BAB I PENDAHULUAN1.1 Latar belakang Metabolisme adalah proses penguraian dan pembentukan alami tubuh yang dilakukan sepanjang hari. Asam amino merupakan senyawa organik yang merupakan satuan penyusun protein yang mempunyai gugus amino dan karboksilat. Sebagian asam amino diambil oleh hati, sebagian lagi diedarkan ke dalam jaringan-jaringan di luar hati. Protein dalam sel-sel tubuh dibentuk dari asam amino. Bila ada kelebihan asam amino dari jumlah yang digunakan untuk biosintesis protein, kelebihan asam amino akan diubah menjadi asam keto yang dapat masuk ke dalam siklus asam sitrat atau diubah menjadi urea. Asam amino yang dibuat dalam hati, maupun yang dihasilkan dari proses katabolisme protein dalam hati, dibawa oleh darah ke dalam jaringan untuk digunakan. Asam amino yang terdapat dalam darah berasal dari tiga sumber, yaitu absorpsi melalui dinding usus, hasil penguraian protein dalam sel dan hasil sintesis asam amino dalam sel, seperti minyak kelapa sawit.

1.2 Rumusan masalahMasalah yang dibahas dalam makalah ini adalah sebagai berikut:1. Apa pengertian metabolisme asam amino dan protein ?2. Bagaimana proses penguraian protein dalam tubuh ?3. Bagaimana proses asam amino dalam darah ?4. Bagaimana reaksi metabolisme asam amino ?5. Bagaimana proses yang terjadi didalam siklus urea ?6. Apa saja tahapan yang terdapat dalam proses biosintesis protein ?

1.3 Tujuan penulisan1. Menjelaskan pengertian metabolisme asam amino dan protein.2. Menjelaskan proses penguraian protein dalam tubuh.3. Menjelaskan proses asam amino dalam darah secara umum.4. Menjelaskan reaksi metabolisme asam amino5. Menjelaskan siklus urea.6. Menjelaskan biosintesis protein.

1.4 Metode penulisanMetode penulisan makalah ini adalah dengan literatur. Dalam hal ini penulis mengambil bahan dari internet dan berbagai buku bahan acuan yang berkaitan dengan Bikomia.

BAB II PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Metabolisme Asam Amino dan Protein.Metabolisme adalah proses penguraian dan pembentukan alami tubuh yang dilakukan sepanjang hari.

