METABOLISME PROTEIN ASAM AMINO

Transkripsi

1 METABOLISME PROTEIN ASAM AMINO

2 STRUCTUR ASAM AMINO Non-ionized form O Amino group 2 N C C Carboxyl group R O Side chain

3 POLYPEPTIDE CAIN N-terminus C-terminus O O O O O O O O N C C N C C N C C N C C N C C N C C N C C N C C O C 3 C 2 O C 2 C O C 2 3 C C C 3 C 2 C 2 S O O

4 Menurut Bond (1979), seperti hal hewan-hewan lain ikan membutuhkan komponen-komponen nutrisi seperti protein, karbohidrat, lemak, vitamin, mineral dan air. Berdasarkan Weatherly et al. (1987) kandungan nutrisi akan berpengaruh pasda tingkah laku, kesehatan, fungsi fisiologis, reproduksi dan pertumbuhan ikan. Zat-zat gizi oleh ikan akan digunakan untuk menghasilkan tenaga, mengganti sel-seltubuh yang rusak, dan juga untuk tumbuh.

5 Protein merupakan unsur yang sangat dibutuhkan oleh tubuh ikan, terutama untuk menghasilkan energi maupun untuk pertumbuhan(watanabe, 1988) Menurut Fujaya (1999), kebutuhan protein untuk ikan berbedabeda menurut spesiesnya dan pada umumnya berkisar antara 20%--60% Suprayudi et al. (1994) variasi dan kebutuhan akan protein dipengaruhi oleh jenis ikan, umur ikan, daya cerna ikan, kondisi lingkungan, kualitas protein, temperatur air, dan sumber protein tersebut.

6 Ikan, terutama karnivora membutuhkan kandungan protein dalam pakannya mencapai sekitar 300% lebih tinggi dari pada kebutuhan protein pakan untuk hewan darat dan burung (NRC, 1983; Tacon & Cowey, 1985; Zonneveld et al., 1991; Pillay, 1993) Tingginya kebutuhan protein pakan bagi ikan disebabkan karena ikan cenderung menggunakan protein sebagai sumber energi dibandingkan karbohidrat dan lemak (Tacon & Cowey, 1985; alver, 1989).

7 Protein Asam amino merupakan sumber utama untuk glukosa melalui jalur glukoneogenesis, tetapi gliserol dari trigliserida juga dapat digunakan. Glukoneogenesis dan glikogenolisis penting untuk memback up sumber glukosa pada saat puasa. Asam amino dalam tubuh terutama digunakan untuk sintesis protein. Tetapi, jika asupan glukosa rendah, asam amino dapat diubah menjadi glukosa melalui jalur yang disebut glukoneogenesis yaitu pembentukan glukosa baru dari prekursor nonkarbohidrat

8 Struktur supramolekul Protein asam nukleat polisakarida lipid Asam amino nukleotida gula sederhana*) gliserol asam lemak - ketoacids ribosa pyruvat(c3) asetat (C2) C3, C4, C5 nitrogen pyruvat (C3) Karbon (C), hidrogen (), oksigen (O) Nitogen (N), fosfor (P), sulfur (S)

9 ESENSIAL Makanan (protein) Asam Amino SEL TUBU ATI ASAM KETO S. AS SITRAT UREA

10 Protein dalam makanan Asam Amino pencernaan absorbsi A. A dalam darah A.A. Dalam darah A.A. dl ATI (ektrasel) A. A. dl ati (intra sel) A. A. ektra sel Senyawa N lain PROTEIN A. A. intra sel Sik. A. Sitrat A. Keto N3 PROTEI N A. Keto Asam lemak S urea

11 karbohidrat lipid protein Mulut: pencernaan mekanik & cairan ludah (enzim saliva) poli/oligo/disakarida lipid prot & polipeptida Lambung: enzim pepsin & lipase; asam lambung (Cl) poli/oligo/disakarida lipid/trigliserida prot & polipeptida Usus halus: cairan pankreas (tripsin, kimotripsin, karboksipeptidase, amilase, lipase, ribonuklease, deoksiribonuklease, kolesterol esterase); cairan empedu/hati; enzim kelenjar usus (aminopeptidase, dipeptidase, sukrase, mltase, laktase, fosfatase, glukosidase); bakteri usus halus monosakarida gliserol,as.lemak asam amino (gluk,frukt,galaktosa) as.fosfat

12 Amino Acids

13 20 Amino Acids Note: Variable R Group

14 Asam amino dalam darah Jumlah asam amino dalam darah tergantung jumlah yang diterima dan jumlah yang digunakan Proses absorbsi asam amino dalam dingding usus adalah proses transport aktif yang memelukan energi Dalam keadaan berpuasa. Konsentrasi asam amino dalam darah mg/ 100ml darah. Setelah ada asupan makanan menjasi 5-10mg/100ml darah. Dan turun kembali setelah 6 jam.

