Metabolisme Purin dan Pirimidin serta Peranannya dalam Tubuh

Transkripsi

1 Metabolisme Purin dan Pirimidin serta Peranannya dalam Tubuh Yudha Adi Pradana Djatioetomo / F7 16 Oktober 2013 Mahasiswa Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana Jl. Terusan Arjuna No.6 Jakarta Barat Telp Fax yudha.djatioetomo@civitas.ukrida.ac.id Pendahuluan Metabolisme dalam tubuh manusia sangat diperlukan dalam aktivitasnya sehari-hari. Tanpa adanya metabolisme, tubuh manusia tidak dapat beraktivitas karena tidak dihasilkannya energi dari metabolisme. Pada tubuh manusia, tubuh memetabolisir bahanbahan yang dihasilkan tubuh maupun makanan yang kita makan. Salah satunya adalah purin dan pirimidin. Pada kesempatan ini, penulis akan menjelaskan tentang purin dan pirimidin, bahan makanan yang mengandung purin dan pirimidin, sintesis dari purin dan pirimidin, hasil akhir dari katabolisme purin dan pirimidin. Purin dan Pirimidin Purin dan pirimidin merupakan sebuah senyawa yang sangat penting untuk kelangsungan hidup sel. Dalam tubuh manusia, basa purin dan pirimidin berguna sebagai pembentuk asam nukleat atau bahan pembentuk DNA/RNA. Pada DNA maupun RNA, terdapat basa purin seperti Adenin dan Guanin. Sedangkan basa pirimidin yang terdapat pada DNA adalah sitosin dan timin. Lalu pada RNA terdapat basa pirimidin sitosin dan urasil. Selain sebagai komponen DNA dan RNA, purin dan pirimidin merupakan komponen dari beberapa koenzim, yaitu koenzim A, FAD, NAD +, dan NADP + di dalam sel. 1 Purin serta Pirimidin merupakan basa nitrogen. Jika basa nitrogen tersebut diberi dengan gugus pentose akan menjadi nukleosida. Lalu akan terbentuk nukelotida jika nukleosida yang berasal dari penambahan gugus pentose dari basa nitrogen diberi gugus fosfat. Jadi nukleotida merupakan nukleosida yang diberi dengan gugus fosfat. 1 1

2 Purin dan pirimidin memiliki beberapa peran dalam tubuh, diantaranya adalah sebagai sumber energy berupa ATP,GTP,UTP,CTP,ADP,GDP,dll. Sebagai koenzim berupa FAD, FMN, NAD, NADP, koenzim A. Sebagai second messenger dalam bentuk camp dan cgmp. Sebagai sumber metil, S-adenosil metionin. Sebagai building blocks RNA dan DNA. Membentuk senyawa aktif seperti UDP-glukosa, UDP-galaktosa, asetil KoA, siksinil koa, dll. Asam nukleat dari makanan ajan dicerna diusus, diubah menjadi mononukleotida, kemudian menjadi mononukleosida, lalu menjadi basa purin dan pirimidin, baru direabsorbsi dan masuk ke dalam darah. Purin dari makanan di usus akan dioksidasi menjadi asam urat dan dieksresikan melalui urin. Basa purin dan pirimidin perenteral dapat digunakan untuk sintesis asam nukleat. 2 Sintesis Purin dan Pirimidin Sintesis purin terdiri dari tiga macam proses, yaitu sintesis de novo, fosforibolisasi purin serta fosforilasi nukelosida purin. Sintesis de novo merupakan proses sintesis purin yang paling penting. Sedangkan proses sintesis yang lain lebih kepada jalur penyelamatan yang akan dibahas setelah sintesis purin dan pirimidin. 1,2 Sintesis de novo merupakan proses pembentukan purin yang terjadi pada hati. Sintesis ini bermula pada senyawa ribose-5-p dan memiliki enzim regulator atau enzim kunci yaitu PRPP sintase (fosforibosil pirofosfat) yang diaktivasi oleh Pi (fosfat inorganik) dan dihambat oleh nukleosida purin difosfat dan trifosfat (produk sintesis de novo). Selain itu, sintesis de novo juga memerlukan ATP; serta asam amino seperti glutamin, glisin, aspartat; CO 2 ; tetra hidrofolat / asam folat. Pada sintesis ini, nukleotida yang pertama kali terbentuk adalah IMP (Inosin Mono Fosfat). Setelah itu, jika IMP diberi glutamin makan akan menjadi GMP (Guanosin Mono Fosfat) dan jika IMP diberi aspartate akan menjadi AMP (Adenin Mono Fosfat). 2 2

