENYAWA UMUM HASIL DEGRADASI MENJADI SENYAWA HASIL AKHIR YANG SEDERHANA

Deaminasi non oksidatif ditunjukkan pada gambar di bawah ini, yaitu penghilangan gugus amino dari asam amino serin yang dikatalis oleh enzim serin dehidratase. Asam amino treonin juga dapat mengalami deaminasi non oksidatif dengan katalis treonin dehidratase menjadi keto butirat.

Dekarboksilasi asam amino merupakan cara lain dalam degradasi asam amino penyusun protein. Reaksi ini menghasilkan senyawa amin. Contoh reaksi dekarboksilasi adalah sebagai berikut : histidin dekarboksilase Histidin - Histamin + CO 2 Proses dekarboksilasi histidin ini dikatalis oleh enzim histidin dekarboksilase. Triptofan dapat juga mengalami proses dekarboksilasi seperti di atas menjadi triptamin.

Katabolisme tahap I Protein Asam amino Poli sakarida Glukosa Lipida Gliserol, Asam Lemak MOLEKUL BESAR MOLEKUL “BUILDING BLOCK”

Katabolisme tahap II Asam amino Glukosa Asam Piruvat Asetil ko-A Gliserol, Asam Lemak MOLEKUL “BUILDING BLOCK” HASIL UMUM DEGRADASI

KATABOLISME TAHAP III Asam Piruvat CO 2 Asetil ko-A HASIL UMUM HASIL AKHIR YANG SEDERHANA H 2 O

Daur Urea Katabolisme asam amino protein menghasilkan limbah nitrogen berupa amonia. Senyawa ini bersifat racun bagi organisme tertentu. Agar tidak beracun biasanya gugus amino diekskresi dari tubuh dalam bentuk urea, yaitu suatu senyawa yang larut dalam air bersifat nontoksik sebagai bentuk ekskresi nitrogen. Urea disintesis pada daur urea

Daur Urea

KETERKAITAN PROSES KATABOLISME DAN ANABOLISME As. Amino dlm Sel Protein makanan Protein tubuh Senyawa lain yang mengandung nitrogen Asam amino Senyawa kerangka karbon NH 4+ Urea Asam piruvat atau intermediet siklus Krebs Aseti co-A Produksi ATP Disekresi kan Glukosa