Kuliah Biokimia-Metabolisme Asam Amino
-
Upload
ipung-arisanti -
Category
Documents
-
view
280 -
download
6
Transcript of Kuliah Biokimia-Metabolisme Asam Amino
Metabolisme Asam AminoSantoso
Bag. Biokimia Fakultas Kedokteran
Unviersitas Diponegoro
Tujuan Instruksional Umum (TIU)
Setelah mengikuti pokok bahasan Metabolisme Asam Amino diharapkan mahasiswa mampu
menjelaskan pemanfaatan asam amino dalam tubuh manusia
Tujuan Instruksional Khusus (TIK)
• Menjelaskan klasifikasi asam amino berdasarkan biosintesisnya.
• Menjelaskan biosintesis asam amino.• Menjelaskan klasifikasi asam amino
berdasarkan proses katabolismenya.• Menjelaskan peran asam amino dalam
menghasilkan energi.
Tujuan Instruksional Khusus (TIK)
• Menjelaskan peran asam amino untuk menghasilkan produk lain selain energi.
• Menjelaskan siklus urea sebagai mekanisme pembuangan unsur nitrogen dari tubuh.
• Menjelaskan kaitan biomedik metabolisme asam amino dengan beberapa kelainan atau penyakit dengan pemberian contoh kasus klinik.
Prior Knowledge
• Bab 4 : Asam Amino, Murray et al, Biokimia Harper (Hafalkan singkatan asam amino)– Contoh : Glisin (Gly), Glutamin (Gln) dsb
• Bab 17 : Ikhtisar Metabolisme Antara, Murray et al, Biokimia Harper (Fokus pada metabolisme antara protein)
• Bab 18 : Siklus Asam Sitrat, Murray et al, Biokimia Harper (Fokus pada molekul intermediate)
Referensi
• Murray et al, Biokimia Harper, Bab 30-33• Santoso., Seri Buku Biokimia Kedokteran :
Metabolisme Asam Amino, Fakultas Kedokteran UNDIP, 2012
• themedicalbiochemistrypage.org
Perjalanan ProteinDan Metabolisme Asam Amino
Asupan Protein dicerna menjadi asam amino
Transport di sirkulasi ke sel
Sintesis protein Protein Fungsional
Degradasi
Protein
Asam Amino
Metabolit
8
Pencernaan Protein
Lambung: Pepsinogen Pepsin (max. act. pH 2)
Usus halus: Tripsinogen Tripsin
Trypsin membantu :Chymotrypsinogen menjadi chymotrypsinProelastase menjadi elastaseProcarboxypeptidase menjadi carboxypeptidase
Aminopeptidases (intestinal epithelia)
Enteropeptidase
9
LumenO
lig
op
epti
des
A
sam
Am
ino
Penyerapan di usus halus
Oligopeptides
Amino Acids
Peptidases
DarahProteinTransport
Epitel
Overview
Asam Amino
Asupan Protein
(70-100 g/hari)Protein Tubuh
(35-200 g/hari)
PurinPirimidinHemeNiasin
NeurotransmiterPoliamina
NH3 Urea
Asam Keto
Glukosa
Benda Keton
CO2
+Air
Adrenalin DOPA NoradrenalinTiroksin Melanin
11
Klasifikasi Asam Amino
• Essential and Non-essential
• Glukogenik and Ketogenik
Asam Amino non essensial pada manusia
• Dapat diperoleh bukan dari makanan
• Dapat dibentuk dari asam -keto dengan transaminasi dan reaksi kelanjutannya
• Alanine• Asparagine• Aspartate• Glutamate• Glutamine