Asam amino merupakan senyawa organik yang merupakan satuan penyusun protein yang mempunyai gugus amino dan karboksilat. Oleh karena itu asam amino mempunyai sifat asam maupun basa. Struktur sederhana dari asam amino adalah:NH2 | R-CH-COOHProtein adalah polimer asam amino. Berasal dari kata poli = banyak, dan mer = bulatan atau satuan. Jadi asam amino adalah monomer protein (mono- = satu). Asam amino mengandung dua macam gugus: 1) asam COOH; 2) amine NH2. R = gugus metil (-CH3)n, dan n artinya banyak. N = 1 sampai puluhan. Asam amino, yang tersederhana dan terkecil ialah glisin. Disini R = H atau hidrogen. Lebih besar dari glisin ialah alanin, di sini n = 1. Asam amino yang umum dihasilkan oleh makhluk hidup, hewan atau tumbuhan ada 20 macam: glisin, alanin, serin, sistein, valin, leusin, isoleusin, lisin, fenilalamin, arginin, histidin, treonin, metionin, tirosin, triptofan, prolin, asparagin, asam aspartat, glutamin, dan asam glutamat. Yang ke 20 macam itu membina suatu molekul protein, ibarat bata yang menjadi bahan dasar yang membina suatu rumah.Dua asam amino beruntai disebut dipeptida, tiga beruntai disebut tripeptida. Jika beruntaian banyak disebut polipeptida. Ada bagian atau organel sel berupa protein, ada dalam bentuk peptida.Protein adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida. Molekul protein mengandung karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan kadang kala sulfur serta fosfor. Protein berperan penting dalam struktur dan fungsi semua sel makhluk hidup dan virus.2.2 Penguraian Protein dalam Tubuh.Asam amino yang dibuat dalam hati maupun yang dihasilkan dari proses katabolisme protein dalam hati, dibawa oleh darah ke dalam jaringan untuk digunakan. Proses anabolic maupun katabolic juga terjadi dalam jaringan di luar hati. Asam amino, yang terdapat dalam darah berasal dari tiga sumber, yaitu absorpsi melalui dinding usus, hasil penguraian protein dalam sel dan hasil sintesis asam amino dalam sel. Hati berfungsi sebagai pengatur konsentrasi asam amino dalam darah.Protein yang terdapat pada jaringan otot mempunyai t1/2 = 120 hari. Rata-rata tiap hari 1,2 gram protein perkilogram berat badan diubah menjadi senyawa lain. Ada tiga kemungkinan mekanisme pengubahan protein , yaitu:1. Sel-sel mati, lalu komponennya mengalami proses penguraian atau katabolisme dan dibentuk sel baru.2. Masing-masing protein mengalami proses penguraian dan terjadi sintesis protein baru tanpa ada sel yang mati.3. Protein dikeluarkan dari dalam sel diganti dengan sintesis protein baru.Asam amino yang dibutuhkan manusia adalah: histidin, isoleusin, leusin, lisin, metionin, arginin, fenilalanin, treonin, triptofan, valin yang bisa didapatkan dari sumber makanan yang mengandung protein hewani (daging, susu, keju, telur, ikan nabati). Kebutuhan protein yang disarankan ialah 1 sampai 1,5 gram per kilogram berat badan per hari.2.3 Asam Amino dalam Darah Jumlah asam amino dalam darah tergantung dari jumlah yang digunakan. Pada proses pencernaan makanan, protein diubah menjadi asam amino oleh beberapa reaksi hidrolisis serta enzim-enzim yang bersangkutan (pepsin, tripsin, kimotripsin, karboksi peptidase, amino peptidase, tripeptidase dan dipeptidase). Setelah protein diubah menjadi asam amino, maka dengan proses absorpsi melalui dinding usus, asam amino tersebut sampai ke dalam pembuluh darah. Proses absorpsi ini ialah proses transport aktif yang memerlukan energi. Asam amino dikarboksilat atau asam diamino diabsorsi lebih lambat lagi daripada asam amino netral.Dalam keadaan puasa, konsentrasi asam amino dalam darah akan meningkat sekitar 5 mg 10 mg per 100 ml darah. Konsentrasi ini akan turun kembali setelah 4 6 jam kemudian. Perpindahan asam amino dari dalam darah ke dalam sel-sel jaringan juga melalui proses transfor aktif yang membutuhkan energi.

2.4 Reaksi Metabolisme Asam Amino Tahap awal reaksi metabolisme asam amino melibatkan pelepasan gugus amino, kemudian baru perubahan kerangka karbon pada molekul asam amino. Dua proses utama pelepasan gugus amino, yaitu transaminasi dan deaminasi.a. TransaminasiIalah proses katabolisme asam amino yang melibatkan pemindahan gugus amino dari satu asam amino kepada asam amino lain. Ada dua enzim penting dalam reaksi transaminasi yang alanin transaminasi dan glutamate transaminase yang bekerja sebagai katalis dalam reaksi berikut: Alanin transaminasiAsam amino + asam piruvat asam keto + alaninGlutamatetransaminasiAsam amino + asam ketoglutarat asam keto + asam glutamateAlanin transaminasi merupakan enzim yang mempunyai kekhasan terhadap asam piruvat-alanin sebagai satu pasang substrat tetapi tidak terhadap asam-asam amino yang lain. Glutamate transaminase merupakan enzim yang mempunyai kekhasan terhadap glutamate-ketoglutarat sebagai satu pasang substrat, karena itu enzim dapat mengubah asam-asam amino menjadi asam glutamate. Alanin + asam ketoglutarat asam piruvat + asam glutamatEnzim yang bekerja sebagai katalis dalam reaksi tersebut ialah alanin-alanin transaminase yang hasil reaksi transaminasi keseluruhan ialah asam glutamate.Reaksi transaminasi terjadi dalam mitokondria maupun dalam cairan sitoplasmas. Semua enzim transaminase dibantu oleh pirodoksalfosat sebagai koenzim.b. Deaminasi OksidatifDalam beberapa sel misalnya dalam bakteri asam glutamate dapat mengalami proses ini yang menggunakan glutamate dehidroginase sebagai katalis.Asam glutarat + NAD asam ketoglutarat + NH4 + NADH + HDalam proses ini asam glutamate melepaskan asam amino dalam bentuk NH4 selain NAD glutamate dehidrogenase dapat pula menggunakan NADP sebagai akseptor electron. Oleh karena asam glutamate merupakan hasil akhir proses transaminase maka glutamate dehidroginase merupakan enzim yang penting dalam metabolisme asam amino.Pembentukan asetil Koenzim-AAsetil koenzim-A adalah senyawa penghubung antara metabolisme asam amino dengan siklus asam sitrat. Ada dua jalur metabolic yang menuju kepada pembentuk asetil koenzim-A yaitu melalui asam piruvat dan asam asetoasetat.Asam amino melalui asam piruvat yaitu alanin yang menghasilkan asam piruvat dengan langsung pada reaksi transaminasi dengan asam ketoglutarat, serin yang mengalami reaksi dehidrase deaminase oleh enzim serin dehidrase, dan treonin yang diubah menjadi glisin dan asetaldehida oleh enzim treonin aldolase yang kemudian diubah menjadi asetil koenzim A mealui pembantukan serin dengan jalan penambahan satu atom karbon seperti metal, hidroksil metal dan fermil. Koenzim yang bekerja adalah tetrahidrofolfat. Kaitan antara asam-asam amino dengan siklus asam sitrat terlihat pada gambar berikut

