Dr. Winarsi W.,SpBKM

Departemen Biokimia

Fakultas Kedokteran UKRIDA

Protein :

polimer dari 20 macam asam amino (AA)

Fungsi umum protein dalam tubuh :

1. komponen membran sel 10. channel ion

2. komponen intrasel 11. sumber energi

3. komponen organ / jaringan 12. kontraksi otot

4. enzim

5. hormon

6. transporter

7. reseptor

8. sistem imun humoral dan seluler

9. komponen pada proses replikasi, sintesis protein

Fungsi umum asam amino :

1. building blocks untuk protein

2. neurotransmitor

3. menghasilkan senyawa – senyawa non protein dgn fungsi biologik

4. menghasilkan glukosa, lemak

Asam amino Essensial :

arg, his, ile, leu, lys, met, phe, thr, trp, val

Asam amino non essensial :

ala, asn, asp, cys, gln, glu, gly, hyp, hyl, pro, ser, tyr

biosintesis : 9 aa dari komponen SAS

3 aa dari aa essensial

PENCERNAAN DAN ABSORPSI

Protein makanan traktus GI

Dihidrolisis oleh enzim Proteolitik

- di lambung : oleh pepsin

- di usus halus : - tripsin, kimotripsin, karboksipeptidase (pankreas)

- aminopeptidase, dipeptidase

Hasil akhir : asam amino diabsorpsi :

- transport mediated aktif sekunder

- simport elektrogenik

- memerlukan vitamin B6

Biosintesis Asam Amino Esensial :

- alfa ketoglutarat Glu

- Glu Gln

- Piruvat ALA

- Oksaloasetat Asp Asn

- D-3-fosfogliserat ser

- glioksilat gly

- kolin gly

- glu pro hyp

- met, ser cys

- phe tyr

- lys Hyl

Katabolisme Protein dan Nitrogen dari Asam Amino

- Protein tubuh mempunyai masa turn over dan dalam keseimbangan dinamik

- Protein dan asam amino tidak ditimbun atau disimpan dalam tubuh

- Tempat utama katabolisme protein intrasel : lisosom (turn over panjang, tidak perlu ATP)

- Protein abnormal dan protein turn over pendek di degradasi dalam sitosol, perlu ATP dan ubiquitin

- Manusia mengekskresi nitrogen sebagai urea melalui siklus urea di hati.

Biosintesis Urea

Dari senyawa N urea melalui 4 tahap :

I. Transaminasi

- Enzim : transaminase, perlu vitamin B6, reversible, berperan pada katabolisme dan sintesis AA

- 2 macam transaminase utama :

- ALA – Pir transaminase (ALA transaminase)

Pir + AA-α ALA + A.α- keto

α-KG + AA-α glu + A.α-keto

• Ke-dua transaminase ini berperan memindahkan gugus amino dari sebagian besar asam amino ke ALA / Glu

• Setiap transaminase spesifik untuk satu pasang asam amino

• Hampir semua asam amino (kecuali Lys, Thr, Pro, Hyp) mengalami transaminasi dipusatkan pada pembentukan glu.

• Glu adalah satu-satunya asam amino yang dapat mengalami deaminasi oksidatif dengan cepat, menghasilkan amonia

II. Deaminasi Oksidatif

- enzim utama : L-glutamat dehidrogenase

L-glu + NAD+/NADP+ A.α-KG + NH3 +

NADH / NADPH + H+

- Reversibel

- Enzim alosterik :

Inhibitor : ATP, GTP, NADH

Aktivator : ADP

- Berperan pada katabolisme dan sintesis asam amino

- Enzim lain : L-AA oksidase

III. Transport Amonia

- Kadar normal dalam darah : 10-20 μg/dL

- Peningkatan amonia darah intoksikasi (tremor, bicara tidak jelas, penglihatan kabur – koma)

Contoh : koma hepatikum

Amonia darah berasal dari :

a. Hasil pembusukan senyawa N di kolon oleh bakteri usus absorbsi vena porta hati

b. Hasil katabolisme asam amino / deaminasi, glu dan deaminasi dari gln dan Asn

Amonia di hati untuk :

- pembentukan urea

- pembentukan asam amino

Amonia (sebagai amonium) terbentuk dari deaminasi Gln (glutaminase) ditubuli distal ginjal (meningkat pada asidosis)

Di otak, amonia disingkirkan dengan diikat oleh Glu gln

IV. Sintesis Urea – Siklus Urea

- Terjadi di hati

- Di Mitokondria dan sitosol

- Senyawa awal : NH4+, CO2

- Enzim regulator : karbamoil P sintase I

Memerlukan : 2 ATP, Aktivator : N-asetil glu

- 5 asam amino pembawa N : ORN, CTR, Asp, Arg-suksinat, Arg

- Meningkat pada : kelaparan, DM tidak terkontrol

- Kelainan siklus urea (genetik) mengakibatkan : intoksikasi amonia, retardasi mental.

