TUTORIAL 2, MetabolismeMETABOLISME KARBOHIDRAThttp://kaumhawa.com/proses-metabolisme-karbohidrat-dalam-tubuh/Proses Metabolisme Karbohidrat dalam Tubuh

Metabolisme karbohidrat menunjukkan proses biokimia yang bertanggung jawab terhadap kerusakan, pembentukan dan interkonversi karbohidrat dalam organisme hidup.

Karbohidrat yang paling bermanfaat adalah glukosa, berupa gula sederhana (monosakarida) yang dimetabolisme oleh hampir seluruh organisme yang ada. Glukosa dan karbohidrat lainnya merupakan bagian dari berbagai jalur metabolik seluruh spesies: tanaman melakukan sintesis karbohidrat dari karbon dioksida dan air oleh fotosintesis kemudian menyimpan energi yang diserap secara internal, seringkali dalam bentuk pati atau lipid. Komponen tanaman yang dikonsumsi oleh hewan dan jamur, dan digunakan sebagai bahan bakar untuk respirasi seluler.

Oksidasi dari satu gram karbohidrat menghasilkan sekitar 4 kkal energi dan dari lipid sekitar 9 kkal. Energi yang diperoleh dari metabolisme (misalnya oksidasi glukosa) biasanya disimpan sementara dalam sel dalam bentuk ATP. Organisme yg dapat melakukan respirasi aerobik melakukan metabolisme glukosa serta oksigen guna melepaskan energi bersama karbon dioksida dan air sebagai produk buangan.

Karbohidrat dapat dibagi menjadi kimia yang kompleks dan sederhana [1]. Karbohidrat sederhana terdiri dari unit gula tunggal atau ganda (monosakarida dan disakarida, masing-masing). Sukrosa atau gula meja (disakarida) adalah contoh umum dari karbohidrat sederhana. Karbohidrat kompleks mengandung unit gula tiga atau lebih terhubung dalam rantai. Mereka dicerna oleh enzim untuk melepaskan gula sederhana. Pati, misalnya, adalah polimer dari unit glukosa dan biasanya dipecah menjadi glukosa.

Karbohidrat sederhana dan kompleks yang dicerna pada tingkat yang sama, sehingga perbedaan ini tidak sangat berguna untuk membedakan kualitas gizi [1]. Selulosa juga merupakan polimer glukosa tetapi tidak dapat dicerna oleh sebagian besar organisme. Beberapa bakteri yang menghasilkan enzim selulosa untuk hidup di dalam usus dari beberapa mamalia seperti sapi, dan ketika sapi makan tanaman, selulosa dipecah oleh bakteri dan sebagian dilepaskan ke usus.

Karbohidrat adalah bahan bakar jangka pendek superior untuk organisme karena mereka lebih sederhana untuk metabolisme daripada lemak atau asam-asam amino (komponen protein) yang dapat digunakan untuk bahan bakar. Pada hewan, senyawa karbohidrat yang sangat dibutuhkan yaitu glukosa. Konsentrasi glukosa dalam darah yang digunakan sebagai kontrol utama untuk metabolisme hormon pusat, insulin. Pati, dan selulosa dalam organisme beberapa (misalnya, beberapa binatang (seperti rayap [2]) dan beberapa mikroorganisme (seperti protista dan bakteri), kedua polimer glukosa menjadi, yang dibongkar selama pencernaan dan diserap sebagai glukosa Beberapa karbohidrat sederhana memiliki. . jalur mereka sendiri oksidasi enzimatik, seperti halnya hanya beberapa dari karbohidrat yang lebih kompleks The laktosa disakarida, misalnya, memerlukan enzim laktase yang akan dipecah menjadi komponen monosakarida, banyak hewan kekurangan enzim ini di masa dewasa.

