FERDIANSYAH ADHITAMA 1004015096 BIOKIMIA 4F

BIOSINTESIS PROTEIN/ASAM AMINO DAN DEGRADASI ASAM AMINO

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN PROGAM STUDI FARMASI UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PROF. DR. HAMKA JAKARTA 2011

Transkripsi dan Translasi dalam Sintesis ProteinAda beberapa hal yang harus dipahami dan dimengerti terlebih dahulu sebelum kita memahami tentang sintesis protein atau belajar sintesis protein. Halhal yang harus kita pahami terlebih dahulu tersebut adalah sebagai berikut : Ribosom Transkrip Translasi ARN Polimerase sintesis protein ATP sintesis protein Asam Amino protein ADN : Perancang jenis protein ARNd, ARNt, dan Arnr : Merupakan pelaksana sintesis protein : Enzim-enzim yang diperlukan di dalam sintesis : Singkatan dari : Tempat berlangsungnya sintesis protein : Salah satu langkah sintesis protein : Langkah lain dari sintesis protein selain transkrip : Yang diperlukan ketika transkripsi di dalam

Adenosin

Tri

Phospat

dan

merupakan sumber energi di dalam sintesis protein dan sebagai bahan baku

Didalam proses sintesis protein, ada dua tahapan yang terjadi yaitu tahapan transkripsi dan translasi. Masing-masing tahapan tersebut memiliki urutan proses yang berbeda dan menghasilkan bahan-bahan yang diperlukan dalam sintesis protein. Berikut ini akan dijelaskan satu per satu setiap proses di dalam tahapan sintesis protein tersebut: 1. Transkripsi Di dalam tahapan transkripsi, proses yang dilalui sintesis protein adalah sebagai berikut: Tahapan transkripsi dalam proses sintesis protein dimulai ketika rantai ADN mengalami pembukaan, pembentukan rantai ARNd pun juga ikut dimulai. Rantai ADN itulah yang akan membentuk rantai ARNd dan menghasilkan rantai yang disebut rantai sense atau rantai template. Sementara, pasangan dari rantai sense yang tidak berhasil membentuk ARNd akhirnya disebut rantai anti-sense.

Tahapan berikutnya yang harus ada untuk proses sintesis protein adalah proses pembentukan kodon. Kodon ini terbentuk dari kodogen, yaitu pasangan tiga basa nitrogen (triplet) yang ditemukan pada rantai sense ADN. Kodon itu lebih dikenal dengan kode genetika yang memiliki fungsi memberikan kode pada jenis asam amino tertentu yang akan diperlukan dalam proses sintesis protein.

Tahapan selanjutnya, ARNd itu akan melepaskan diri dari inti sel dan keluar melalui pori-pori membran inti sel dan menuju ke ribosom dalam sitoplasma.

2. Translasi Tahapan translasi yang diperlukan dalam sintesis protein adalah sebagai berikut: Setelah ARNd bergabung dengan ribosom di dalam sitoplasma maka penerjemahan kode genetic yang dikenal dengan nama kodon akan segera dimulai. Penerjemahan kode genetik itu dilakukan oleh ARNt. ARNt akan mengikat jenis asam amino tertentu yang dibutuhkan dalam sintesis protein dan yang telah dikodekan dengan baik oleh kodon. Asam amino akan bergabung dengan ARNd di ribosom sehingga nantinya akan dihasilkan masing-masing ARNt mengikat satu jenis asam amino lain. Kemudian asam amino yang dibawa oleh ARNt tadi langsung

menggabungkan diri dengan ARNd di ribosom dan terjadi pengikatan antar asam dan terbentuklah polipeptida. Proses polimerisasi inilah yang akan membentuk protein.

Proses Sintesis ProteinProses sintesis protein terjadi ketika protein yang dihasilkan pada tahap translasi menggabungkan diri dengan asam amino dengan menggunakan berbagai informasi yang didapat di dalam gen. Setiap protein tersebut memiliki urutan asam amino yang jenisnya berbeda antara asam amino yang satu dengan asam amino yang lain yang telah ditetapkan oleh nukleotida. Proses penggabungan protein dalam ribosom yang terdapat pada sitoplasma itulah yang disebut proses sintesis protein. Proses sintesis protein yang memiliki kecepatan yang lebih tinggu bukan terdapat pada sitoplasma ini, melainkan proses sintesis protein yang terjadi pada prokariotik dan terjadi pula di eukariotik. Kecepatan sintesis protein pada kedua tempat tersebut dapat menghasilkan dua puluh asam amino perdetik. Untuk melihat ukuran panjang sintesis protein, kita dapat melakukan pengukuran dengan dengan melihat jumlah asam amino yang memiliki total massa molekulnya. Satuan yang digunakan dalam pengukuran panjang sintesis protein ini menggunakan satuan unit Daltons atau satuan yang identik denagn unit massa atom. Rata-rata panjang sintesis protein yang terjadi adalah 446 asam amino dan lima puluh tiga kilo Daltons pada sebuah massa. Hingga saat ini, protein yang terbesar yang pernah terdapat di dalam sintesis protein adalah protein yang disebut dengan titins. Yang merupakan bagian atau komponen dari otot sarkomer. Massa titins ini hampir tiga puluh ribu kilo Daltons dengan total panjang sintesis proteinnya hampir mencapai 27.000 asam amino.

