Metabolisme Protein - 2

Transkripsi

1

2 Protein Struktur asam amino Asam amino essensial Metabolisme asam amino Pengaruh hormon dalam metabolisme asam amino Anabolisme asam amino Katabolisme asam amino Keseimbangan nitrogen Siklus urea Perubahan rangka karbon asam amino menjadi zat antara amfibolik Peranan asam amino dalam proses pembentukan bahan tertentu yang mempunyai kepentingan biologis Efek metabolisme asam amino Metabolisme Protein - 2

3 Protein adalah makromolekul. Mereka dibangun dari satu atau lebih rantai asam amino. Protein dapat mengandung asam amino. Metabolisme Protein - 3

4 Asam amino adalah molekul-molekul yang mengandung gugus amine, asam karboksilik, dan rantai samping yang spesifik untuk setiap asam amino. Elemen utama dari asam amino adalah: karbon, hidrogen, oksigen dan nitrogen. Metabolisme Protein - 4

5 Tipe Asam Amino Asam amino essensial Asam Amino Singkatan 3-huruf 1-huruf Valine Val V Leucine Leu L Isoleucine Ile I Methionine Met M Phenylalanine Phe F Tryptophan Trp W Threonine Thr T Lysine Lys K Histidine His H Metabolisme Protein - 5

6 Tipe Asam Amino Asam amino nonessensial Asam Amino Singkatan 3-huruf 1-huruf Serine Ser S Tyrosine Tyr Y Asparagine Asn N Glutamine Gln Q Cysteine Cys C Aspartic Acid Asp D Glutamic Acid Glu E Arginine Arg R Alanine Ala A Glycine Gly G Proline Pro P Metabolisme Protein - 6

7 Pencernaan dan Absorpsi. Tubuh memecah protein menjadi asam amino tunggal, atau memperpendek rantai dari tiga atau dua asam amino yang diabsorpsi oleh dinding sel usus halus. Dalam mulut Dibasahi dan dihancurkan secara mekanikal Dalam lambung Terjadi denaturasi protein oleh HCl HCl juga merubah pepsinogen menjadi pepsin Pepsin memecah polipeptida besar menjadi polipeptida yang lebih kecil Metabolisme Protein - 7

8 Dalam usus halus Trypsin dan chymotrypsin memecah polipeptida menjadi peptida yang lebih kecil lagi Carboxypeptidase dan aminopeptidase memecah dan membebaskan asam amino Di- dan tripeptidase memecah dipeptida dan tripeptida menjadi asam amino Asam amino bebas diabsorpsi kedalam pembuluh darah Metabolisme Protein - 8

9 Metabolisme. Di oksidasi untuk menghasilkan energi. Dirubah menjadi asam lemak melalui jalur sintesis asam lemak dan sebagai karbohidrat melalui glukoneogenesis, untuk disimpan. Tubuh dapat menyusun kembali asam amino untuk membangun protein tubuh, jika diperlukan. Dengan demikian hanya terdapat dua kemungkinan utama dari diet asam amino: Energi Kondisi katabolik. Sintesis protein Kondisi anabolik. Metabolisme Protein - 9

10 Asam amino essensial Tidak dapat di sintesis oleh tubuh dalam jumlah yang cukup Asam amino nonessensial Dapat di sintesis oleh tubuh melalui aminasi Yaitu dengan menambahkan gugus amino ke rangka carbon Metabolisme Protein - 10

11 Metabolisme Protein - 11

12 H H H 3 C N C C H O Alanine OH + H C H H N C C OH H H O Phenylalanine + H 2 O H H CH 3 N C C H O H N C C H Peptide Bond C H H O OH Metabolisme Protein - 12

13 Katabolisme AA memiliki dua bagian: Pelepasan gugus amino (N) dari kerangka carbon (C) Pembuangan nitrogen (N) yang potensial toksik Tahap awal reaksi katabolisme asam amino, melibatkan: Pelepaskan gugus amino, melalui proses: Transaminasi. Deaminasi. Perubahan rangka carbon pada molekul asam amino. Metabolisme Protein - 13