Karbohidrat biasanya disimpan sebagai polimer panjang molekul glukosa dengan obligasi glikosidik dukungan struktural (misalnya kitin, selulosa) atau untuk penyimpanan energi (misalnya glikogen, pati). Namun, afinitas yang kuat dari kebanyakan karbohidrat untuk air membuat penyimpanan sejumlah besar karbohidrat tidak efisien karena berat molekul besar dari kompleks air-karbohidrat terlarut. Pada sebagian besar organisme, karbohidrat berlebih secara teratur catabolised untuk membentuk asetil-KoA, yang merupakan bahan baku untuk jalur sintesis asam lemak, asam lemak, trigliserida, dan lipid lainnya biasanya digunakan untuk jangka panjang penyimpanan energi. Karakter hidrofobik lipid membuat mereka bentuk yang jauh lebih kompak penyimpanan energi dari karbohidrat hidrofilik. Namun, hewan, termasuk manusia, tidak memiliki mesin enzimatik yang diperlukan dan jadi jangan mensintesis glukosa dari lipid, meskipun gliserol dapat dikonversi menjadi glukosa. [3]

Semua karbohidrat berbagi rumus umum sekitar CnH2nOn, glukosa adalah C6H12O6. Monosakarida dapat kimiawi terikat bersama untuk membentuk disakarida seperti sukrosa dan polisakarida lagi seperti pati dan selulosa.

Katabolisme

Oligo / polisakarida biasanya dibelah menjadi monosakarida yang lebih kecil oleh enzim yang disebut glikosida hidrolisis. Unit monosakarida kemudian masukkan katabolisme monosakarida. Organisme bervariasi dalam kisaran monosakarida mereka dapat menyerap dan menggunakan, dan juga di berbagai karbohidrat yang lebih kompleks mereka mampu membongkar.

Jalur metabolik

Fiksasi karbon, atau fotosintesis, dimana CO2 direduksi menjadi karbohidrat.

Glikolisis metabolisme oksidasi molekul glukosa untuk memperoleh ATP dan piruvat

Piruvat dari glikolisis memasuki siklus Krebs, juga dikenal sebagai siklus asam sitrat, pada organisme aerobik setelah pindah melalui kompleks dehidrogenase piruvat.

Jalur pentosa fosfat, yang bertindak dalam konversi heksosa menjadi pentosa dan regenerasi NADPH.

Glycogenesis konversi kelebihan glukosa menjadi glikogen sebagai mekanisme penyimpanan seluler, ini mencegah penumpukan tekanan yang berlebihan osmotik dalam sel

Glikogenolisis pemecahan glikogen menjadi glukosa, yang menyediakan pasokan glukosa untuk glukosa-bergantung jaringan.

Glukoneogenesis de novo sintesis molekul glukosa dari senyawa organik sederhana. contoh pada manusia adalah konversi dari asam amino dalam protein beberapa seluler menjadi glukosa.

Penggunaan metabolisme glukosa sangat penting sebagai sumber energi untuk sel-sel otot dan di otak, dan sel-sel darah merah.

Glucoregulation

Glucoregulation adalah pemeliharaan tingkat mantap glukosa dalam tubuh, itu adalah bagian dari homeostasis, dan begitu terus lingkungan internal yang konstan di sekitar sel-sel dalam tubuh.

Hormon insulin adalah sinyal pengatur utama pada hewan, menunjukkan bahwa mekanisme dasar sudah sangat tua dan sangat sentral untuk kehidupan hewan. Ketika hadir, menyebabkan sel-sel jaringan banyak untuk mengambil glukosa dari peredaran, menyebabkan beberapa sel untuk menyimpan glukosa internal dalam bentuk glikogen, menyebabkan beberapa sel untuk mengambil dan memegang lipid, dan dalam banyak kasus kontrol saldo elektrolit seluler dan asam amino serapan juga.

Ketiadaan mematikan penyerapan glukosa ke dalam sel, membalikkan penyesuaian elektrolit, mulai breakdown glikogen dan pelepasan glukosa ke dalam sirkulasi oleh beberapa sel, mulai rilis lipid dari sel-sel penyimpanan lemak, dll Tingkat glukosa sirkulasi (dikenal secara informal sebagai gula darah) adalah sinyal yang paling penting bagi insulin-sel yang memproduksi. Karena tingkat glukosa sirkulasi sangat ditentukan oleh asupan karbohidrat makanan, diet mengontrol aspek utama dari metabolisme melalui insulin.

