METABOLISME PROTEIN

Andi Noor Kholidha SyarifinBagian Biokimia

Fakultas KedokteranUniversitas Halu Oleo

METABOLISME PROTEIN

Katabolisme Protein Metabolisme Asam Amino

Katabolisme Asam Amino Biosintesis Asam Amino Produk Khusus

Sintesis Protein Proses Replikasi Proses Transkripsi Proses Translasi

FUNGSI PROTEIN

Struktural Katalitik Transport Keseimbangan asam basa cairan tubuh Sistem pertahanan tubuh Pengendalian metabolisme (hormon)

PROTEIN : Polimer asam amino (polipeptida) Mengandung 4 kalori per gram BB 70 kg butuh 45 gr protein yg bermutu

per hari untuk nitrogen balance Banyak protein dapat disintesis tubuh,

beberapa harus tersedia dlm juml cukup

Tahapan Pencernaan Protein

Tahapan Pencernaan Protein

Lambung

- HCL

- pepsinogen (zimogen) Pankreas

- tripsinogen, kimotripsinogen, proelastase, prokarboksipeptidase (zimogen)

Usus (penyerapan)

- eksopeptidase Masuk ke aliran darah

PENCERNAAN & ABSORBSI PROTEIN

METABOLISME PROTEIN

METABOLISMEASAM AMINO

METABOLISME ASAM AMINO Metabolisme Asam Amino

Katabolisme Asam Amino Katabolisme Atom N

Transaminasi Deaminasi Oksidatif Pembentukan & Transport NH3 Siklus Urea & Gangguannya

Katabolisme Atom C Biosintesis Asam Amino Produk Khusus

METABOLISME ASAM AMINO

STRUKTUR ASAM AMINO

KESEIMBANGAN NITROGEN

N positif (sintesis > katabolisme)

mis. pertumbuhan, penyembuhan,hamil N seimbang (sintesis = katabolisme)

mis. dewasa normal, sehat N negatif (sintesis < katabolisme)

mis. kelaparan, sakit

KATABOLISME ASAM AMINO

Degradasi Asam Amino

Degradasi as amino pd mamalia berlangsung di liver Degradasi gugus α-amino Degradasi rantai karbon

Gugus α-amino dari asam amino ditransfer menjadi α- ketoglutarat membentuk glutamat oleh enzim aminotransferaseGlutamat mengalami deaminasi oksidatif menghasikan ion NH4

+

• dikatalis oleh enzim glutamat dehidrogenase• menggunakan NAD +

atau NADP+

Degradasi gugus α-amino

Reaksi Degradasi gugus α-amino

KATABOLISME ATOM N

Transaminasi Deaminasi oksidatif Produksi dan transport amonia (NH3) Siklus urea

KATABOLISME ATOM N

Ureotelik : mamalia urea Urikotelik : reptil, burung asam urat Ammonotelik : ikan bertulang amonia

TRANSAMINASI

Asam aminoAsam amino alfa ketoglutaratalfa ketoglutarat CO2CO2

Asam alfaketoAsam alfaketo L-GlutamatL-Glutamat UreaUrea

NH3NH3

R-CH-NH2 R-C=O

| |

HOOC HOOC

R`-C=O R`-CH-NH2

| |

HOOC HOOC

O O

C- NH2 C - OH

CH2 CH2

CH2 CH2

H -C- NH2 H - C- NH2

COOH COOH

Glutamin Glutamat

•Reaksi yang dikatalis oleh aminotransferase & glutamat dihidrogenase :

Asam α-amino + NAD+ (atau NADP+)+ H2O asam α-keto +NH4

+ + NADH (atau NADPH)+ H+

Pada vertebrata :NH4

+ yang terbentuk diubah menjadi urea dan diekresikan

Gugus α-amino dari serin dan treonin dapat diubah secara langsung menjadi NH4

+ karena mengandung gugus OH yang terikat pada atom karbon-β

Deaminasi langsung ini dikatalis serin dehidratase dan treonin dehidratase :

