BIOSINTESIS ASAM AMINO

Ayudia cahyani Yusfian

Protein adalah poliamida dan hidrolisis protein menghasilkan asam-asam amino.

Asam Amino sendiri di bagi menjadi 3 jenis :1. Asam amino essensial 2. Asam amino non essensial3. Asam amino essensial bersyarat

Asam amino essensial. Asam amino esensial adalah asam amino yang tidak bisa diproduksi sendiri oleh tubuh, sehingga harus didapat dari konsumsi makanan.

Asam amino nonessendial.Asam amino non-esensial adalah asam amino yang bisa diprosuksi sendiri oleh tubuh, sehingga memiliki prioritas konsumsi yang lebih rendah dibandingkan dengan asam amino esensial.

Asam amino essensial bersyarat.Asam amino esensial bersyarat adalah kelompok asam amino non-esensial, namun pada saat tertentu, seperti setelah latihan beban yang keras, produksi dalam tubuh tidak secepat dan tidak sebanyak yang diperlukan sehingga harus didapat dari makanan maupun suplemen protein.

Biosintesis merupakan fenomenon di mana sebagian kimia dihasilkan daripada bahan uji yang lebih ringkas.

Biosintesis, tidak seperti sintesa kimia, berlaku dalam organisme hidup dan biasanya  dibantu oleh enzim.

Proses ini merupakan sebagian penting dari proses metabolisme.

Prasyarat untuk biosintesis adalah:1. Bahan pelopor

2. Tenaga (biasanya dalam bentuk ATP) Semua asam amino berasal dari senyawa

intermediet. Glikolisis, siklus asam sitrat, dan jalur pentose phosphat.

Nitrogen masuk ke dalam metabolisme melaluiGlutamat dan Glutamin.

Berdasarkan prekursor nya, biosintesis asam amino dibagi menjadi 5 famili:

α – ketoglutarat piruvat 3-phosphogliserat fosfoenolpiruvat dan eritrose -4P Oksaloasetat Ribosa 5-P

α – ketoglutarat adalah prekursor asam amino non essensial yang berasal dari senyawa antara siklus asam sitrat.

Gugus aminonya dilengkapi dengan reaksi transaminasi dari glutamat , dikatalisis oleh enzim glutamat dehidrogenase dan selanjutnya oleh aspartat aminotransferase, yang mengandung piridoksal fosfat sebagai gugus prostetik.

Reaksi Transaminasi telah menghasilkan, Glutamat, Glutamin, Aspartat, Asparagin dan Alanin.

Ada 2 tahap pelepasan gugus amin dari asam amino, yaitu:

Transaminasiα -ketoglutaratmenghasilkan glutamat atau kepada oksaloasetat menghasilkan aspartat2.

Deaminasi oksidatif Pelepasan amin dari glutamat menghasilkan ion ammonium

Pada aspartat diturunkan juga dari aspargin dengan bantuan asparginase.

Glutamat sendiri berperan penting sebagai donor asam amino intraseluler utama untuk reaksi transaminasi

aspartat sendiri adalah prekursor ornitin untuk siklus urea.

• Glutamat disintesis dengan animasi reduktif alfa-ketoglutarat yang dikatalisis oleh glutamat dehidrogenase.

• Glutamat juga dihasilkan oleh reaksi aminotransferase, yang dalam hal ini nitrogen amino diberikan oleh sejumlah asam amino lain.

gugus amino dalam biosintesis asam amino yang lain melalui reaksi transaminasi.

L-glutamat dehidrogenase terletak di dalam matriks mitokondrion yang berperan dalam pembentukan glutamat.

Tenaga pereduksinya yang diperlukan berasal dari NADPH.

Glutamin dibentuk dari glutamat dengan bantuan glutamin sintetase.

Reaksi pembentukan glutamin sangat penting dalam biosintesis asama amino karena reaksi ini mengubah amonia bebas yang beracun menjadi glutamin tidak beracun dalam darah.

Glutamin sintetase adalah enzim alosterik.

Dalam pembentukan prolin, glutamat mengalami reduksi menjadi -semialdehid yang kemudian mengalami penutupan dan reduksi lanjutan menjadi prolin.