Pada manusia, insulin yang dibuat oleh sel-sel beta di pankreas, lemak disimpan dalam sel-sel jaringan adiposa, dan glikogen adalah baik disimpan dan dirilis sebagai dibutuhkan oleh sel-sel hati. Terlepas dari kadar insulin, glukosa tidak dilepaskan ke dalam darah dari toko glikogen internal dari sel-sel otot.

The glukagon hormon, di sisi lain, memiliki efek berlawanan dengan insulin, memaksa konversi glikogen dalam sel hati menjadi glukosa, yang kemudian dilepaskan ke dalam darah. Sel-sel otot, bagaimanapun, tidak memiliki kemampuan untuk mengekspor glukosa ke dalam darah. Pelepasan glukagon yang dipicu oleh rendahnya tingkat glukosa darah. Hormon lain, khususnya hormon pertumbuhan, kortisol, dan katekolamin tertentu (seperti epinepherine) memiliki tindakan glucoregulatory mirip dengan glukagon.

Penyakit metabolisme karbohidrat

Berikut ini adalah beberapa penyakit yang timbul karena masalah metabolisme karbohidrat pada tubuh.

Diabetes mellitus

Intoleransi laktosa

Fruktosa intoleransi

Galaktosemia

Penyimpanan glikogen penyakit

http://budisma.web.id/materi/sma/biologi-kelas-xii/macam-macam-proses-metabolisme-karbohidrat-dalam-tubuh/

Macam-macam Proses Metabolisme Karbohidrat dalam Tubuh- Karbohidrat adalah senyawa yang tersusun atas unsur-unsur C, H, dan O. Karbohidrat setelah dicerna di usus, akan diserap oleh dinding usus halus dalam bentuk monosakarida. Monosakarida dibawa oleh aliran darah sebagian besar menuju hati, dan sebagian lainnya dibawa ke sel jaringan tertentu, dan mengalami proses metabolisme lebih lanjut. Di dalam hati, monosakarida mengalami proses sintesis menghasilkan glikogen, dioksidasi menjadi CO2 dan H2O, atau dilepaskan untuk dibawa oleh aliran darah ke bagian tubuh yang memerlukan. Hati dapat mengatur kadar glukosa dalam darah atas bantuan hormon insulin yang dikeluarkan oleh kelenjar pankreas. Kenaikan proses pencernaan dan penyerapan karbohidrat menyebabkan glukosa dalam darah meningkat, sehingga sintesis glikogen dari glukosa oleh hati akan naik. Sebaliknya, jika banyak kegiatan maka banyak energi untuk kontraksi otot sehingga kadar glukosa dalam darah menurun. Dalam hal ini, glikogen akan diuraikan menjadi glukosa yang selanjutnya mengalami katabolisme menghasilkan energi (dalam bentuk energi kimia, ATP). Faktor yang penting dalam kelancaran kerja tubuh adalah kadar glukosa dalam darah. Kadar glukosa di bawah 70 mg/100 ml disebut hipoglisemia. Adapun di atas 90 mg/100 ml disebut hiperglisemia. Hipoglisemia yang serius dapat berakibat kekurangan glukosa dalam otak sehingga menyebabkan hilangnya kesadaran (pingsan). Hiperglisemia merangsang terjadinya gejala glukosuria, yaitu ketidakmampuan ginjal untuk menyerap kembali glukosa yang telah mengalami filtrasi melalui sel tubuh. Hormon yang mengatur kadar gula dalam darah, yaitu:

1. hormon insulin, dihasilkan oleh pankreas, berfungsi menurunkan kadar glukosa dalam darah;

2. hormon adrenalin, dihasilkan oleh korteks adrenal, berfungsi menaikkan kadar glukosa dalam darah.

Macam-macam proses metabolisme karbohidratA. Glikogenesis. Glikogenesis adalah poses pembentukan glikogen dari glukosa. Proses pembentukan glikogen sebagai berikut.1. Tahap pertama adalah pembentukan glukosa-6-fosfat dari glukosa, dengan bantuan enzim glukokinase dan mendapat tambahan energi dari ATP dan fosfat.

