Metabolisme Protein

5/27/2018 Metabolisme Protein

1/22

Metabolisme protein

Meliputi:

Degradasi protein (makanan dan protein intraseluler)

mjd asam amino

Oksidasi asam amino

Biosintesis asam amino

Biosintesis protein

Overview

Metabolisme Protein (TRN/ 2004) 1

Overview !!!

Keywords: Protein

sam aminokatabolismenabolisme


2/22

Metabolisme protein dan juga asam nukleat berbedadengan metabolisme karbo"idrat dan lipid


Protein #ntraseluler

sam

amino

sam keto

$%&

' kskresi

Biosintesis asam amino, nukleotida

*

+espirasi

*O,' %

,O

-lukosa

Glukoneogenesis

Protein Makanan


3/22

Karbohidrat dan lipid dapat disimpan dan digunakan jikadibutuhkan ketika membutuhkan energi atau untuk biosintesis

Bbrp tanaman mampu menyimpan senyawa N(Asparagine pd Asparagus)

Bbrp insect mempunyai protein simpanan di dalam darah

mereka

Tidak mewakili bentuk simpanan N

Hewan harus selalu menyediakan suplai N yg cukup melalui

makanan mengganti N yg hilang karena katabolisme

.etiap asam amino mengandung plg tidak / gugus amino0ehingga membutuhkan mekanisme khusus untuk memecahgugus amino dengan kerangka ! "nya

Kerangka ! dr asam amino oksidasi mjd !#$dan H$#

menyumbangkan senyawa % & ' !

yang dapat diubah mjd glukosa

.eberapa besar kemampuan suatu organisme

menggunakan asam amino sbg sumber energi jenisorganismenya


ada umumnya organisme tidakmempunyai polimer senyawa

nitrogen untuk disimpan


4/22

!arniora *+ energi yang dibutuhkan berasal oksidasi asamamino (setelah makan)

Herbiora hanya sedikit memperoleh energi dari oksidasiasam amino-

sebagian bsr energi berasal dr karbohidrat

katabolisme asam amino hanya untuk menyuplaibiosintesis senyawa lain

%ewan melakukan degradasi oksidati1 jika dalam kondisi :

elama sintesis normal dan degradasi protein seluler (protein

turnover) as- Amino yg dilepas dr pemecahan protein tidakdigunakan untuk sintesa protein baru-

Asupan makanan kaya akan protein as- Amino yg masuk

melebihi kebutuhan tubuh utk sintesis protein-

Kelaparan atau diabetes militus- Karbohidrat tidak cukup

atau tidak dapat digunakan- protein tubuh digunakan sbgsumber energi

Pada 2ertebrata :

Asam amino dr .akanan sebagian besar dimetabolisme di hati

Ammonia yg dihasilkan /0 digunakan kembali untuk proses biosintesis0 kelebihan ada yg di keluarkan dr tubuh dlm bentuk

urea, asam urat, atau ammonia

Ammonia dr jaringan yg lain di bawa ke hati diubah mjd bentuklain dan diekskresikan

#0 Degradasi Protein menjadi sam amino


1egradasi protein dr makanan

asam amino / tjd di saluranpencernaan

Saluran pencernaan (usus halus)

Lam

bu

ng

2#T34N

.timulate mukosa

lambung "ormonegastrin

.timulate sekresi%*l ole" sel parietal3 pepsinogen ole"chief cell

pH rendah antiseptic& protein mengalami

degradasi mudahdipecah oleh enzim2

pepsinogen pepsin ole"akti1itas pepsin sendiri

diputus &, aa pd $terminal

Pepsin menghidrolisis iktnpeptide pd N terminal dktTyr, Phe and Trp

Pa

nkr

eas

Kondisi

asamsekresi"ormonesekretin

.ekresibikarbonatMenetralisir

p% 4

Masuknya as0 mino : stimulatesekresi "ormone 5"ole5ystokinin

.ekresi bbrp en6im:trypsinogen

5"ymotrypsinogenpro5arbo7ypeptidase

Kondisi p%8ymogen mjd akti1:ripsinogen

rypsin (ole"enteropeptidase)

rypsin a5tivate5"ymotrypsin5arbo7ypeptidase

.e5retaminopeptidase

sam minoBebas


5/22

Kenapa en6im diproduksi ole" pankreas dlm kondisi non akti190 .elindungi pankreas dr akti5itas proteolisis dr en6im$ tsbt

