METABOLISME PROTEIN

METABOLISME PROTEINDAN ASAM AMINOAHMAD FADIL HILMI123020240MUHAMMAD FEISAL IKHSANI133020375YUDISTIRA PUTRA KUSUMA133020099TEKNOLOGI PANGANUNPASProtein dan Asam AminoProtein berasal dari kata Yunani proteos yang berarti yang utama atau yang didahulukanProtein merupakan suatu zat makanan yang amat penting bagi tubuh karena disamping sebagai bahan bakar tubuh juga berfungsi sebagai zat pembangun dan pengaturProtein pada dasarnya merupakan struktur gugus asam amino. Asam amino dikenal dalam berbagai bentuk yang pada dasarnya terdiri dari :1. Gugus Amina (NH2)2. Karboksil (COOH)3. Hidrogen (H)4. Gugus R (rantai cabang)

Fungsi ProteinPertumbuhan dan pemeliharaan Pembentukan ikatan-ikatan esensial tubuhMengatur keseimbangan airMemelihara netralitas tubuhPembentukan antibodiMengangkut zat-zat giziSumber energiKlasifikasi ProteinProtein Bentuk Serabut (Fibrous)Rantai peptida berbentuk spiral, daya larut rendah, kekuatan mekanis yang tinggi, dan tahan terhadap enzim pencernaan.Contoh : kolagen, elastin, keratin, miosinProtein GlobularBerbentuk bola, larut dalam larutan garam dan asam encer, mudah berubah di bawah pengaruh suhu dan konsentrasi garam serta mudah mengalami denaturasi.Contoh : albumin, globulin, histon, protaminProtein KonjugasiTerikat dengan bahan-bahan nonasam amino.Contoh : nukleoprotein, lipoprotein, fosfoprotein, metaloprotein, hemoprotein, flavoprotein

Klasifikasi Asam AminoKlasifikasi menurut Gugus Asam dan BasaAsam amino netral : mengandung 1 gugus asam dan 1 gugus aminoContoh : Glisin, Alanin, Valin, Leusin, Isoleusin, Serin, Treonin, Fenilalanin, Tirosin, Triptofan, Sistein, MetioninAsam amino asam : mempunyai kelebihan gugus asam dibanding basaContoh : Asam aspartat, Asam glutamat, Asparagin, GlutaminAsam amino basa : mempunyai kelebihan gugus basaContoh : Lisin, Arginin, Histidin, OrnitinAsam imino : mengandung nitrogen pengganti gugus amino primerKlasifikasi Asam AminoKlasifikasi menurut Esensial dan Tidak Esensial

EsensialEsensial BersyaratTidak EsensialLeusinProlinAlaninIsoleusinSerinAsam glutamatValinArgininGlutaminTriptofanTirosinAsam aspartatFenilalaninSisteinAsparaginMetioninGlisinTreoninLisinHistidin7Sumber : Daftar Komposisi Bahan Makanan, Depkes 1979Bahan MakananNilai ProteinBahan MakananNilai ProteinKacang kedelai34,9Keju22,8Kacang merah29,1Kerupuk udang17,2Kacang tanah terkelupas25,3Jagung kuning, pipil9,2Kacang hijau22,2Roti putih8,0Biji jambu monyet (mente)21,2Mie kering7,9Tempe kacang kedelai murni18,3Beras setengah giling7,6Tahu7,8Kentang2,0Daging sapi18,8Gaplek1,5Ayam18,2Ketela pohon (singkong)1,2Telur bebek13,1Daun singkong6,8Telur ayam12,0Bayam3,5Udang segar21,0Kangkung3,0Ikan segar16,0Wortel1,2Tepung susu skim35,6Tomat1,0Tepung susu24,6Mangga harumanis0,4METABOLISME PROTEINMetabolisme Asam AminoKatabolisme Asam AminoBiosintesis Asam AminoProduk KhususBiosintesis ProteinProses ReplikasiProses TranskripsiProses Translasi

METABOLISME ASAM AMINOKatabolisme Asam AminoKatabolisme Atom NTransaminasiDeaminasi OksidatifTransport NH3Siklus UreaKatabolisme Atom CBiosintesis Asam AminoProduk KhususKESEIMBANGAN NITROGENN positif (sintesis > katabolisme) mis. pertumbuhan, penyembuhan, hamilN seimbang (sintesis = katabolisme) mis. dewasa normal, sehatN negatif (sintesis < katabolisme) mis. kelaparan, sakitKATABOLISME ASAM AMINO

KATABOLISME ATOM N Transaminasi Deaminasi Oksidatif Transport Amonia (NH3) Siklus UreaTRANSAMINASI

DEAMINASI OKSIDATIF

SKEMA TRANSPORT AMMONIAPADA SEBAGIAN BESAR JARINGAN HATI OTOTGutamat Urea NH4+ Glutaminase H2O Glutamin Glu -KG