2. Glukosa-6-fosfat dengan enzim glukomutase menjadi glukosa-1-fosfat.

3. Glukosa-1-fosfat bereaksi dengan UTP (Uridin Tri Phospat) dikatalisis oleh uridil transferase menghasilkan uridin difosfat glukosa (UDP-glukosa) dan pirofosfat (PPi).

4. Tahap terakhir terjadi kondensasi antara UDP-glukosa dengan glukosa nomor satu dalam rantai glikogen primer menghasilkan rantai glikogen baru dengan tambahan satu unit glukosa.

Istilah yang berhubungan dengan metabolisme penguraian glukosa sebagai berikut. Fermentasi atau peragian adalah proses penguraian senyawa kimia yang menghasilkan gas. Dalam hal ini adalah penguraian karbohidrat, etanol, dan CO2.

Glikolisis adalah proses penguraian karbohidrat menjadi piruvat.

Glikolisis anaerob adalah proses penguraian karbohidrat menjadi laktat tanpa melibatkan O2.

Respirasi adalah proses reaksi kimia yang terjadi apabila sel menyerap O2, menghasilkan CO2 dan H2O.

Respirasi dalam arti yang lebih khusus adalah proses-proses penguraian glukosa dengan menggunakan O2, menghasilkan CO2, H2O, dan energi (dalam bentuk energi kimia, ATP) yang melibatkan metabolisme glikosis, Daur Krebs, dan fosforilase bersifat oksidasi.

B. Proses Glikolisis. Glikolisis adalah proses penguraian karbohidrat menjadi piruvat. Karbohidrat di dalam usus yaitu glukosa setelah melalui dinding usus. Glukosa dalam darah sebagian diubah menjadi glikogen. Peristiwa oksidasi glukosa di dalam jaringan terjadi secara bertingkat dan pada tingkat tertinggi dilepaskan energi melalui prosesproses kimiawi (glukosa, glikogen) diubah menjadi piruvat. Piruvat ini merupakan zat antara yang sangat penting dalam metabolisme karbohidrat. Sifat-sifat peristiwa glikolisis, antara lain:

a. oksidasi glikogen/glukosa menjadi piruvat laktat;

b. dapat berlangsung secara aerob dan anaerob;

c. diperlukan adanya enzim dan energi;

d. menghasilkan senyawa karbohidrat beratom tiga;

e. terjadi sintesis ATP dari ADP + Pi.

Pada peristiwa glikolisis aerob dihasilkan piruvat, sedangkan pada glikolisis anaerob dihasilkan laktat melalui piruvat.

Glukoneogenesis adalah pembentukan glukosa dari piruvat (kebalikan glikolisis). Sifat-sifat peristiwa glukoneogenesis antara lain:

a. merupakan reaksi yang kompleks;

b. melibatkan beberapa enzim dan organel sel, yaitu mitokondrion;

c. terlebih dahulu mengubah piruvat menjadi malat;

d. metabolisme piruvat diangkut ke dalam mitokondrion dengan cara pengangkutan aktif melalui membran.

Dalam peristiwa glukoneogenesis diperlukan energi sebanding dengan 12 molekul ATP.

C. Daur Krebs. Piruvat diubah menjadi asam laktat, etanol, dan sebagian asetat. Asetat khususnya asetil koenzim-A dapat diolah lebih lanjut dalam suatu proses siklis yang disebut lingkaran trikarboksilat. Hal itu dikemukakan oleh Krebs (1937), sehingga disebut juga Daur Krebs. Dalam proses siklik dihasilkan CO2 dan H2O, terlepas energi yang mengandung tenaga kimia besar, yaitu ATP (Adenosin Tri Phosfat). Daur Krebs merupakan jalur metabolisme yang utama dari berbagai senyawa hasil metabolisme, yaitu hasil katabolisme karbohidrat, lemak, dan protein. Untuk lebih jelasnya, dapat diamati dalam diagram berikut ini.

Tahap-tahap daur asam trikarboksilat (Daur Krebs) sebagai berikut.a. Fase pertama, terurainya asam piruvat terlebih dahulu atas CO2 dan suatu zat yang mempunyai atom C (asetat). Senyawa kemudian bersatu dengan koenzim A menjadi asetil koenzim A.

b. Fase kedua, bersatunya asam oksalo asetat dengan asetil koenzim A sehingga tersusun asam sitrat.