3 Gambar 1.Sintesis de novo purin 2 Sintesis pirimidin berbeda dengan sintesis purin. Sintesis purin diawali dengan ribose- 5-P yang sudah berbentuk cincin. Sedangkan pada sintesis pirimidin, terjadi pembentukan cincin terlebih dahulu. Sintesis yang terjadi di sitosol atau sitoplasma ini memerlukan CO 2, glutamin dan ATP sebagai senyawa awal. Sintesis pirimidin juga memerlukan CPS II (Karbomoil Fosfat Sintase II) sebagai enzim regulator. Selain itu, sintesis ini juga perlu asam amino aspartate, NAD, tetrahidrofolat / asam folat dan perlu PRPP. Hasil awal dari sintesis ini berupa OMP (Orotate Mono Fosfat). 2 Sintesis pirimidin diawali dari pembentukan karbamoil fosfat dari glutamin dan CO 2 yang dikatalisa oleh enzim karbamoil fosfat sintase II (CPS II). CPS II akan diaktivasi oleh ATP dan PRPP, dan akan dihambat oleh UTP. Setelah karbamoil fosfat terbentuk, enzim aspartate transkarbamoilase akan membentuk senyawa karbamoil aspartate dari karbamoil fosfat. Lalu akan terjadi penutupan cincin pirimidin yang dilakukan oleh enzim dihidroorotase. Senyawa orotat yang terbentuk dari penutupan cincin akan dioksidasi menjadi asam orotat. Selanjutnya, cincin pirimidin akan dikonversi menjadi nukleotida orotidin mono fosfat (OMP) oleh enzim orotat fosforibosil transferase. Pada sintesis pirimidin, PRPP berperan sebagai sumber ribose-5-p (prekursor). Setelah itu, UMP akan dibentuk dari OMP menggunakan enzim orotidilat dekarboksilase. 2 3

4 Gambar 2.Sintesis pirimidin 2 Katabolisme Purin dan Pirimidin Purin dan pirimidin tidak hanya dibentuk oleh tubuh, tetap juga akan di katabolisme atau akan di degradasi di dalam tubuh terutama pada hati. Purin dan pirimidin memiliki perbedaan pada hasil akhir katabolismenya. Pada purin, hasil katabolismenya berakhir sebagai asam urat yang tidak dapat larut dalam air dan juga dapat mengendap pada sendisendi pada tubuh manusia. Sedangkan hasil katabolisme dari pirimidin sangat larut dalam air seperti CO 2, NH 3, β-alanin dan β-aminoisobutirat. Selain itu, β-aminoisobutirat mengalami transaminase menjadi metilmalonat semialdehida yang kemudia membentuk suksinil-koa. 2 Gambar 3.Katabolisme purin 2 4

5 Gambar 4.Katabolisme pirimidin 2 Jalur Penyelamatan Purin dan Pirimidin Perubahan purin, ribonukleosida dan deoksiribonukleosida menjadi mononukleotida memerlukan proses yang disebut reaksi penyelamatan (salvage reaction). Proses penyelamatan purin ini juga terjadi di hepar. Mekanisme yang lebih penting melibatkan fosforibosilasi oleh PRPP purin bebas untuk membentuk purin 5 -mononukleotida. Dua fosforibosil transferase kemudian mengubah adenine menjadi AMP, serta mengubah hipoxantin dan guanine menjadi IMP atau GMP. Mekanisme penyelamatan kedua melibatkan transfer fosforil dari ATP ke ribonukleosida purin. Adenosin kinase mengkatalisis fosforilasi adenosine dan deoksiadenosin menjadi AMP dan damp, dan deoksisistidin kinase memfosforilasi deoksisistidin dan 2-deoksiguanosin menjadi dcmp dan dgmp. Enzim yang terlibat adalah adenine fosforibosil transferase (APRT) dan hipoxantin guanine fosforibosil transferase (HGPRT). 2 Dua mekanisme meregulasi perubahan IMP menjadi GMP, masing-masing menginhibisi adenilosuksinat sintase dan IMP dehidrogenase. Selain itu, perubahan IMP menjadi AMP memerlukan GTP, dan perubahan XMP menjadi GMP memerlukan ATP. Oleh karena itu, regulasi silang jalur-jalur metebolisme IMP ini berfungsi menurunkan sintesis sebuah nukleotida purin jika terjadi defisiensi nukleotida lain. AMP dan GMP juga menginhibisi HGPRT, yang mengubah hipoxantin dan guanine menjadi IMP dan GMP dan umpan balik GMP menginhibisi PRPP glutamil amidotransferase. 2 5