Pada sebagian besar organisme, asam amino nonessensial alanin dan aspartat berasal dari piruvat dan oksaloasetat oleh transaminasi dari glutamat.

Pada sebagian besar bakteri , aspartat adalah prekursor langsung asparagin dalam suatu reaksi

Reaksi ini dikatalisis oleh asparagin sintetase, analog dengan glutamin sintetase.

sintesis asparagin pada mamalia (manusia) gugus amino dipindahkan dari gugus amida glutamin menjadi gugus -karboksil aspartat oleh asparagin sintetase.

BIOSINTESIS ALANIN Alanin, aspartat dan asparagin juga berasal dari

metabolitsentral. Pada kebanyakan organism, asam amino

nonesensial Alanin dan aspartat  berturut-turut berasal dari piruvat dan oksaloasetat oleh transaminasidari glutamate

Biosintesis sistein

Sistein dibuat dari metionin yang essensial pada makanan dan serin yang tidak essensial.

Metionin memberikan atom sulfur dan serin memberikan kerangka karbon pada sintesis sistein.

Pertama L-metionin diubah menjadi S-adenosinmetionin dengan bantuan ATP.

Gugus metil pada metionin sangat reaktif dan dapat dipinahkan secara enzimatik ke berbagai senyawa penerima gugus metil meninggalkan S-adenosilhomosistein sebagai produk demetilasi.

Lanjutan...

S-adenosilhomosistein bereaksi dengan air menjadi adenosin dan homosistein.

Homosistein bereaksi dengan serin yang dikatalisis oleh sistationin -sintetase menghasilkan sistasionin.

sistationin diubah menjadi -ketobutirat dan sistein bebas dengan bantuan sistationin -liase yang juga merupakan enzim piridoksal fosfat.

Hasil akhir dari reaksi yang kompleks ini adalah penggantian gugus –OH pada serin dengan suatu gugus –SH yang berasal dari metionin untuk membuat sistein.

Biosintesis serin

Senyawa awal dari biosintesis serin adalah intermediat glikolitik 3-fosfogliserat.

NADH-linked dehidrogenase mengubah 3-fosfogliserat menjadi sebuah asam keto yaitu 3-fosfopiruvat

Aktivitas amino transferase dengan glutamat sebagai donor menghasilkan 3-fosfoserin, yang diubah menjadi serin oleh fosfoserin fosfatase

• dimulai dengan 3-fosfogliserat, suatu senyawa antara-hidroksilnya dioksidasi oleh NAD+ • lalu menghasilkan 3-fosfohidroksi piruvat. •Transaminasi dari glutamatemenghasilkan 3-fosfoserin• mengalami hidrolisis oleh  fosfoserin fosfatase, menghasilkan serin bebas.

Asam amino serin dengan 3-karbon adalah prekusor glisin berkarbon 2atau 3.

Jalur utama untuk glisin adalah 1 tahap reaksi yang dikatalisis oleh serin hidroksi metil transferase.

Reaksi ini dilangsungkan oleh enzim yang memerlukan koenzim tetrahidrofolat

Lanjutan...

Reaksi ini melibatkan transfer gugus hidroksi metil dari serin untuk kofaktor tetra hidrofolat (THF), menghasilkan glisin dan N5N10 -metilen-THF.

Unit 1-carbon yang berasal dari serin dan dibawa oleh THF dapat dipindahkan ke berbagai molekul penerima.

Biosintesis porfirin

Inti porfirin memegang peranan penting pada protein heme seperti hemoglobin dan sitokrom

Porfirin disusun dari empat molekul turunan monopirol, yaitu  porfobilinogen, yang disintesis sebagai berikut :

Pada reaksi pertama glisin bereaksi dengan suksinil-koA menghasilkan asam -amino--ketoadipat

Kemudian mengalami dekarboksilasi menjadi asam -aminolevulinat dan karbondioksida.

Dua molekul asam -aminolevulinat mengalami kondensasi, membentuk porfobilinogen

Empat molekul porfobilinogen bersama-sama membentuk protoporfirin melalui serangkaian reaksi enzimatis yang kompleks

Atom besi bergabung setelah protoporfirin selesai bergabung