Tujuh reaksi dalam Daur Krebs sebagai berikut.

1) Pembentukan sitrat dari oksalo asetat dengan enzim sitratsinase.

2) Pembentukan isositrat dari sitrat melalui cis-akonitat dengan enzim akonitase.

3) Oksidasi isositrat menjadi a-ketoglutarat dengan enzim isositrat dehidrogenase.

4) Oksidasi a-ketoglutarat menjadi suksinat dengan enzim a-ketoglutarat dehidrogenase.

5) Oksidasi suksinat menjadi fumarat oleh enzim suksinat dehidrogenase.

6) Penambahan 1 mol H2O pada fumarat dengan enzim fumarase menjadi malat.

7) Oksidasi

Metabolisme protein

##Protein tersusun atas sejumlah asam amino yang membentuk suatu untaian

(polimer) dengan ikatan peptida. Selain itu, protein juga memiliki gugus amina

(NH2) dan gugus karboksil (COOH). Berdasarkan banyaknya asam amino dapat

dibedakan menjadi:

1. Peptida jika terdiri atas untaian pendek asam amino (2 - 10 asam amino).

2. Polipeptida jika terdiri atas 10 - 100 asam amino.

3. Protein jika terdiri atas untaian panjang lebih dari 100 asam amino.

Beberapa jenis protein antara lain:

1. Glikoprotein yaitu protein yang mengandung karbohidrat.

2. Lipoprotein yaitu protein yang mengandung lipid.

Asam amino esensial adalah golongan asam amino yang harus tersedia dalam

diet karena tidak dapat disintesis oleh tubuh, sedangkan asam amino non-esensial

adalah golongan asam amino yang dapat disintesis oleh tubuh (dalam hati). Terdapat

8 jenis asam amnio esensial yaitu: Isoleucin, Leucin, Lysin, Phenylalanine,

Threonine, Tryptophan, Valine, dan Methionin (mengandung unsur sulfur).

##Proses pencernaan protein yang pertama berlangsung dalam lambung. Di sini

pepsin mencernakan protein dengan memutuskan ikatan peptida yang ada di sisi

NH2 bebas dari asam-asam amino aromatik (fenilaalanin, tirosin, triptofan),

hidrofobik (leusin, isoleusin, metionin) atau dikarboksilat (glutamat dan aspartat).

Manusia memakan banyak protein untuk menggantikan protein endogen.

Kelebihan asam amino tidak dapat disimpan dan oleh karena itu mengalami

katabolisme. Rantai karbon asam amino mengalami proses katabolisme yang

diubah menjadi CO2, H2O dan energi (ATP) melalui siklus asam sitrat dan rantai

pernafasan. Jalur katabolisme merupakan beberapa proses dengan zat antara.

Beberapa jalur sangat panjang (contohnya triptophan) sementara yang lainnya

pendek (contohnya alanin). Beberapa jalur asam amino menunjukkan hasil akhir

produk katabolisme utama seperti pada gambar 1. Setiap asam amino didegradasi

menjadi piruvat atau zat siklus asam sitrat lainnya dan dapat menjadi prekrusor

sintesis glukosa di hepar yang disebut glikogenik atau glukoneogenik. Untuk

beberapa asam amino seperti tirosin dan fenilalanin, hanya sebagian dari rantai

karbonnya yang digunakan untuk mensintesis glukosa karena sisa rantai karbon

diubah menjadi asetil koa yang tidak dapat digunakan untuk sintesis glukosa.

Transaminasi

Transaminasi adalah proses perubahan asam amino menjadi jenis asam amino

lain. Proses transaminasi didahului oleh perubahan asam amino menjadi bentuk asam

keto, secara skematik digambarkan sebagai berikut:

Alanin + -ketoglutarat piruvat + glutamat

Transaminasi terjadi pada berbagai jaringan. Selain itu, transaminasi juga

terjadi di dalam sirkulasi darah akibat adanya kerusakan pada jaringan karena proses

patologik, sebagai contoh SGOT (serum glutamic-oxaloacetic transaminase) yang

meningkat akibat infark miokard (kerusakan otot jantung karena adanya sumbatan

pembuluh darah yang mensuplai kebutuhan otot jantung).