Kaitan antara asam-asam amino dengan siklus asam sitrat

Metabolisme Beberapa Asam AminoJalur metabolic asam amino, yaitu glisin, alanin, valin, leusin, dan isoleusin, treonin, fenilalanin, dan tirosin, triftofan, sistin,dan sistein, metionin, asam aspartat, asam glutamate, asparagin, glutamin, arginin, histidin, prolin, danhidroksiprolin.a) GlisinMengalami reaksi deaminasi oksidatif oleh glisin oksidasi, yaitu enzim yang terdapat dalam jaringan hati dan ginjal. Dalam reaksi ini glisin akan diubah menjadi asam glioksilatdan ammonia kemudian menjadi formaldehida dan karbondioksida. Glisin dapat berfungsi dalam proses penawar racun.

b) AlaninAlanin adalah asam amino nonesensial yang dapat dibuat dalam tubuh melalui reaksi transaminasi piruvat dengan asam glutamat atau asam amino lain.c) ValinBiosintesis valin, suatu asam amino esensial, hanya terjadi dalam tumbuhan dan organisme mikro yang diawali dari asam piruvat yang berturut-turut diubah menjadi asetolaktat, dihidroksi isovalerat, ketoisovalerat dan valin.d) LeusinLeusin dapat diubah menjadi asam keto melalui reaksi transaminasi oksidatil, kemudian asam keto ini melalui beberapa tahap reaksi diubah menjadi asetil KoA.e) SerinSerin merupakan bagian dari fosfatidil serin yaitu salah satu lipid yang terdapat dalam otak. Serin juga dapat membentuk etanolamina yang merupakan bagian dari fosfotidil etanolamina.f) TreoninTreonin juga dapat diubah menjadi glisin dan asetaldehida dengan cara pemecahan molekulnya yang berlangsung oleh enzim aktolase treonin dan piridoksalfosfat sebagai koenzim. Biosintesis treonin berasal dari asam aspartat melalui beberapa tahap reaksi.g) TirosinTirosin dapat diubah menjadi asam p-hidroksifenilpirufat dengan cara transaminasi yang berlangsung dengan bantuan enzim tirosin ketoglutarat transaminase dan piridoksal fosfat sebagai koenzim. h) FenilalaninReaksi pembentukan tirosin dan fenilalanin adalah reaksi tidak refersibel, artinya fenilalanin tidak dapat dibentuk dari tirosin dan karenanya fenilalanin adalah asam amino esensial sedangkan tirosin merupakan asam amino nonesensial.i) TriptofanTriptofan adalah asam amino esensial yang mengandung cincin indol. Metabolisme triptofan berlangsung melalui jalur kinurenin-antranilat, yaitu suatu metabolisme melalui beberapa tahap reaksi yang menghasilkan asam ketoadipat yang kemudian membentuk asetoasetil KoA. Dalam metabolisme ini kinurenin dan asam 3-hidroksi antranilat merupakan senyawa-senyawa antara. j) Sistin dan SisteinSistin dan sistein adalah dua senyawa yang saling dapat diubah dari yang satu kepada yang lain dan mengalami metabolisme yang sama dalam tubuh. Dalam metabolisme sistein dapat diubah menjadi asam piruvat melalui 3 cara :a Reaksi pengubahan sistein dengan enzim sistein desulfhidrase.b Melalui pembentukan asam sisteinsulfinat, kemudian diubah menjadi asam salfinilpiruvat sehingga membentuk asam piruvat.c Melalui reaksi transaminasi membentuk asam tiolpiruvat, kemudian diubah menjadi asam piruvat.k) MetioninBiosintesis metionin terjadi pada tumbuhan atau organisme mikro yang berawal dari asam aspartat. Asam ini dapat diubah berturut-turut menjadi aspartilfosfat, aspartatsemialdehida, homoserin, sistationin, homosistin dan metionin.l) Asparagin dan Asam AspartatDalam metabolismenya, asparagin diubah menjadi asam aspartat dengan bantuan enzim asparaginase. Kemudian asam aspartat diubah menjadi asam oksaloasetat oleh enzim transaminase. Asam aspartat juga dapat membentuk beberapa buah asam amino esensial melalui beberapa tahap reaksi (lisin, metionin, treonin, dan isoleusin).