Pyr Ala

Glukosa Glutamat NH4+ATP

H2OADP, Pi Glutamin

Glutaminsintetase Asam2 amino

NH4+

-KG Glu

Ala Pyr

GlukosaGlutamat dehidrogenaseSIKLUS GLUKOSA- ALANINC=ONH2NH2UreaH2OArginase(found onlyin liver)COO-CH2CH2HC-NH3+CH2NHC=NH2+NH2ArginineCOO-CH2CH2HC-NH3+CH2NH3+OrnithineCOO-CH2CH2HC-NH3+CH2NH3+OrnithineCO2NH4+2ATP2ADP+ Pi+ 3H+O--O-P=OOC=ONH2CarbamoylphosphateCOO-CH2CH2HC-NH3+CH2NHC=ONH2Citruline(requires N-acetylglutamate as an allosteric activator)PiOrnithinetranscarbamoylase (OTC)COO-CH2CH2HC-NH3+CH2NHC=ONH2CitrulineArgininosuccinateCOO-CH2CH2HC-NH3+CH2 COO-

NH CH2

C=N-CHNH3+ COO-HC-NH3+COO-COO-CH2AspartateATPAMP+ PPiFumerateUREA CYCLEMitochondrial MatrixCytoplasmArgininosuccinaseArginino-succinatesynthaseCOO-HC=CH-OOCCarbamoylphosphatesynthetase ICarbamoyl phosphate(High concentrations of ammonia (NH4+) will drive glutamate formation and deplete a-Ketoglutarate.)

Links between Urea Cycle and Citric Acid CycleCitrulineArginino-succinateArginineOrnithineFumerateMalateOxaloacetateCitratecis-AconitateIsocitratea-KetoglutarateSuccinyl CoASuccinateAspartateGlutamateNH4+CO2UreaCitric Acid CycleUrea CyclePhosphoenol-pyruvateGlucosePyruvateAcetyl CoACO2CO2KATABOLISME ATOM C

BIOSINTESIS ASAM AMINO

PRODUK KHUSUS DARI ASAM AMINO

DNARNAProteinReplikasitranskripsitranslasiBIOSINTESIS PROTEIN

Transkripsi terjadi di dalam inti sedangkan translasi terjadi di sitoplasma

Proses dimana molekul DNA dikopi menjadi rantai komplementer RNA (messenger RNA=mRNA)

Proses pengkodean mRNA menjadi protein dengan menggunakan beberapa jenis RNA TransLASITranskripsi Unpad/Mikro/APW/2010TRANSKRIPSIRNA polymerase , enzim yang melekat pada DNA pada posisi khusus rantai DNA yang berperan sebagai start signal.Rantai DNA akan terpisah dan satu rantai DNA akan berperan sebagai template.Basa RNA akan melekat pada komplementer DNA (template), sehingga dapat dimulai sintesis mRNA

TRANSLASI Terdiri dari 3 tahap:Inisiasi - start codon (AUG)Elongasi ribosom bergerak sepanjang mRNATerminasi- stop codon Polypeptida dilepaskan dan protein baru terbentuk

Kodon: kode untuk memproduksi asam amino spesifik20 asam amino3 kode basa

Kodon Bersifat : Degeneratif: lebih dari 1 kodon dapat mengkode untuk satu asam aminoUniversal: terdapat pada semua makhluk hidup 3064 total codons3 STOP codons uaa,uga,uag1 start codon (for protein synthesis) aug (also a sense codon that forms aa)Tipe-Tipe RNA31mRNA-messengerPROSES TRANSLASI

LANJUTAN PROSES TRANSLASI

LANJUTAN PROSES TRANSLASI

LANJUTAN PROSES TRANSLASI Beberapa Penyakit Akibat Metabolisme Asam AminoPenyakit Glisinuria Hiperoksaluria PrimerKelainan metabolisme glisin serta ekresi glisin dalam urin yang berlebihanPenyakit FenilketonuriaPenyakit metabolisme dari salah satu jenis asam amino pembentuk protein yaitu fenilalanin yang menyebabkan gangguan pertumbuhan dan retardasi mentalPenyakit HidroksiprolinemiaTidak adanya enzim yang mengkatalisa perubahan 4-hidroksi L-prolin menjadi prolin 3-hidroksi karboksilatAkibat Kekurangan Protein :Gangguan pertumbuhanMudah terkena infeksiKekurangan Energi dan Protein (KEP) :Kwashiorkor (busung lapar)Marasmus dan bisa berujung pada kematianKerontokan rambut (rambut banyak mengandung protein dan keratin)

Akibat Kelebihan Protein :Dapat menyebabkan obesitasDapat menimbulkan asidosis, dehidrasi, diare, kenaikan amoniak darah, kenaikan ureum darah, dan demamKelebihan asam amino memberatkan ginjal dan hati yang harus memetabolisme dan mengeluarkan kelebihan nitrogen