Deaminasi

Deaminasi oksidatif adalah proses pemecahan (hidrolisis) asam amino menjadi

asam keto dan ammonia (NH4

+), secara skematik digambarkan sebagai berikut:

Asam amino (deaminasi) 2 NH3 + CO2 CO(NH3)2 + H2O

Ammonia urea

CHO asetil Co-A

Deaminasi menghasilkan 2 senyawa penting yaitu senyawa nitrogen dan

nonnitrogen.

1. Senyawa nonnitrogen yang mengandung gugus C, H, dan O selanjutnya diubah

menjadi asetil Co-A untuk sumber energi melalui jalur siklus Krebs atau

disimpan dalam bentuk glikogen.

2. Senyawa nitrogen dikeluarkan lewat urin setelah diubah lebih dahulu menjadi

ureum (diagram 2).

Proses deaminasi kebanyakan terjadi di hati, oleh karena itu pada gangguan

fungsi hati (liver) kadar NH3 meningkat. Pengeluaran (ekskresi) urea melalui ginjal

dikeluarkan bersama urin.

Daur Urea

Daur urea terdiri atas lima reaksi yang mengubah ammonia, CO2 dan nitrogen-dari aspartat menjadi urea. Daur ini terlukis pada gambar . Perlu diperhatikan bahwa

dua reaksi dalam daur ini berlangsung di dalam mitokondria, sedangkan sisanya terjadi di

sitoplasma.

Dalam reaksi yang pertama, CO2 yang berada di dalam mitokondria mengalami

fosforilasi oleh ATP dan kemudian berkondensasi dengan ammonia dengan

menggunakan energi yang berasal dari hidrolisis satu molekul ATP lainnya. Hasilnya

terbentuklah karbamoil fosfat. Reaksi ini adalah reaksi yang mengatur laju sintesis urea,

dikatalisis oleh karbamoil fosfat sintetase dan memerlukan N-asetil glutamat sebagai

suatu kofaktor.

Dalam reaksi kedua yang juga terjadi de dalam mitokondria, karbamoil fosfat

berkondensasi dengan ornitin sehingga terbentuklah sitrulin dan fosfat bebas. Reaksi ini

adalah reaksi kedua yang mengatur laju sintesis urea. Selanjutnya sitrulin meninggalkan

mitokondria. Di dalam sitoplasma sitrulin ini berkondensasi dengan aspartat dan inilah

reaksi yang ketiga. Dalam reaksi ini ATP diubah menjadi AMP. Arginosuksinat yang

terbentuk sebagai produk diubah dalam reaksi keempat menjadi arginin dan fumarat.

Fumarat dapat masuk ke dalam mitokondria dan dioksidasi menjadi oksaloasetat

melalui daur Krebs. Dengan transaminasi maka aspartatpun terbentuk kembali. Arginin

dihidrolisis untuk menghasilkan urea dan ornitin. Ornitin ini kemudian masuk lagi ke

dalam mitokondria dan menyelesaikan daur.

Secara keseluruhan diperlukan empat ikatan fosfat kaya energi atau ekivalen

ATP untuk sintesis satu molekul urea. Dua ikatan diperlukan untuk menghasilkan

karbamoil fosfat dan dua lagi untuk kondensasi aspartat dengan sitrulin.Kreatin dan kreatinin

Kreatin disintesis di hati dari asam amino methionin, glisin, dan arginin. Di

otot skelet, kreatin mengalami posforilasi menjadi posfokreatin yang merupakan

sumber energi penting di otot skelet. ATP yang berasal dari proses glikolisis dan

posforilasi oksidatif. ATP bereaksi dengan kreatin membentuk ADP dan sejumlah

besar posfokreatin. Kreatinin dalam urin berasal dari pemecahan posfokreatin.