Pentingnya Sintesis Protein dalam Tubuh ManusiaMemang secara umum, kita tidak perlu mempelajari sintesis protein di dalam tubuh kita karena proses sintesis protein itu terjadi dengan sendirinya di dalam tubuh kita bahkan tanpa kita sadari. Namun agar proses sintesis tersebut di dalam tubuh kita dapat berjalan denagn baik, maka pengetahuan sintesis protein tersebut perlu kita ketahui sekilas sehingga kita juga dapat mengetahui bagaimana besarnya peranan protein bagi tubuh manusia.

Ada banyak manfaat protein yang dihasilkan dalam proses sintesis protein tersebut bagi tubuh kita. Manfaat tersebut misalnya saja adalah sebagai penghasil hormone, enzim dan antibodi yang dapat menjaga daya tahan tubuh kita. Selain itu, protein juga memiliki fungsi sebagai sumber energi dan merupakan kunci utama dalam pembentukan dan perbaikan jaringan dan sel dalam tubuh kita. Protein juga merupakan pengatur yang akan menjaga keseimbangan kadar asam basa di dalam selsel yang terdapat di dalam tubuh kita serta tubuh kahkluk hidup lainnya. Karena besarnya peranan protein di dalam tubuh kita, maka kita harus membantu proses sintesis protein yang ada di dalam tubuh dengan cara memberikan asupan makanan yang bergizi pada tubuh kita. Makanan yang banyak mengandung protein adalah yang berupa daging, ikan, susu, telur, berbagai tumbuhan seperti bijibijian, kentang dan polong-polongan. Sintesis protein di dalam tubuh yang tidak berjalan dengan baik akan menyebabkan tubuh kekurangan protein. Kekurangan protein tersebut memberikan dampak yang cukup merugikan bagi tubuh kita. Akibat dari kekurangan protein di dalam tubuh kita seperti ganguan pertumbuhan, hati berlemak, penyakit lemah otot, dan kerontokan rambut. Pada anak-anak yang kekurangan protein dapat terjadi penyakit busung lapar dimana penyakit tersebut disebabkan oleh filtrasi air yang masuk ke dalam pembuluh darah sehingga menimbulkan odem. Jika kekurangan protein di dalam tubuh kita di biarkan dan tidak segera ditanggulangi, maka kekurangan protein tersebut akan menyebabkan penyakit marasmus dan juga dapat menyebabkan kematian. Memang di dalam tubuh kita , sintesis protein hanya sebagai pengetahuan saja. Namun, dengan pengetahuan inilah kita dapat menjaga kesehatan tubuh kita dan dapat membantu pula agar proses sintesis protein di dalam tubuh kita berlangsung dengan baik. Hal ini kan membantu kita terhindar dari berbagai penyakit yang disebabkan oleh kekurangan protein.

Pencernaan Protein Sebagian besar zat makanan harus dipecah manjadi molekul-molekul yang lebih kecil terlebih dahulu sebelum di absorbs dari saluran pencernaan yang disebut PROSES PENCERNAAN Perubahan kimia dalam proses pencernaan dilakukan dengan bantuan enzimenzim saluran pencernaan yang mengkatalisis hidrolisis: 1. Protein menjadi asam amino 2. Pati menjadi monosakarida 3. Triasilgliserol menjadi monoasilgliserol, gliserol, dan asam lemak

Penguraian Protein Dalam TubuhAsam amino yang dibuat dalam hati, maupun yang dihasilkan dari proses katabolisme protein dalam hati, dibawa oleh darah kedalam jaringan untuk digunakan.proses anabolik maupun katabolik juga terjadi dalam jaringan diluar hati.asam amino yang terdapat dalam darah berasal dari tiga sumber, yaitu absorbsi melalui dinding usus, hasil penguraian protein dalam sel dan hasil sintesis asam amino dalam sel. Banyaknya asam amino dalam darah tergantung keseimbangan antara pembentukan asam amino dan penggunaannya. Hati berfungsi sebagai pengatur konsentrasi asam amino dalam darah. Dalam tubuh kita, protein mengalami perubahan perubahan tertentu dengan kecepatan yang berbeda untuk tiap protein. Protein dalam dara, hati dan organ tubuh lain mempunyai waktu paruh antara 2,5 sampai 10 hari. Protein yang terdapat pada jaringan otot mempunyai waktu paruh 120 hari. Rata-rata tiap hari 1,2 gram protein per kilogram berat badan diubah menjadi senyawa lain. Ada tiga kemungkinan mekanisme perubahan protein, yaitu : 1) Sel-sel mati, lalu komponennya mengalami proses penguraian atau katabolisme dan dibentuk sel 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.