• Glycine• Proline• Serine• Cysteine (from Met*)• Tyrosine (from Phe*)
* Asam amino esensial
13
Asam Amino esensial pada manusia
• Diperoleh dari makanan
• Manusia tidak dapat membuat dalam tubuh
• Arginine*• Histidine*• Isoleucine• Leucine• Valine
• Lysine• Methionine• Threonine• Phenylalanine• Tryptophan
* Essential in children, not in adults
14
Biosintesis Asam amino
Amino Acid1 +-Keto Acid2 Amino Acid2 +-Keto Acid1
NH3+
-O2CCH 2CH2CHCO 2-
Glutamate
OR-CCO 2
-+
O-O2CCH 2CH2CCO 2
-
-Ketoglutarate
NH2
R-CHCO 2-
+
Pyridoxal phosphate (PLP)- Dependent Aminotransferase
Alanin
Piruvate
Transaminasi
Enzim : Transaminase = amino transferase
GOT = Glutamat Oksaloasetat Transaminase = Aspartat transaminase
GPT = Glutamat Piruvat Transaminase = alanin transaminase
Glutamat --------------------- Glutarat
Aspartat ---------------------- Oksaloasetat
Alanin ----------------------- Piruvat
Pasangan asam amino dengan asam ketonya
16
Transaminasi
Glutamate -Ketoglutarate + +Pyruvate Alanine
Glutamate -Ketoglutarate + +Oxaloacetate Aspartate
Glutamate-PyruvateAminotransferase(Alanine Transferase ALT)
Glutamate-OxaloacetateAminotransferase(Aspartate Transferase AST)
Blood levels of these aminotransferases, also called transaminases,are important indicators of liver disease
Overview non-e aa biosynthesis
Cys
Suksinil
LysAla
asetil-koA
Oksalo asetat
Asp
Fumarat
Asn
Propionil
Phe
Glu
ProHis
Arg
Gln
Hyp
Tyr
Piruvat
sitrat
koA
GlutaratMalat
Ser
Gly
Hyl
Biosintesis Asam amino non-esensial
Siklus Krebs
SUKSINIL-KoA
KARBOHIDRAT LIPID PROTEIN
ASETIL-KoA
OKSALOASETAT SITRAT
ISOSITRAT
α-KETOGLUTARAT
MALAT
SUKSINAT
FUMARAT
NAD+
NAD+
NAD+
NADH + H+
NADH + H+
NADH + H+
FAD
FADH2
GTP GDP
SIKLUS KREBS
Silus Krebs
• GLIKOGEN
• GLUKOSA
PIRUVAT ASETIL-KoA ASETO ASETIL-KoA
ASAM LEMAK
TRIGLISERIDA STEROID
KOLESTEROL
BENDA KETON
ASAM AMINO GLUKOGENIK
ASAM AMINO
KETOGENIK
LAKTAT
KREBS CYCLE
20
Asam Amino Glukogenik• Akan dimetabolisme menjadi -
ketoglutarate, pyruvate, oxaloacetate, fumarate, atau succinyl CoA
Phosphoenolpyruvate Glucose• Aspartate• Asparagine• Arginine• Phenylalanine• Tyrosine• Isoleucine
• Methionine• Valine• Glutamine• Glutamate• Proline• Histidine
• Alanine• Serine• Cysteine• Glycine• Threonine• Tryptophan
21
Asam Amino Ketogenik• Dimetabolisme menjadi asetil KoA atau
asetoasetil KoA
• Isoleucine• Leucine *• Lysine *• Threonine
• Tryptophan• Phenylalanine• Tyrosine
* Leucine and lysine are only ketogenic
Katabolisme Unsur Karbon
(C)
Using amino acids for energy
• Carbohydrates --> 4 calories/gram• Fat ---------------- -> 9 calories/gram• Amino acids ----> 4 calories/gram
How are amino acids metabolized for energy?
Overview of ketoacid katab.