Serin piruvat + NH4+

Treonin α-ketobutirat + NH4+

PEMBENTUKAN UREA

PEMBENTUKAN UREA

PEMBENTUKAN UREA

Perubahan NH4+ menjadi

urea Sebagian NH4

+ hasil degradasi asam amino digunakan dalam biosintesis senyawa nitrogen

vertebrata : Kelebihan NH4

+ diubah menjadi urea dan dieksresikan (ureotelik)

Burung & reptil NH4

+ diubah menjadi asam urat untuk diekskresikan (urikotelik)

hewan air : NH4

+ dieksresikan langsung (ammonotelik)

Siklus Urea Pada vertebrata darat :

urea disintesis pada daur urea Salah satu atom nitrogen urea yang disintesis

pada jalur ini, berasal dari asam amino aspartat Nitrogen yang lain berasal dari NH4

+

atom karbon berasal dari CO2 Urea langsung dibentuk dari arginin, yang

dihidrolisis menjadi urea dan ornitin (Ornitin adalah asam amino yang bukan merupakan pembangun protein) oleh enzim arginase

GANGGUAN PADA SIKLUS UREA

UCD Enzyme deficiency

Hyperammonemia type I 1 Hyperammonemia type II 2 Citrulinemia

3 Arginino suksinat aciduria 4 Hyperargininemia 5

  Stoikiometri sintesis urea

CO2 + NH4+ + 3 ATP + Aspartat 2H2O →

Urea + 2 ADP + 2Pi + AMP + Ppi + Fumarat

Sintesis fumarat pada daur urea merupakan reaksi penting sebab reaksi ini mengkaitkan daur urea dengan daur asam sitrat

Reaksi perubahan fumarat

Fumarat mengalami hidrasi menjadi malat dioksidasi menjadi oksaloasetat

Oksaloasetat (1) Mengalami transaminasi menjadi

aspartat(2) Berubah menjadi glukosa melalui

jalur glukoneogenesis (3)Berkondensasi dengan asetil KoA

membentuk sitrat(4)Berubah menjadi piruvat

Metabolisme kerangka karbon aa Pemecahan asam amino

bentuk zat antara metabolik utama yang dapat diubah menjadi glukosa atau dapat dioksidasi pada daur asam sitrat

Kerangka karbon 20 asam amino pembentuk protein disalurkan menjadi 7 molekul : piruvat, asetil KoA, asetoasetil KoA, α-ketoglutarat, suksinil KoA, fumarat dan oksalo asetat

Asam amino yang dipecah menjadi asetil-KoA atau asetoasetil-KoA disebut ketogenik

Asam amino yang dipecah menjadi piruvat, α-ketoglutarat dan suksinil KoA, fumarat atau oksaloasetat disebut glukogenik

KATABOLISME ATOM C

Dari 20 asam amino dalam protein leusin dan lisin : ketogenik Isoleusin, fenilalanin, triptofan dan trionin

adalah ketogenik dan glukogenik Sebagian kerangka karbonya membentuk

asetil-KoA atau asetoasetil-KoA, sedangkan lainnya membentuk senyawa yang potensial untuk sintesis glukosa

14 asam amino yang lain digolongkan sebagai asam amino glukogenik

ASAM AMINO

Glikogenik Ketogenik campuran

ala hip leu ileu

arg met lis

asp pro fen

sis ser tir

glu treo trip

gli val

his

Gangguan Metabolisme A A

Nama Penyakit Gangguan Glisinuria glisin

Hiperoksaluria primer Fenilketonuria fenilalanin Tirosinosis,Tirosinemia, tirosin

Alkaptonuria Histidinemia,Imidazol- histidin

aminoaciduria Prolinemia,Hidroksiprolin- prolin,hip

emia

Nama Penyakit Gangguan Hiperlisinemia,Hiper- lisin

lisinemia persisten Sistinuria,Sistinosis, sistein, metionin

Homosistinuria Hipervalinemia,Maple leusin,valin,

syrup urine disease, isoleusin

Intermitent branched

chain ketonuria,Isovale-

ricacidemia Hartnup`s disease triptofan

TERIMA KASIH