Asam UratAsam urat merupakan hasil metabolisme purin pada manusia dan kera besar. Basa purin disusun oleh 2 cincin yang berfusi yaitu cincin segi 6-pirimidin dan cincin segi-5 imidazol. Ada 5 basa purin yang penting, yaitu adenin, guanin, hipoxantin, xantin, dan asam urat.Biosintesis purin dimulai dari:Pembentukan 5-fosforibosil-1-pirofosfat (PRPP) dari ribosa 5-fosfat yang dikatalisis oleh enzin PRPP-sintase.Kemudian, PRPP akan bereaksi dengan glutamin membentuk fosforibosil-aminBerikutnya akan terjadi serangkaian reaksi hingga terbentuknya basa purin yang pertama yaitu, asam inosinat (Inosin Monofosfat, IMP)IMP akan mengalami oksidasi dan aminasi sehingga terbentulah asam adenilat (adenosin-monofosfat, AMP) yang merupakan cikal bakal adenin dan asam guanilat yang merupakan cikal bakal guanosinProduksi asam urat tergantung pada metabolime nukleotida purin dan fungsi enzim xantin-oksidase yang banyak terdapat dalam hati. Diduga metabolit purin diangkut ke hati dan mengalami oksidasi menjadi asam urat.

Ada dua sumber utama purin dalam tubuh yaitu, purin yang berasal dari makanan dan purin hasil metabolisme DNA tubuh. Purin yang berasal dari makanan merupakan hasil pemecahan nukleoprotein makanan yang dilakukan oleh dinding saluran cerna sehingga mengkonsumsi makanan tinggi purin akan meningkatkan kadar asam urat darah.Untuk mempertahankan homeostatis, urat harus dieliminasi dari tubuh. Kira-kira 2/3 urat yang diproduksi akan dibuang lewat ginjal dan sisanya dibuang lewat saluran cerna.Eksresi urat melalui ginjal melalui jalan yang kompleks, yaitu melalui 4 tahap, yaitu filtrasi glomeruler, reabsorpsi tubuler, sekresi tubuler, dan reabsorpsi pasca sekresi. Pada filtrasi glomerulus, 100% urat di dalam plasma akan difiltrasi, tetapi kemudia 98% akan di reabsorpsi di tubulus proximal. Reabsopsi urat di tubulus proksimal berlangsung melaui transport aktif dan sangat terhubung dengan reabsorpsi natrium. Peningkatan reabsorpsi natrium akan menyebabkan bersihan urat menurun. Pada sekresi tubulus, 50% urat akan dieksresikan kembali, tetapi kemudian sekitar 40% akan direabsorpsi kembali, sehingga total yang dieksresi adalah 10%dari filtrat urat yang di glomerulus. Berbagai zat kimia yang diketahui menurunkan eksresi urat di ginjal karena menghambat sekresi tubulus adalah laktat, beta-hidroksibutirat, asetoasetat, dan obat anti tuberkulosis, misal pirazinamid.

TERIMA KASIHDAFTAR PUSTAKAAlmatsier. 2009. Prinsip Dasar Ilmu Gizi. Jakarta : PT. Gramedia Pustaka Utama.Fatmawati. 2010. Metabolisme Protein. http://zhernia.wordpress.com/2010/03/31/metabolisme-protein/. Accessed : 24 Maret 2014.Hanifah. 2010. Metabolisme dan Sekresi Asam Urat. http://www.berbagimanfaat.com/2010/01/hiperurisemia-gouth.html. Accessed : 24 April 2014.Kurniati. 2012. Penyakit-Penyakit Akibat Metabolisme Protein. http://tikaskurniati.blogspot.com/2012/06/penyakit-penyakit-akibat-metabolisme.html. Accessed : 24 Maret 2014.Trimartini. 2012. Metabolisme Protein dan Asam Amino. http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=3&cad=rja&uact=8&ved=0CD0QFjAC&url=http%3A%2F%2Fmhanafi123.files.wordpress.com%2F2010%2F04%2Fmetabolisme-protein-dan-asam-amino-2012.ppt&ei=eXRYU7-NGYS8iAe_g4CIAQ&usg=AFQjCNHlq0w8bcI8rJY41tpldHDIrdmtjg&sig2=AzZzDkz7UjKdjrxMb4KBEA&bvm=bv.65397613,d.aGc. Accessed : 24 Maret 2014.Wulandari. 2010. Replikasi DNA dan Ekspresi Gen. http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=0CCcQFjAA&url=http%3A%2F%2Fhimbiounpad.files.wordpress.com%2F2013%2F05%2Fasri-no-ajar-9-replikasi-dna-dan-ekspresi-gen.ppt&ei=xXdYU9_VOMi8iAfy64GYCg&usg=AFQjCNEQOUlKlKRzF2IhDkH0Wdtw5LlLsQ&sig2=pdlnNylK6Vx-UYZdbw8Avw&bvm=bv.65397613,d.aGc. Accessed : 24 Maret 2014.