6 Makanan yang Mengandung Purin Asam urat merupakan hasil dari katabolisme dari purin. Purin yang dikatabolisme dapat dihasilkan oleh tubuh dan juga dapat berasal dari makanan yang kita makan. Berikut makanan yang mengandung purin. Setiap makanan mengandung nukleoprotein. Sehingga makanan yang dimakan oleh manusia terdapat purin yang akan dikatabolisme menjadi asam urat. Tetapi, makanan yang dimakan tersebut dapat dibedakan menjadi makanan yang dihindari pada penderita asam urat dan juga makanan yang dapat dikonsumsi oleh penderita asam urat. 3,4 Makanan yang harus dihindari oleh penderita asam urat adalah minuman beralkohol, ragi, makanan yang diawetkan dalam kaleng seperti kornet dan sarden, sayuran bayam, asparagus, kembang kol, sup kental dan soto sulung, kerang, cumi-cumi, jengkol, petai, melinjo, jantung, hati, kornet sapi, usus, limpa, paru, otak, dan bebek. Sebaiknya makanan yang disebutkan tadi dihindari karena dapat menyebabkan penderita asam urat dapat mengalami nyeri pada persendian. 3 Makanan yang dapat dikonsumsi oleh penderita asam urat adalah daging, ayam, ikan tongkol, ikan tenggiri, ikan bawal, ikan bandeng sebesar 50 gr sehari, sayuran selain sayuran di atas. Makanan ini dapat di konsumsi tetapi dalam jumlah yang tidak berlebih. 3 Penyakit GOUT Gout merupakan kejadian dimana terjadi kelainan metabolisme dari purin. Hanya sekedar informasi, penyakit gout ini menyebabkan nyeri sendi terutama pada ibu jari kaki dan kemudian merambat pada persedian pada kaki. Asam urat yang menjadi penyebab penyakit ini seharusnya diekskresi pada keadaan normal sebesar 700mg dan memiliki simpanan pada cairan tubuh sebesar 1.000mg. Tetapi pada penderita gout, simpanan pada cairan tubuh meningkat 3-15 kali dari keadaan normal dan eksresi asam urat melalui urin menurun sehingga menyebabkan penumpukan atau pengendapan pada tubuh karena asam urat ini tidak dapat larut dalam air

7 Kesimpulan Purin dan pirimidin dalam tubuh dapat disintesis dan juga didapat dari makanan yang dimakan. Hasil akhir dari katabolisme purin merupkan asam urat. Jika asam urat yang dihasilkan tubuh dari katabolisme purin semakin banyak maka asam urat akan mengendap pada persendian dan menimbulkan rasa nyeri. Tidak hanya mengendap, asam urat juga dieksresikan oleh tubuh melalui urin. Daftar Pustaka 1. Marks DB.Biokimia kedokteran dasar: sebuah pendekatan klinis. Jakarta: EGC.1996.h Murray RK.Biokimia harper. Jakarta: EGC.2009.h Penerbit Buku Kompas. Makan sehat hidup sehat. Jakarta : Kompas Media Nusantara.2006.h Hartono A. Terapi gizi & diet rumah sakit. Jakarta: EGC h Krisnatuti D, Yenrina R, Uripi V. Perencanaan menu untuk penderita gangguan asam urat. Jakarta: Niaga Swadaya.2007.h.4 7