Balans Nitrogen :

- Perbandingan antara jumlah pemasukan N total dan jumlah pengeluaran N total dari tubuh.

- Balans N positif pada :

- masa pertumbuhan

- kehamilan

- masa penyembuhan

- pemberian hormon anabolik

- Balans N negatif pada :

- malnutrisi / kurang gizi / kelaparan

- penyakit berat (kanker, infeksi berat, demam lama, luka bakar luas, DM lanjut dll.), operasi berat

- Balans Nitrogen seimbang : dewasa sehat

Katabolisme Kerangka Karbon dari Asam Amino

- 13 Asam Amino Glukogenik :

- ALA, Arg, Asp, Cys, Glu, Gly, His, Hyp, Met, Pro, Ser, Thr, Val

- 1 asam amino Ketogenik : Leu

- 5 asam amino glukogenik dan ketogenik : Ile, Lys, Phe, Trp, Tyr

Metabolisme / Katabolisme Asam Amino

- Asn, Asp oksaloasetat

- Pro Glu

- Arg Orn Glu, defisiensi Orn Delta Transminase

Atrofi Retina

- His urokanat Figlu (N-formiminoGlu ) Glu (perlu koenzim As.folat)

Defisiensi As.folat Figlu urin meningkat

- ALA Pir

- Thr Gly Ser Pir

- Cys Pir

- Tyr homogentisat asetil-koA

- perlu homogentisat oksidase

- defisiensi enzim ini : alkaptonuria : urin warna gelap bila dibiarkan di udara

- Phe tyr

- perlu Phe hidroksilase

- phenyl ketonuria (PKU) – RETARDASI MENTAL

Trp L-kinurenin L-OH-kinurenin OH-antranilat

- perlu kinurenin, koenzim vitamin B6

- defisiensi vitamin B6 : L – OH kinurenin xanthurenat

urin meningkat

- penyakit Hartnup : kelainan absorpsi Trp dari usus dan reabsorpsi di ginjal gejala defisiensi Trp / Niasin pelagra

Met homosistein sistation sistein

- homosistinuria : kelainan metabolisme Met, Cys

resiko Myocard Infark

Met , Ile , Val suksinil koA

- Perlu vitamin B12

- Defisiensi Vitamin B12 metil malonil asiduria

AA Rantai Bercabang : Ile, Leu, Val

- Ile Asetil-koA

- Leu HMG-koA Asetil-koA

- Val suksinil-koA

- Kelainan AA rantai bercabang

penyakit Maple syrup urine

- bau urin khas

- gangguan alfa keto dekarboksilase

Konversi AA menjadi senyawa non protein

Gly :

1. Sebagai konyugat

Asam glikokolat (asam empedu)

Benzoil-koA asam hipurat

obat-obat tertentu

2. Menghasilkan kreatin, kreatinin

Arg – Gly kreatin fosfat (otot) kreatinin

perlu S-Adenosil-Met

3. Menghasilkan heme

Gly, suksinil-koA heme

perlu vitamin B6, Fe

4. Menghasilkan purin : Gly inti purin

5. Menghasilkan glutation (Glu – Cys – Gly)

Trp :

Menghasilkan : serotonin, melatonin

Tyr :

Menghasilkan :

- melanin : kelainan : albino

- Dopamin, norepinefrin, epinefrin

- hormon tiroid

Glu :

Menghasilkan : GABA, Gln

His :

Menghasilkan histamin

Met :

Menghasilkan S-adenosil metionin (donor metil)

Arg :

Menghasilkan : NO

Orn putresin spermidin spermin (poliamin)

perlu : S-adenosil Met

Orn dekarboksilase

Peran spermidin dan spermin :

- proliferasi sel

- pertumbuhan sel

- stabilisasi membran sel

- meningkatkan sintesis DNA, RNA

Inhibitor orn-dekarboksilase : untuk kemoterapi