Perubahan Asam-asam Amino Menjadi Piruvat

Triptofan

Triptofan (C11H12N2O2) merupakan asam amino esensial yang bersifat hidrofobik

dengan berat molekul 204,23 Triptofan diperlukan untuk sintesis serotonin. Selain itu, triptofan juga diperlukan untuk pembentukan asam nikotinat (niasin)

Proses katabolisme triptofan pada manusia merupakan penguraian seluruh atom

karbon pada rantai samping maupun pada cincin aromatik menjadi senyawaantara

amfiolik melalui lintasan kinurenin-antranilat .Enzim triptofan

oksigenase (triptofan pirolase) mengkatalisis reaksi pemutusan cincin indol

dengan penyatuan dua atom dari molekul oksigen sehingga terbentuk senyawa Nformilkinurenin.

Enzim oksigenase yang merupakan metaloprotein besi pofirin,

dapat diinduksi dalam hati oleh kortikosteroid adrenal dan triptofan. Sebagian

enzim yang baru disintesis ini akan berada dalam bentuk laten yang memerlukan

pengaktifan. Triptofan juga menstabilkan enzim oksigenase terhadap reaksi

penguraian proteolitik. Triptofan oksigenase dihambat secara umpan balik oleh

derivat asam nikotinat, termasuk NADPH. Pengeluaran hidrolitik gugus formil

pada N-formilkinurenin yang dikatalisis oleh enzim kinurenin formilase pada hati

akan menghasilkan senyawa kinurenin. Kinurenin dapat mengalami deaminasi

lewat reaksi transaminasi. Senyawa 2-amino-3-hidroksi benzoil piruvat yang

dihasilkan akan kehilangan air dan penutupan cincin yang terjadi secara spontan

akan membentuk kinurenat. Metabolisme selanjutnya kinurenin akan melibatkan

konversi senyawa ini menjadi 3-hidroksikinurenin yang kemudian menjadi 3-

hidroksiantranilat. Hidroksilasi memerlukan oksigen molekuler dalam reaksi yang

tergantung NADPH dan serupa dengan reaksi hidroksilasi fenilalanin.

Hidroksilasi triptofan menjadi 5-hidroksitriptofan dikatalisis selanjutnya oleh

enzim tirosin hidroksilase hati. Dekarboksilase selanjutnya akan membentuk

serotonin (5-hidroksitriptamin). Katabolisme serotonin diawali oleh oleh reaksi

deaminase oksidatif yang dikatalisis enzim monoamin oksidase menjadi senyawa

5-hidroksiindolasetat (Gambar 5). Senyawa ini pada manusia diekskresikan dalam

urin (2-8 mg/dL).Triptofan membentuk sejumlah derivat indol tambahan. Ginjal mamalia, hati dan

bakteri dalam feses manusia dapat mengadakan dekarboksilasi triptofan menjadi

triptamin yang kemudian bisa teroksidasi menjadi senyawa inol-3 asetat. Hasil

utama katabolisme triptofan dalam urin yang normal adalah senyawa 5-

hidroksiindolasetat dan indol-3 asetat. 5-Hidroksi Triptopfan (5-HTP) adalah prekursor serotonin yang akan meregulasi

beberapa proses vital tubuh meliputi tidur, stabilitas emosional dan sensitivitas

nyeri. Ketika kadar serotonin menurun drastis, dapat terjadi gejala ansietas,

insomnia bahkan gangguan obsesif-kompulsif dan keinginan bunuh diri.

TIROSIN

Tirosin adalah asam amino esensial, yang juga merupakan asam amino aromatik

yang berasal dari hidroksilasi fenilalanin.