m) Glutamin dan Asam GlutamatAsam glutamat banyak terlihat dalam reaksi transaminasi dengan bantuan enzim glutamat transaminase, suatu enzim yang mempunyai aktivitas tinggi dan banyak terdapat pada jaringan hewan. Glutamin dapat diubah menjadi asam glutamate oleh enzim glutaminase dalam reaksi deaminasi yang tidak reversible. 2.5 Siklus Urea Urea adalah suatu senyawa yang mudah larut dalam air, bersifat netral, terdapat dalam urine yang dikeluarkan dari dalam tubuh. Proses yang terjadi di dalam siklus urea digambarkan terdiri atas beberapa tahap reaksi, yaitu:1.) Reaksi pertama : Sintesis karbamil fosfatReaksi ini membutuhkan energi, karenanya reaksi ini melibatkan 2 mol ATP yang diubah menjadi ADP. Disamping itu, sebagai kofaktor dibutuhkan Mg++ dan N-asetil-glutamat.2.) Reaksi kedua : Pembentukan sitrulinDalam reaksi ini bagian karbamil bergabung dengan ornitil dan memisahkan gugus fosfat. Sebagai katalis, pada pembentukan sitrulin adalah transkabamilase yang terdapat pada bagian mitokondria sel hati.3.) Reaksi ketiga : Pembentukan asam argininosuksinatReaksi ini berlangsung dengan bantuan enzim argininosuksinat sintetase. Dalam reaksi tersebut, ATP merupakan sumber energi dengan jalan melepaskan gugus fosfat dan berubah menjadi AMP.4.) Reaksi keempat : Penguraian asam argininosuksinatDalam reaksi ini, asam argininosuksinat diuraikan menjadi arginin dan asam fumarat. Reaksi ini berlangsung dengan bantuan enzim argininosuksinase, suatu enzim yang terdapat dalam hati dan ginjal.5.) Reaksi kelima : Penguraian argininReaksi terakhir ini melengkapi tahap reaksi pada siklus urea. Dalam reaksi ini arginin diuraikan menjadi urea dan ornitin. Enzim yang bekerja sebagai katalis dalam reaksi penguraian ini arginase yang terdapat dalam hati. Ornitin yang terbentuk dalam reaksi hidrolisis ini bereaksi kembali dengan karbamilfosfat untuk membentuk sitrulin (reaksi 2). Demikian seterusnya reaksi berlangsung secara berulang-ulang sehingga merupakan suatu siklus. Adapun urea yang terbentuk dikeluarkan dari tubuh melalui urine.