14 Pemindahan gugus amino dari suatu asam amino kepada suatu asam keto, sehingga terbentuk asam amino baru dan asam keto baru. Asam amino semula dirubah menjadi asam keto. Senyawa keto, misal.: asam piruvat, α- ketoglutarat, oksaloasetat. Dua enzim penting dalam reaksi transaminasi, yaitu: alanin transaminase dan glutamat transaminase. Memerlukan koenzim piridoksalfosfat (bentuk aktif vitamin B6). Reaksi transaminasi terjadi dalam mitokondria dan sitoplasma (liver dan otot). Metabolisme Protein - 14

15 Transaminasi Pemindahan gugus amino dari asam glutamat ke asam keto 1 yang dikatalisis enzim transaminase, menghasilkan asam keto 2 dan Tyrosine. Reaksi transaminasi bersifat reversibel. Metabolisme Protein - 15

16 Asam amino harus di deaminasi sebelum oksidasi untuk menghasilkan energi. Deaminasi adalah melepaskan gugus amino sebagai ammonium (NH4+). Merubah asam amino menjadi intermediate asam keto untuk siklus Krebs. Terjadi dalam matriks mitokondrial liver. Menggunakan NAD+ sebagai oxidizing agent. Karena hasil akhir dari proses transaminasi adalah asam glutamat, maka glutamat dehidrogenase merupakan enzim penting (enzim kunci) dalam oksidasi asam amino. Metabolisme Protein - 16

17 Deaminasi oksidatif: Gugus amine dari asam glutamat akan: Dilepaskan sebagai ammonium. Digabungkan dengan karbon dioksida di dalam liver. Di ekskresi sebagai urea oleh ginjal. Metabolisme Protein - 17

18 Bila intake protein nitrogen dalam diet sama dengan jumlah nitrogen yang di ekskresi dari tubuh dikatakan tubuh dalam keseimbangan nitrogen. Keseimbangan nitrogen positif bila intake nitrogen dalam diet lebih besar dari yang di ekskresi. Contoh: periode pertumbuhan cepat, masa kehamilan dan masa remaja, masa pemulihan dari stres dan perkembangan otot yang hebat periode latihan. Metabolisme Protein - 18

19 Keseimbangan nitrogen negatif jika intake nitrogen dalam diet lebih sedikit daripada jumlah nitrogen yang di ekskresi. Contoh: intake karbohidrat / lemak tidak adekuat protein digunakan untuk energi berperan terhadap defisiensi protein PEM (protein energy malnutrition) PEM adalah defisiensi kronis baik protein maupun energi 2 tipe Kwashiorkor dan Marasmus Metabolisme Protein - 19

20 Semua asam amino di deaminasi. Menghasilkan ammonia yang toksik. Ammonia di eliminasi melalui siklus urea. Terjadi dalam liver. Menghasilkan pembentukan urea. Urea di eliminasi melalui urin. Metabolisme Protein - 20

21 Metabolisme Protein - 21

22 Asam keto dari transaminasi dirubah untuk menghasilkan metabolit yang dapat memasuki siklus Krebs (umumnya asam -ketoglutarat dari siklus Krebs). Perubahan rangka karbon asam amino menjadi zat antara amfibolik. Metabolisme Protein - 22

23 Bahan Pembangun Collagen Elastin Keratin Myocin Actin Enzim Lipase Amylase Pepsin Beberapa hormon Messenger yang menjalankan dan menghentikan proses tubuh. Insulin, hormon thyroid, histamine, adrenaline, serotonin. Metabolisme Protein - 23

24 Regulator keseimbangan cairan dan elektrolit. Metabolisme Protein - 24

25 Alat angkut atau transporter Nutrien melintasi membran sel, nutrien dalam darah, oksigen dalam darah. Metabolisme Protein - 25

26 Metabolisme Protein - 26

27 Metabolisme Protein - 27

28 Regulator keseimbangan asam-basa Metabolisme Protein - 28

29 Antibodi Energi Jika glukosa dalam tubuh terbatas, asam amino di metabolisme untuk energi. 4 kalori per gram protein. Tubuh akan memecah jaringan tubuh dalam rangka memberikan asam amino untuk energi berperan terhadap menipisnya jaringan tubuh. Metabolisme Protein - 29