Sulfur merupakan unsur yang cukup banyak di kerakbumi dan biasanya berupa garam sulfat

Dalam metabolisme, sulfur tidak begitu dominandalam reaksi kimia karena sangat reaktif danmembutuhkan energi yang besar

Kandungan sulfur dalam sel : 0,01-0,5% berat selkering.

Karbon: 45-60%; Oksigen : ±20%; Hidrogen : 7%

Aspek utama yang akan dibahas:

- Asimilasi sulfur

- Biosintesis asam amino mengandung sulfur

- Katabolisme & daur ulang sulfur

- Biosintesis kofaktor mengandung sulfur

Sumber sulfur: garam sulfat (SO4

2-) paling umum

unsur S0

tiosulfat (S2O32-)

senyawa yang mengandung sulfur lainnya, sepertisistein, metionin, dll.

Transport sulfat ke dalam sel: sulfat permease

Sumber: Sekowska, 2000

•Asimilasi sulfat dengan ATP menghasilkan APS (adenosinfosfosulfat) dan pirofosfat.

•APS 3-fosfoadenosin fosfosulfat (PAPS) sulfit (SO3

2-) sulfida

•Produk samping: adenosin-3,5-difosfat (PAP) dan ADP.

1. Sistein Asam amino mengandung gugus thiol (R-SH).

Biosintesis Sistein

Bermula dari asam amino Serin + Asetil-CoA O-asetilserin

O-asetilserin sebagai intermediet yang akan bereaksidengan sulfur menghasilkan sistein dan melepasasetat.

Sumber: Lehninger, 2008

Struktur O-asetilserin(sumber: Wikipedia)

asetil

Lintasan biosintesis serin

Sumber: Sekowska, 2000

sulfanotas

e

2. Metionin

Biosintesis Metionin

Bermula dari homoserin + sisteinhomosistein

Homosistein + N-metil-THF metionin

Sumber: Lehninger, 2008

Sumber: Wikipedia

Sumber: Wikipedia

Lintasanbiosintesismetionin

Enzim yang terlibat1. Aspartokinase2. β-aspartate

semialdehyde dehydrogenase

3. Homoserinedehydrogenase

4. Homoserine O-transsuccinylase

5. Cystathionine-γ-synthase

6. Cystathionine-β-lyase

7. Methioninesynthase

Daur ulang metionin Metionin sebagai inisiator translasi

10% translasi terinisiasi bersifat abortif/gagal (Heurgue-Hamard et al, 1998).

Ikatan peptida diputus untuk mendapatkan metioninkembali.

Metionin diubah menjadi sistein. Sulfur terbuang dari sel dalam bentuk methylthioribose

(MTR)

Contoh: biosintesis spermidine menghasilkanmethylthioadenosin (MTA) yang akan diubah menjadi MTR dan diekskresikan.

Katabolisme sistein

Oksidasi asam sisteat, mengalami dekarboksilasitaurin

Lintasan sistein-sulfinat

Transaminasi dan dekarboksilasi

Lintasan sistein-sulfinat: Sistein dioksidasi sistein-sulfinat

Transaminasi: Sistein-sulfinat Piruvat + Sulfat Enzim: aspartat amino transferase

Dekarboksilasi: Sistein-sulfinat Hipotaurin Enzim: sistein-sulfinat dekarboksilase

Hipotaurin Taurin Nonenzimatik

Taurin Aminoasetaldehid + Sulfit

Enzim: -ketoglutarate-dependant-dioxygenase

Struktur sistein-sulfinat(sumber: metacyc.com)

Struktur taurin(sumber: wikipedia)

Lintasan daur ulang sistein dan metionin

1 : O-acetylserine sulfhydrylase, 2 : cystathionine -synthase, 3 : cystathionine -lyase, 4 : methionine synthase,

5 : Oacylhomoserine sulfhydrylase, 6 : SAM synthase, 7 : SAM methyltransferase, 8 : adenosylhomocysteine

nucleosidase, 9 : cystathionine -lyase, 11 : Smethylmethionine: homocysteine methyltransferase, 12 : enzyme yielding

MTA ( methylthioadenosine),13 : pathway for MTA recycling, 14 : methionine aminotransferase, 15 : KMBA (2-keto-4-

methylthiobutyrate) decarboxylase, 16 : 3-methylpropionate lyase, 17 : methanethiol dioxygenase, 18 : methionine -

lyase, 19 : sulfate assimilation pathway

Sumber: Sekowska, 2000

Biosintesis Thiamin

Biosintesis Koenzim-A dan ACP (Acyl Carrier Protein)

Thiamin merupakan kofaktor essensial mengandungsulfur

Sifat sintesis : Heterocyclemelalui 2 lintasan yang paralel Pembentukan thiazole group (5-methyl-4-(-

hydroxyethyl)thiazole)

Pembentukan Pirimidin (4-amino-5-hydroxymethylpyrimidinepyrophosphate)

Sumber: Sekowska, 2000

Jalur BiosintesisThiamin

Sumber: Sekowska, 2000

ACP (Acyl Carrier Protein) merupakan jenis protein yang membantusintesis lipid bilayer

ACP dapat dibentuk dari pemutusan Koenzim-A dengan prekursor 2-oxoisovalerat

Koenzim-A dapat di sintesis oleh semua jenis mikroba

Koenzim-A (kiri ) danACP (kanan) mengalamipenghilangan gugusphosphopantetheinedari koenzim-A untukmenjadi ACPSumber: http://rpi.edu/dept

Jalur Sintesis Koenzim-A dan ACP

Sumber: Sekowska, 2000

Metabolisme sulfur di dalam sel terdiri dari:1. Asimilasi sulfat

SO42- + ATP APS + PPi (enzim ATP sulfurylase)

2. Reduksi APS menjadi sulfida

APS PAPS Sulfit Sulfida

3. Biosintesis sistein dan metionin

Serin + Asetil-KoA O-asetilserin

O-asetilserin + Sulfur Sistein

Sistein + Homoserin - -> Metionin

4. Katabolisme dan daur ulang sulfur

5. Anabolisme senyawa-senyawa mengandung sulfur

Leustek, Thomas, et al . 2000. Pathway and Regulation of Sulfur Metabolism Revealed Through Molecular and Genetic Studies. Journal of Plant Mol. Biol. 2000. 51: 141-165.

Nelson, David L. & Cox, Michael M. 2008. LehningerPrinciples of Biochemistry, 5th ed. New York: W.H. Freeman and Company.

Sekowska, Agnieszka, et al. 2000. Sulfur Metabolism in Escherichia coli and Related Bacteria: Facts and Fiction. Journal of Mol. Microbiol. Biotechnol. 28 January 2000. 2(2): 145-177.

Sukandar, Ukan. 2002. Diktat Kuliah: ProsesMetabolisme. Bandung: Penerbit ITB.