Tahapan-tahapan proses yang terjadi di dalam siklus urea2.6 Biosintesis Protein Sintesis protein adalah proses pembentukan protein dari monomer peptida yang diatur susunannya oleh kode genetik. Sintesis protein dimulai dari anak inti sel, sitoplasma dan ribosom. Sintesis protein terdiri dari 2 tahapan besar yaitu:1. TranskripsiTranskripsi adalah proses sintesis RNA dengan menggunakan DNA sebagai cetakan. DNA berlaku sebagai arsitek yang merancang pola penyusunan protein sedangkan RNA yang akan menjadi duta sebagai pembawa informasi genetik berupa kode kode genetik atau kodon-kodon.DNA membuka menjadi 2 rantai terpisah. Karena mRNA berantai tunggal, maka salah satu rantai DNA ditranskripsi (dicopy). Rantai yang ditranskripsi dinamakan DNA sense atau template dan kode genetik yang dikode disebut kodogen. Sedangkan yang tidak ditranskripsi disebut DNA antisense/komplementer. RNA Polimerase membuka pilinan rantai DNA dan memasukkan nukleotida-nukleotida untuk berpasangan dengan DNA sense sehingga terbentuklah rantai mRNA.2. TranslasiTranslasi adalah proses penerjemahan kode genetik oleh tRNA ke dalam urutan asam amino. Translasi menjadi tiga tahap, yaitu inisiasi, elongasi, dan terminasi. mRNA/RNAd yang sudah terbentuk keluar dari anak inti sel menuju rRNA. Disana mRNA masuk ke rRNA/RNAr diikuti oleh tRNA/RNAt. Ketika antikodon pada tRNA cocok dengan kodon mRNA kemudian rantai bergeser ke tengah. Kodon mRNA berikutnya dicocokkan dengan tRNA kemudian asam amino yang pertama berikatan dengan asam amino kedua. tRNA pertama keluar dari rRNA. Proses ini berlangsung hingga kodon stop, ribosom subunit besar dan kecil terpisah, mRNA dan tRNA keluar dari ribosom. Kodon stop : UAA,UAG, UGA Rumus cepat: mRNA=DNA komplementer=DNA antisense=kode protein tRNA=DNA template=DNA sense=kodogen. Berikut ini adalah gambar proses sintesis protein3. TerminasiTahap akhir translasi adalah terminasi. Elongasi berlanjut hingga kodon stop mencapai ribosom. Triplet basa kodon stop adalah UAA, UAG, dan UGA. Kodon stop tidak mengkode suatu asam amino melainkan bertindak sinyal untuk menghentikan translasi. Polipeptida yang dibentuk kemudian diproses menjadi protein.

BAB IIIPENUTUP

3.1 Kesimpulan1. Metabolisme asam amino adalah proses penguraian satuan penyusun protein yang memiliki gugus amino dan karboksilat.2. Metabolisme protein adalah proses penguraian dan pembentukan senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida.3. Mekanisme pengubahan protein, yaitu: sel-sel mati, lalu komponennya mengalami proses penguraian atau katabolisme dan dibentuk sel baru. Masing-masing protein mengalami proses penguraian dan terjadi sintesis protein baru tanpa ada sel yang mati. Protein dikeluarkan dari dalam sel diganti dengan sintesis protein baru.4. Asam amino, yang terdapat dalam darah berasal dari tiga sumber, yaitu absorpsi melalui dinding usus, hasil penguraian protein dalam sel dan hasil sintesis asam amino dalam sel.5. Reaksi metabolisme asam amino meliputi dua reaksi yaitu :a. Transminasib. Deasminasi oksidatif6. Reakasi siklus urea: CO2 + NH4 + + 3ATP + Aspartat + 2H2O UREA + 2ADP + 2Pi + AMP + Ppi + Fumarat.7. Proses biosintesis protein berlangsung dalam dua tahap yaitu :a. Transkripsi, yaitu pembentukan molekul RNA sesuai pesan yang diberikan oleh DNA.b. Translasi, yaitu molekul RNA menerjemahkan informasi genetika kedalam proses pembentukan protein.

3.2 SaranDiharapkan para pembaca makalah ini dapat mengambil manfaatnya. Untuk lebih memahami tentang Metabolisme Asam Amino dan Protein saya menyarankan para pembaca mencari referensi lain yang berkaitan dengan materi pada makalah ini.

DAFTAR PUSTAKA Martohargono, S. 1984. Biokimia. Gadjah Mada University Press : YogyakartaPoedjiadi, Anna. 1994. Dasar-Dasar Biokimia. UI Press : JakartaSupardan. 1989. Metabolisme Lemak, Malang: Lab. Biokimia Universitas Brawijaya

15