Urutan Pencernaan MakananZat makanan yang mengandung protein masuk ke dalam mulut (Proses mengunyah) Masuk ke dalam lambung (Enzim pepsin bersama HCl mengubah protein asli menjadi proteosa dan pepton yang masih merupakan derivat protein yang agak besar) Isi lambung (kimus) yang konsistensinya kental seperti rum susu, secara intermitten masuk ke dalam duodenum melalui spinkter pilorus (Sekresi pankreas dan empedu yang sangat basa menetralkan asam dalam kimus pH menjadi alkali (perlu untuk aktivitas enzim berikutnya)) Getah pankreas yang mengandung enzim tripsin & kimotripsin mengubah protein asli, proteosa dan pepton menjadi polipeptida

-Karboksipeptidase menghidrolisis ikatan peptida terminal pada ujung karboksil rantai polipeptida -Aminopeptidase & Dipeptidase memecahkan ikatan peptida terminal pada ujung amino bebas rantai polipeptida (menghasilkan peptida yang lebih rendah dan asam amino bebas) Isi duodenum terus masuk ke dalam usus (Getah usus yang disekresi oleh kelenjar Brunner & Lieberkuhn juga mengandung enzim aminopeptidase & dipeptidase)

Getah pankreas yang juga mengandung enzim peptidase:

Proses hidrolisis peptida akan terus berlanjut sampai protein makanan hampir seluruhnya berubah menjadi asam amino penyusunnya Asam amino di absorpsi oleh mukosa usus halus Asam amino masuk ke dalam sirkulasi darah

Struktur Asam Amino

Struktur asam -amino, dengan gugus amina di sebelah kiri dan gugus karboksil di sebelah kanan.

Struktur asam amino secara umum adalah satu atom C yang mengikat empat gugus: gugus amina (NH2), gugus karboksil (COOH), atom hidrogen (H), dan satu gugus sisa (R, dari residue) atau disebut juga gugus atau rantai samping yang membedakan satu asam amino dengan asam amino lainnya. Atom C pusat tersebut dinamai atom C ("C-alfa") sesuai dengan penamaan senyawa bergugus karboksil, yaitu atom C yang berikatan langsung dengan gugus karboksil. Oleh karena gugus amina juga terikat pada atom C ini, senyawa tersebut merupakan asam -amino. Asam amino biasanya diklasifikasikan berdasarkan sifat kimia rantai samping tersebut menjadi empat kelompok. Rantai samping dapat membuat asam amino bersifat asam lemah, basa lemah, hidrofilik jika polar, dan hidrofobik jika nonpolar.

Metabolisme Asam Amino Sumber asam amino : 1. Protein dalam makanan 2. Proses sintesa asam amino non-essenstial (transminasi terhadap metabolite) 3. Degradasi protein tubuh Kegunaan asam amino : 1. Membentuk protein yang dibutuhkan 2. Membentuk glukosa 3. Membentuk badan-badan keton, dan lain-lain 4. Menghasilkan energi 5. Membentuk molekul nonprotein (derivate asam amino)

Biosintesis Asam Amino Pyruvate Alanine Oxaloacetate Aspartate Aspartate Asparagine D3-Phosphoglycerate Serine Glyoxylate Glycine Glutamate Glycine Alanine Glycine Choline Glycine Serine Glycine Glutamate Proline, Arginine Methionine Cysteine Serine Cysteine Phenylalanine Tyrosine

Jenis asam amino:Essential : Histidine, Isoleucine, Leucine, Lysine, Methionine, Phenylalanine,Threonine, Tryptophan, Valin

Nonessential : Alanine, Arginine, Asparagine, Aspartic acid, Cysteine, Glutamicacid, Glutamine, Glycine, Proline, Serine, Tyrosine, Hydroxylysine, Hydroxyproline Asam amino disintesis dari asam amino yang essential (Cys, Tyr, Hyl) ataupun dari metabolite (Glutamic acid, Aspartic acid, Alanine dll).

Katabolisme Asam AminoGugus Amino : NH3 Urea (dibuang melaui urine) Rangka atom C nya Metabolite tertentu (diproses melalui siklus Krebs) Pemisahan gugus Amino : Berlangsung di hepar/hati

Jenis-jenis asam amino

Degradasi asam amino Degradasi asam amino pada mamalia berlangsung di liver/hati Degradasi gugus -amino Degradasi rantai karbon

Degradasi gugus -amino Gugus -amino dari asam amino ditransfer menjadi ketoglutarat membentuk glutamat oleh enzim aminotransferase Glutamat mengalami deaminasi oksidatif menghasikan ion NH4+

dikatalis oleh enzim glutamat dehidrogenase menggunakan NAD + atau NADP+

Reaksi degradasi gugus -amino

Reaksi yang dikatalis oleh aminotransferase & glutamat dihidrogenase : Asam -amino + NAD+ (atau NADP+)+ H2O asam -keto +NH4+ + NADH (atau NADPH)+ H+ Pada vertebrata : NH4+ yang terbentuk diubah menjadi urea dan diekresikan

Dafpushttp://www.anneahira.com/sintesis-protein.htm http://marwanard.blogspot.com/2011/11/i.html http://www.kesehatan123.com/3156/perubahan-pada-metabolisme-protein/