7ntuk melindungi diri pankreas jg mensekresi

inhibitor pankreatiktripsin (Pancreatic trypsin inhibitor)

rypsin 5"ymotrypsin dan 5arbo7ypeptidase mempunyaiakti1itas katalitik yg spesi1ik satu dng yg lain

0 Trypsin memecah ikatan peptida yg karbonil nya berasaldr 8ys dan Arg

0 !hymotrypsin memecah iktn peptida pada karboksiterminal dr he, Tyr, dan Trp

Degradasi oligopeptida disempurnakan ole" peptidase yg lain

0 !arbo9ypeptidase memecah karboksi terminal scrberurutan

0 Aminopeptidase memecah N0terminal

sam amino bebas ditransport melewati sel epit"elial usus"alus0

Masuk kapiler dara" yg tdpt di pili dan ditranspor ke "ati

##0 Oksidasi sam mino


rotein makanan telahdiubah mjd asamamino :


6/22

ada umumnya, degradasi asam amino dimulai dengan

pelepasan gugus amino menghasilkan kerangka ! diubah mjd senyawa antara metabolisme utama tubuh

.etabolisme asam amino pada umumnya terjadi di hati Kelebihan di luar lier dibawa ke hati diekskresikan

Ammonia digunakan kembali utk proses biosintesis

diekskresi scr langsung atau diubah terlebihdahulu mjd asam urat & urea

;ertebrata terestrial urea ureotelic

Burung < reptil asam urat uricotelic

Binatang di air ammoniaammonotelic

roses transaminasi / proses yang mana suatu gugus amino

dipindahkan, biasanya dari =lu suatu " keto acid dan


Hepatocyte &cytosol sel lier

1itranspor kemitokondria


7/22

reaksi ini menghasilkan asam amino yg terkait plus 0ketoglutarato 2eaksi transaminasi dikatalis oleh en6im transaminase

(aminotrans5erase)

o 2eaksi transaminasi membutuhkan koen6im pirido9al

phosphat (8) yang berasal dari itamin B>

o Aminotran5erase mengkatalisis

=lutamate " K=

Aspartate #AA

Alanine pyruate

1egradasi asam amino berlanjut dengan pelepasan gugus

amino diekskresi

o 1i dalam mitokondria reaksi deaminasi o9idatie

dikatalisis oleh ;glutamate de"ydrogenase(en6imterdapat dlm matrik mitokondria)

o 2eaksi kombinasi dr aminotrans5erase dan glutamate 1H

trandeaminasi

o =lu 1H en6im allosterik komplek-

ositie modulator A1

Negatie modulator =T T!A


.elibatkan " K= =lu


8/22

.erin dan "reonin dapat langsung dideaminasi !

Karena mempunyai gugus hidroksil (0#H) pada atom ! maka asam amino ini dapat langsung di ubah menjadiammonia

2eaksi dikatalisis

serin dehidratase dan threonindehidratase-

.emerlukan 8 sebagai co5actor

erin pyruat ? NH'?

Threonin ketobutyrate ? NH'?

ransport ammonia ke "ati

Ammonia bersi5at toksik bagi jaringan hewan-

engubahan ammonia menjadi urea terjadi di dalam hati

Ammonia menjadi glutamin transport ke hati

=lutamin tidak toksik, bersi5at netral dan dapat lewatmelalui sel membran secara langsung-

merupakan bentuk utama utk transpor ammonia

shg tdpt di dlm darah lebih tinggi dr a- Amino yglain

jg ber5ungsi untuk sumber gugus amino padaberbagai reaksi biosintesis


.engapa bukan glutamate@


9/22


Di Otot

Alanin penting dlmtransport gugus amino ke lier

glucose-alanin cycle

1i otot < jaringan lain ygmampu menggunakan proteinsbg sumber tenaga

=ugus amino di trans5er ke

pyruat (produk dr glikolisis)

alanin aminotranferase

alanin netral pd pH melalui darah dibawa ke hati

enggunaan alanin mrpknintrinsic economic drorganisme


10/22

mmonia diuba" menjadi


11/22

i langsung di hidrolisis shg urea cycle ' phosphat

Cumarat

menghubungkan dengan T!A cycle


723A cycle


12/22

Cumarat malate #AA

O mempunyai beberapa alternati5e pathway

Transaminasi mjd aspartate 1iubah mjd glukosa dengan glukoneogenesis pathway

Berkondensasi dgn acetyl co A citrate

1iubah mjd pyruate

intesa urea jalur utama utk pelepasan Ammonia

=angguan pada salah satu tahap dr urea cycle sngtberbahaya karena tidak ada alternati5 jalur yg lain