Metabolisme Tirosin

Tirosin merupakan hasil katabolisme dari fenilalanin (Gambar 7) karena itu

merupakan asam amino esensial. Tirosin dapat menjadi non esensial jika terjadi

hambatan dalam perubahan fenilalanin. Proses ini melibatkan berbagai hal yaitu

produksi asam organkc, kebutuhan terhadap kofaktor dan gangguan metabolisme

bawaan pada beberapa prosesnya. Tetrahidrobiopterin merupakan kofaktor yang

diubah menjadi dihidrobiopterin dan proses ini diimbangi dengan NADPH

melalui dihidrobiopterin reduktase. Tetrahidrobiopterin juga merupakan kofaktor

hidroksilasi tirosin menjadi L-Dopa dalam sintesis katekolamin (contohnya

norefineprin dan epinefrin) atau memberi pigmen pada beberapa sel. Pada

beberapa sel, tirosin mengalami transaminasi menjadid p-hidroksifenilpiruvat

yang selanjutnya diubah menjadi fumarat dan asetil koa. Pada kromafin sel

medulla ginjal dan sel syaraf, tirosin diubah menjadi L-dopa (Gambar 8)untuk

membentuk katekolamin dan pada sel kulit, L-dopa dapat menjadi prekursor

pembentukan pigmen

Gambar 7. Hidroksilasi fenilalanin menjadi tirosin

15

Gambar 8. Jalur perubahan tirosin menjadi epinefrin

Proses degradasi tirosin terjadi di dalam hati. Proses ini dimulai dengan

pemindahan gugus amino tirosin ke -ketoglutarat oleh enzim tirosin-glutamat

aminotransferase. Enzim ini spesifik untuk tirosin dan fenilalanin.Tirosin lain

mengalami transaminasi melalui enzim aspartat transaminase yang juga dapat

beraksi dengan aspartat fenilalanin dan triptofan. Zat intermediate yang terbentuk

adalah 4-hidroksilfenilpiruvat yang kemudian dioksidasi menjadi asam

homogentisat oleh vitamin C. Reaksi ini dioksidasi oleh 4-hidroksifenilpiruvat

16

dioksigenase. Struktur cincin homogentisat dapat dipecah dan unit linear C8

didegradasi dalam dua reaksi menjadi fumarat dan asetoasetat (Gambar 9).

.

Metabolisme Sistein

Sistein (C 3H7NO2 S) adalah asam amino yang mempunyai gugus sulfhidril (SH)

yang bersifat hidrofilik dengan berat molekul 121,15.Pembentukan sistein adalah hasil perubahan homosistein menjadi sistationin oleh

enzim sistationin--sintase (Gambar 12). Selanjutnya sistationin diubah menjadi

sistein melalui enzim sistationase. Sistein akan diubah menjadi pirufat dan sulfat,

dimana sulfat akan diekskresikan dalam urin. -ketobutirat mengalami oksidasi

dekarboksilasi menjadi propionil Koa (3 karbon asam lemak) di dalam reaksi yang

memerlukan NAD yang juga menghasilkan oksigen. Propionil Koa akan

mengalami metabolisme menjadi suksinil Koa yang juga merupakan hasil akhir

suksinil Koa.

Gambar 12 metabolisme sistein

ASAM ASPARTAT

Asam aspartat (C4H7N1O4), yang kadang juga disebut sebagai 2- amino-asam

suksinat merupakan asam amino yang memiliki muatan yang ditemukan dalam

protein.

Aspartat terdapat dalam sejumlah proses metabolisme (tabel 2). Aspartat terlibat

dalam titik kontrol biosintesis pirimidin (1), reaksi transaminasi (2), interkonversi

dengan aspargin (3,4). Jalur metabolisme yang menghasilkan AMP (5), dalam

siklus urea (2,8), biosintesis de novo IMP dan sebagai prekrusor sejumlah asam

amino seperti homosistein, treonin dan isoleusin. Selain itu asam aspartat juga

terlibat dalam malat aspartat shuttle.

Aspartat memiliki homolog keto yaitu oksaloastetat (Gambar 13), seperti alanin

yng memiliki homolog -keto dengan alanin. Proses perubahan aspartat dan

oksaloasetat adalah melalui reaksi transaminasi sederhana. Oksaloastetat diketahui

terlibat dalam siklus krebs..

Aspartat adalah sangat penting dalam siklus urea untuk kepentingan eliminasi

produk sampah dari protein makananAspartat dan glutamat terlibat dalam kelompok neurotransmitter meliputi asetikolin, noradrenalin dan gamma-aminobutyric acid (GABA). Transmitter eksitatori seperti aspartat menyebabkan depolarisasi nervus.

http://pustaka.unpad.ac.id/wp-content/uploads/2010/05/metabolisme_protein.pdfhttp://www.fk.unair.ac.id/pdfiles/Metabolisma%20asam%20amino.pdf