Protein Struktur asam Asam essensial Metabolisme asam Pengaruh hormon dalam metabolisme asam Anabolisme asam Katabolisme asam Keseimbangan nitrogen Siklus urea Perubahan rangka karbon asam menjadi zat antara amfibolik Peranan asam dalam proses pembentukan bahan tertentu yang mempunyai kepentingan biologis Efek metabolisme asam Metabolisme Protein - 2 Protein adalah makromolekul. Mereka dibangun dari satu atau lebih rantai asam. Protein dapat mengandung 200-300 asam. Asam adalah molekul-molekul yang mengandung gugus amine, asam karboksilik, dan rantai samping yang spesifik untuk setiap asam. Elemen utama dari asam adalah: karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O) dan nitrogen (N). Metabolisme Protein - 3 Metabolisme Protein - 4 1
Tipe Asam Amino Asam 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 Tipe Asam Amino Asam 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 - 5 Metabolisme Protein - 6 Pencernaan dan Absorpsi. Tubuh memecah protein menjadi asam tunggal, atau memperpendek rantai dari tiga atau dua asam 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 Dalam usus halus Trypsin dan chymotrypsin memecah polipeptida menjadi peptida yang lebih kecil lagi Carboxypeptidase dan peptidase memecah dan membebaskan asam Di- dan tripeptidase memecah dipeptida dan tripeptida menjadi asam Asam bebas diabsorpsi kedalam pembuluh darah Metabolisme Protein - 7 Metabolisme Protein - 8 2
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 untuk membangun protein tubuh, jika diperlukan. Dengan demikian hanya terdapat dua kemungkinan utama dari diet asam : Energi Kondisi katabolik. Sintesis protein Kondisi anabolik. Asam essensial Tidak dapat di sintesis oleh tubuh dalam jumlah yang cukup Asam nonessensial Dapat di sintesis oleh tubuh melalui aminasi Yaitu dengan menambahkan gugus ke rangka carbon Metabolisme Protein - 9 Metabolisme Protein - 10 Metabolisme Protein - 11 Metabolisme Protein - 12 3
Katabolisme AA memiliki dua bagian: Pelepasan gugus (N) dari kerangka carbon (C) Pembuangan nitrogen (N) yang potensial toksik Tahap awal reaksi katabolisme asam, melibatkan: Pelepaskan gugus, melalui proses: Transaminasi. Deaminasi. Perubahan rangka carbon pada molekul asam. Pemindahan gugus dari suatu asam kepada suatu asam keto, sehingga terbentuk asam baru dan asam keto baru. Asam 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 - 13 Metabolisme Protein - 14 Transaminasi Pemindahan gugus dari asam glutamat ke asam keto 1 yang dikatalisis enzim transaminase, menghasilkan asam keto 2 dan Tyrosine. Reaksi transaminasi bersifat reversibel. Metabolisme Protein - 15 Asam harus di deaminasi sebelum oksidasi untuk menghasilkan energi. Deaminasi adalah melepaskan gugus sebagai ammonium (NH4+). Merubah asam menjadi intermediate asam keto untuk siklus Krebs. Terjadi dalam matriks mitokondrial liver. Menggunakan NAD+ sebagai oxidizing agent. Karena hasil akhir dari proses deaminasi adalah asam glutamat, maka glutamat dehidrogenase merupakan enzim penting (enzim kunci) dalam oksidasi asam. Metabolisme Protein - 16 4
Deaminasi oksidatif: Gugus amine dari asam glutamat akan: Dilepaskan sebagai ammonium. Digabungkan dengan karbon dioksida di dalam liver. Di ekskresi sebagai urea oleh ginjal. 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 - 17 Metabolisme Protein - 18 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 Semua asam 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 - 19 Metabolisme Protein - 20 5
Asam keto dari transaminasi dirubah untuk menghasilkan metabolit yang dapat memasuki siklus Krebs (umumnya asam -ketoglutarat dari siklus Krebs). Perubahan rangka karbon asam menjadi zat antara amfibolik. Metabolisme Protein - 21 Metabolisme Protein - 22 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. Regulator keseimbangan cairan dan elektrolit. Metabolisme Protein - 23 Metabolisme Protein - 24 6
Alat angkut atau transporter Nutrien melintasi membran sel, nutrien dalam darah, oksigen dalam darah. Metabolisme Protein - 25 Metabolisme Protein - 26 Regulator keseimbangan asam-basa Metabolisme Protein - 27 Metabolisme Protein - 28 7
Antibodi Energi Jika glukosa dalam tubuh terbatas, asam di metabolisme untuk energi. 4 kalori per gram protein. Tubuh akan memecah jaringan tubuh dalam rangka memberikan asam untuk energi berperan terhadap menipisnya jaringan tubuh. Metabolisme Protein - 29 8