Cys
Suksinil
Leu
LysAla
asetil-koA
Asetoasetat
Oksalo asetat
Asp
Fumarat
Asn
PropionilVal
Phe
Glu
ProHis
IleArg
Gln
Hyp
Tyr
Pir uvat
sitrat
koA
GlutaratMalat
TrpSer
Thr Gly
Met
glucose
Glycogenic ; overall
Cys
Suksinil -koA
Ala
asetil-koA
Oksalo asetat
Asp
Fumarat
Asn
PropionilVal
Glu
ProHis
Arg
Gln
Hyp
Pyruvate
sitrat
koA
GlutaratMalat
Ser
Gly
Met
glucoseAsam amino glikogenik
Glycogenic ; pyruvic
Cys
Suksinil
Ala
asetil-koA
Oksalo asetat
Fumarat
Hyp
Pyruvate
sitrat
koA
GlutaratMalat
Ser
Gly glucoseAsam amino glikogenik
Keluarga piruvat
Glycogenic ; oxaloacetic
Suksinil
asetil-koA
Oksalo asetat
Asp
Fumarat
Asn
sitrat
koA
GlutaratMalat
glucoseAsam amino glikogenik
Keluarga Oksaloasetat
Glycogenic ; glutaric
Suksinil
asetil-koA
Oksalo asetat
Fumarat
Glu-semiald
Glu
Pro
His
Arg
Glnsitrat
koA
GlutaratMalat
glucose
Orntn
Keluarga Glutarat
Asam amino glikogenik
Glycogenic ; via succinyl-c0A
Suksinil-koA
asetil-koA
Oksalo asetat
Fumarat
Propionil-koAVal
Pyruvate
sitrat
koA
GlutaratMalat
Met
glucoseAsam amino glikogenik
Keluarga suksinil-koA
Ketogenic
Suksinil
Leu
Lys
asetil-koA
Asetoasetat
Oksalo asetat
Fumarat
Pyruvate
sitrat
koA
GlutaratMalat
glucose
Asam amino ketogenik
Ketogenic & Glycogenic
Suksinil
Ala
asetil-koA
Asetoasetat
Oksalo asetat
Fumarat
Propionil
Phe Ile
Tyr
Pyruvate
sitrat
koA
GlutaratMalat
TrpSer
Thr Gly glucose
Biosintesis Produk Lain
Special products :
Adrenalin Noradrenalin DOPA
Thyroxine Melanin Purines
Pyrimidines Heme Creatin phosphate
Polyamines Carnitine Neurotransmitters
Histamine NO Niacin
Overview of special product synthesis.
melanine
Uric acid
Tyr
Gly
Dopamin, norepinephrin, epinephrin
Creatine phosphate
Asp
serotonin
Gln
Histamine
Niacin
Gln
Purine
His
Bilirubin
T3, T4(Tyroxine)
melatonin
pyrimidineAsp
Trp
Creatinine
Arg
Gly
Arg
Hem
Gly
NO
NAD/NADP
Katabolisme Unsur Nitrogen
(N)
Pengambilan N dari asam amino
1. Oksidasi deaminasi Glutamat
2. Transaminasi
Oksidasi deaminasi Glutamat
Reactions of glutamate dehydrogenase
Ringkasan pengambilan N
glutamate dehydrogenase
trans- aminase
Amino acids
Keto acids
alpha-keto- glutarate
glutamate
NH4+
NADH
NAD
CO2 + H2OKetone bodies
glucose
Katabolisme Unsur N
As. amino
Kreatinin
Creatin fosfat
Asam urat
Basa PurinAmonia
UREA
N ditransport ke Liver sebagai Glutamin dan Alanin
Amoniak berbahaya terhadap SSP
Sel otak mengirim NH3 sbg Glutamin
+H3N COO-
COO-
O COO-
COO-
glutamate-keto-glutarate
+H3N CONH2
COO-
glutamine
transaminase
Glutamine synthetase
Sel Otot mengirim NH3 sbg Ala
+H3N CH3
COO-
O CH3
COO-
alaninepyruvate transaminase
•Terutama sel otot skelet
Gln dan Ala diangkut ke liver...
• Di Liver, Gln dikonversi kembali menjadi glutarat
+H3N COO-
COO-
glutamate+H3N CONH2
COO- glutaminase
+ NH3glutamine
Releasing the N...•Glutamate dehydrogenase can work here too...
+H3N COO-
COO- O COO-
COO-
glutamate
alpha-keto-glutarate
glutamatedehydrogenase
+NH3
NAD+ NADH
Alanine can release N...
+H3N CH3
COO-
O CH3
COO-
+H3N COO-
COO-
O COO-
COO-
alanine pyruvatetrans-aminase
glutamate-keto-glutarate
++
NH3
glutamatedehydrogenase
Glucose-alanine cycle
muscle liver
Ala Ala pyruvate
glucoseglucose
pyruvate
Glu -KG -KG Glu
NH3 NH3glutamate
dehydrogenaseglutamate
dehydrogenase
amino acids urea cycle
Disposing of NH3
• In the liver, NH3 is converted to urea
O
H2N NH2
The Urea Cycle
Keseimbangan Nitrogen
Tubuh
Protein + Asam amino
Urea
Kreatinin
As. Urat
Amonium
Keseimbangan Nitrogen
Positip
Negatip
Seimbang
Pertumbuhan, pemulihan
Sakit, Trauma, perdarahan
Terima Kasih