15 Alanine carries amino groups from muscle to the liver for excretion muscle protein amino acids Glu muscle blood liver O glucose glucose CO - 2 C=O C 3 pyruvate pyruvate CO - 2 C=O C 3 2 N-C-N 2 urea N 4 + Glu -ketoglutarate CO N C C 3 Ala CO N C Ala C 3 -ketoglutarate

16 Reaksi metabolisme asam amino Meliputi reaksi pelepasan gugus asam amino Kemudian perubahan kerangka karbon A1. transaminasi : Proses katabolisme asam amino berupa pemindahan gugus amino darisuatu asam amino ke senyawa lain (keto. Asam piruvat, ketoglutarat atau oksaloasaetat). Sehingga (keto)senyawa tersebut dirubah menjadi asam amino. Sedangkan asam amino dirubah menjadi senyawa keto)

17 The first step in catabolism of most amino acids is transamination CO - 2 CO N-C- C=O amino acid R CO 2 - C=O C 2 R CO N C C 2 -keto acid -ketoglutarate C 2 C 2 CO - 2 CO - 2 glutamate The main function of transamination is to funnel amino groups into a small number of amino acids, particularly Glu & Asp. Some amino transferases ( transaminases ) are specific for -ketoglutarate and Glu; others use oxaloacetate and Asp.

18

19 A.2 Deaminasi oksidatif: Asam glutamat dapat mengalami deaminasi oksidatif mengunakan glutamat dehidrogenase, menghasilkan N4+ NADP NAD sebagai akseptor elektron Asam glutamat + NAD + α ketoglutarat + N NAD + +

20 cellular protein The amino groups of glutamic acid and glutamine can be released as ammonia in liver mitochondria ingested protein amino acids CO N C R -ketoglutarate CO 2 - C=O C 2 transaminases C 2 C 2 CO - 2 CO - 2 glutamate dehydrogenase CO N C C 2 CO 2 - C=O R Glu -keto acids CO N C NAD or NADP + + NAD + or NADP + 2 O C 2 C 2 CON 2 But ammonia is toxic, particularly to neural tissue. Organisms must get rid of it. N 4 + N 4 + Gln from muscle & other tissue

21 Pembentukan Asetil koenzim A Merupakan senyawa penghubung antara metabolisme asam amino dengan siklus asam sitrat(merubah menjadi energi) 1. jalur asam piruvat 2. jalur asam asetoasetat

22 AMINO ACID DEGRADATION INTERMEDIATES Glucogenic Ketogenic * Both Glucogenic and Ketogenic Purely Ketogenic Ala Cys Gly Ser Thr* Trp* Ile* Leu Lys Thr* CO 2 Pyruvate Glucose Acetyl-CoA Acetoacetate Asn Asp Oxaloacetate Citrate Leu Trp* Lys Tyr* Phe* Asp Phe* Tyr* Fumarate Citric Acid Cycle Isocitrate CO 2 Ile* Met Val Succinyl-CoA CO 2 -ketoglutarate Arg Glu Gln is Pro

23 JALUR BIOKIMIA PRODUKSI ENERGI

24 Most mammals convert aminoacid nitrogen to urea for excretion amino acids N 4 + The carbon chains are broken down to molecules that feed into the TCA cycle. Some animals excrete N 4 + or uric acid. most terrestrial vertebrates fish & other aquatic vertebrates birds & reptiles O 2 N-C-N 2 urea N 4 + ammonium ion uric acid O N O N N N O

25 AMINO ACID BIOSYNTESIS OVERVIEW (USE OF COMMON INTERMEDIATES) GLUCOSE GLUC-6-POSPATE RIB-5-POS IS 3-POSPOGLYCERATE SERINE GLYCINE E-4-POS CYSTEINE + PEP PE TYR PYRUVATE ALA TRP CITRATE VAL LEU, ILE OXALOACETATE, -KETOGLUTARATE ASP, ASN, GLU, GLN, PRO, ARG, LYS, TR, MET

26 Biosintesa protein transkripsi translasi DNA RNA Protein Replikasi RNA terdiri atas : mrna (mesenger RNA)(5%) rrna (ribosomal RNA) (70%) t RNA ( transfer RNA

27

28

29 Protein Synthesis Gene expression: information coded in a gene is used to synthesize a product a protein or a molecule of RNA. Copyright 2008 John Wiley & Sons, Inc. 6-18

30

31

32

33

34 FORMATION OF A DIPEPTIDE BY WAY OF A PEPTIDE BOND 2 N C C O O Carboxyl group + 2 N Amino group C C C 3 O O 2 N C O C N C C Peptide bond C 3 O O + 2 O

35 SUMMARY OF PROTEIN STRUCTURE 2 N C O C O Carboxyl group + 2 N Amino group C C C 3 O O 2 N C O C N C C Peptide bond C 3 O O + 2 O N-terminus C-terminus O O O O O O O O N C C N C C N C C N C C N C C N C C N C C N C C O C 3 C 2 C 2 C 2 C C 2 C 2 O C O 3 C C 3 S N-terminus 2 N Gly Ala Ser Asp O O Phe Val Tyr Cys C-terminus COO

36 PROTEIN STRUCTURE TABLE 3.2 A Summary of Protein Structure Level Description Stabilized by: Example: emoglobin Primary The sequence of amino acids Peptide bonds Gly Ser Asp Gls Secondary Formation of -helices and -pleated sheets ydrogen bonding between peptide groups along the peptide backbone Tertiary Overall threedimensional shape of a polypeptide Bonds and other interactions between R-groups, or between R-groups and the peptide backbone Quaternary Shape produced by combinations of polypeptides Bonds and other interactions between R-groups, and between peptide backbones of different polypeptides

37 Several common functional groups in a single biomolecule.