Arginosuccinase de5iesiensi diet surplus arg dan low protein diet

tom * "asil degradasi sam amino senyawa intermediet

metabolisme utama tubu"


Hyperammonemia

Koma, mutah$mati


13/22

.trategi degradasi asam amino menguba" kerangka * nya

menjadi senyawa intermediete dr metabolisme primer yangkemudian dpt diuba" menjadi glukosa atau dioksidasi ole"*

Kerangka karbon menjadi senyawa /"K= #AA

asetil Ko A uksinil Ko A iruat

Asetoasetil Ko A 5umarat


Ketogenik =lukogenik

8eusin8ysine 4le, he, Trp, Tyr The rest o5 A-A


14/22


* > tri 5arbo7yli5 a5id*itri5 a5id 5y5leKrebs 5y5le


15/22


-ly5olisis !!


16/22

.iklus $itrogen

Nitrogen adalah elemen yang esensial untuk biomolekul spt

as, amino, nukleotida


-lukoneo;genesis 2sgly5olisis


17/22

emua organisme mampu mengubah ammonia (NH%) menjadi

substansi atau senyawa organik yang mengandung N

2eduksi N$NH%hanya dapat dilakukan olehmikroorganisme baik bebas atau yang memerlukan simbiosedengan tumbuhan

proses ini disebut 1iksasi nitrogen se5ara biologis

2eduksi N#%0 NH%/ banyak ditemukan pada

mikroorganisme dan tumbuhan

1i bios5er harus selalu dipelihara keseimbangan antara N

inorganik dan N organik

Konersi nitrogen inorganik nitrogen organik / 5iksasinitrogen dan reduksi nitrogen

Nitrogen organik nitrogen inorganik / katabolisme, dan

denitri5ikasi

Nitrosomonasmengoksidasi ammonia nitrit

Nitrobactermengoksidasi nitrit menjadi nitrat

?iksasi $itrogen



18/22

.erupakan reaksi reduksi nitrogen (N$) menjadi ammonia

(NH%)

Beberapa organisme yg mampu melakukan 5iksasi nitrogenscr biologis/ Kleibsella danAzotobacter, cyanobacteria

Rhizobium yang bersiombiosis dengan tumbuhanleguminous

2hi6obium akan mengin5eksi akar tanaman legum terdapat

di dalam sel tumbuhan yang terin5eksi bakteroid

Ciksasi nitrogen melibatkan $ sistem en6im /o $itrogenase(komponen 4 atau protein komplek

molibdenum0besi) mengkatalisis reduksi N$o $itrogenase reduktase(Komponen 44 atau protein besi)

mengkatalisis trans5er elektron dari 5eredoksin &5laodoksin ke nitrogenase

3n6im0en6im yang terlibat

sangat sensiti5 thdp #$1i dalam akar tanaman lingkungan anaerobik diperoleh dgnadanya protein leg"emoglobinyang mengikat #$

2eaksi keseluruhan pada Kleibsella pneumoniae

$,' @e;' /AP ' /A%,O ; ,$%C' %,' /ADP ' /A Pi ' @ %

'



19/22


.iklus $itrogen

B#O.#$

)(.#.!.!

M!M# $

O


20/22



21/22

emua asam amino berasal dari senyawa intermediet

=likolisis, siklus asam sitrat, dan pentose phosphat pathway

Nitrogen masuk ke dalam metabolisme melalui



22/22

=lutamat dan =lutamin

Kemampuan organisme utk mensintesis asam amino berbeda0

bedao Bakteri dan tumbuhan pada umumnya mampu

mensintesis semua asam amino

o .ammal hanya separo dari total asam amino

sam amino esensial sam amino non esensial

;al, 8eu, he, Trp, His, .et, Thr,4le, 8ys dan Arg

(utk Arg manusia hanyamampu mensintesis $&% dr

kebutuhan

Ala, !ys, =ly, Tyr, Asp, =lu, =ln,ro, er, Asn

Asam amino esensial harus diperoleh dari makanan

Berdasarkan prekursor nya, biosintesis asam amino dibagi menjadi 5amili/

- " ketoglutarat 0 piruat0 %0phosphogliserat 0 5os5oenolpiruat dan eritrose 0'0 #ksaloasetat 0 2ibosa 0

+eaksi ransaminasi telah menghasilkan

0 =lutamat

0 =lutamin0 Aspartat0 Asparagin0 Alanin


Documents

Metabolisme Protein