Metabolisme Purin dan Pirimidin serta Peranannya dalam Tubuh

Yudha Adi Pradana Djatioetomo

102012436 / F7

16 Oktober 2013

Mahasiswa Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana

Jl. Terusan Arjuna No.6 Jakarta Barat 11510 Telp. 021-56942061 Fax. 021-5631731

Email: yudha.djatioetomo@civitas.ukrida.ac.id

Pendahuluan

Metabolisme dalam tubuh manusia sangat diperlukan dalam aktivitasnya sehari-hari.

Tanpa adanya metabolisme, tubuh manusia tidak dapat beraktivitas karena tidak

dihasilkannya energi dari metabolisme. Pada tubuh manusia, tubuh memetabolisir bahan-

bahan yang dihasilkan tubuh maupun makanan yang kita makan. Salah satunya adalah purin

dan pirimidin. Pada kesempatan ini, penulis akan menjelaskan tentang purin dan pirimidin,

bahan makanan yang mengandung purin dan pirimidin, sintesis dari purin dan pirimidin, hasil

akhir dari katabolisme purin dan pirimidin.

Purin dan Pirimidin

Purin dan pirimidin merupakan sebuah senyawa yang sangat penting untuk

kelangsungan hidup sel. Dalam tubuh manusia, basa purin dan pirimidin berguna sebagai

pembentuk asam nukleat atau bahan pembentuk DNA/RNA. Pada DNA maupun RNA,

terdapat basa purin seperti Adenin dan Guanin. Sedangkan basa pirimidin yang terdapat pada

DNA adalah sitosin dan timin. Lalu pada RNA terdapat basa pirimidin sitosin dan urasil.

Selain sebagai komponen DNA dan RNA, purin dan pirimidin merupakan komponen dari

beberapa koenzim, yaitu koenzim A, FAD, NAD+, dan NADP+ di dalam sel.1

Purin serta Pirimidin merupakan basa nitrogen. Jika basa nitrogen tersebut diberi

dengan gugus pentose akan menjadi nukleosida. Lalu akan terbentuk nukelotida jika

nukleosida yang berasal dari penambahan gugus pentose dari basa nitrogen diberi gugus

fosfat. Jadi nukleotida merupakan nukleosida yang diberi dengan gugus fosfat.1

1

Purin dan pirimidin memiliki beberapa peran dalam tubuh, diantaranya adalah sebagai

sumber energy berupa ATP,GTP,UTP,CTP,ADP,GDP,dll. Sebagai koenzim berupa FAD,

FMN, NAD, NADP, koenzim A. Sebagai second messenger dalam bentuk cAMP dan cGMP.

Sebagai sumber metil, S-adenosil metionin. Sebagai building blocks RNA dan DNA.

Membentuk senyawa aktif seperti UDP-glukosa, UDP-galaktosa, asetil KoA, siksinil koA,

dll. Asam nukleat dari makanan ajan dicerna diusus, diubah menjadi mononukleotida,

kemudian menjadi mononukleosida, lalu menjadi basa purin dan pirimidin, baru direabsorbsi

dan masuk ke dalam darah. Purin dari makanan di usus akan dioksidasi menjadi asam urat

dan dieksresikan melalui urin. Basa purin dan pirimidin perenteral dapat digunakan untuk

sintesis asam nukleat.2

Sintesis Purin dan Pirimidin

Sintesis purin terdiri dari tiga macam proses, yaitu sintesis de novo, fosforibolisasi

purin serta fosforilasi nukelosida purin. Sintesis de novo merupakan proses sintesis purin

yang paling penting. Sedangkan proses sintesis yang lain lebih kepada jalur penyelamatan

yang akan dibahas setelah sintesis purin dan pirimidin.1,2

Sintesis de novo merupakan proses pembentukan purin yang terjadi pada hati. Sintesis

ini bermula pada senyawa ribose-5-P dan memiliki enzim regulator atau enzim kunci yaitu

PRPP sintase (fosforibosil pirofosfat) yang diaktivasi oleh Pi (fosfat inorganik) dan dihambat

oleh nukleosida purin difosfat dan trifosfat (produk sintesis de novo). Selain itu, sintesis de

novo juga memerlukan ATP; serta asam amino seperti glutamin, glisin, aspartat; CO2; tetra

hidrofolat / asam folat. Pada sintesis ini, nukleotida yang pertama kali terbentuk adalah IMP

(Inosin Mono Fosfat). Setelah itu, jika IMP diberi glutamin makan akan menjadi GMP

(Guanosin Mono Fosfat) dan jika IMP diberi aspartate akan menjadi AMP (Adenin Mono

Fosfat). 2

2

Gambar 1 .Sintesis de novo purin2

Sintesis pirimidin berbeda dengan sintesis purin. Sintesis purin diawali dengan ribose-

5-P yang sudah berbentuk cincin. Sedangkan pada sintesis pirimidin, terjadi pembentukan

cincin terlebih dahulu. Sintesis yang terjadi di sitosol atau sitoplasma ini memerlukan CO2,

glutamin dan ATP sebagai senyawa awal. Sintesis pirimidin juga memerlukan CPS II

(Karbomoil Fosfat Sintase II) sebagai enzim regulator. Selain itu, sintesis ini juga perlu asam

amino aspartate, NAD, tetrahidrofolat / asam folat dan perlu PRPP. Hasil awal dari sintesis

ini berupa OMP (Orotate Mono Fosfat).2

Sintesis pirimidin diawali dari pembentukan karbamoil fosfat dari glutamin dan CO2

yang dikatalisa oleh enzim karbamoil fosfat sintase II (CPS II). CPS II akan diaktivasi oleh

ATP dan PRPP, dan akan dihambat oleh UTP. Setelah karbamoil fosfat terbentuk, enzim

aspartate transkarbamoilase akan membentuk senyawa karbamoil aspartate dari karbamoil

fosfat. Lalu akan terjadi penutupan cincin pirimidin yang dilakukan oleh enzim

dihidroorotase. Senyawa orotat yang terbentuk dari penutupan cincin akan dioksidasi menjadi

asam orotat. Selanjutnya, cincin pirimidin akan dikonversi menjadi nukleotida orotidin mono

fosfat (OMP) oleh enzim orotat fosforibosil transferase. Pada sintesis pirimidin, PRPP

berperan sebagai sumber ribose-5-P (prekursor). Setelah itu, UMP akan dibentuk dari OMP

menggunakan enzim orotidilat dekarboksilase. 2

3

Gambar 2.Sintesis pirimidin2

Katabolisme Purin dan Pirimidin

Purin dan pirimidin tidak hanya dibentuk oleh tubuh, tetap juga akan di katabolisme

atau akan di degradasi di dalam tubuh terutama pada hati. Purin dan pirimidin memiliki

perbedaan pada hasil akhir katabolismenya. Pada purin, hasil katabolismenya berakhir

sebagai asam urat yang tidak dapat larut dalam air dan juga dapat mengendap pada sendi-

sendi pada tubuh manusia. Sedangkan hasil katabolisme dari pirimidin sangat larut dalam air

seperti CO2, NH3, β-alanin dan β-aminoisobutirat. Selain itu, β-aminoisobutirat mengalami

transaminase menjadi metilmalonat semialdehida yang kemudia membentuk suksinil-KoA.2

Gambar 3 .Katabolisme purin2

4

Gambar 4.Katabolisme pirimidin2

Jalur Penyelamatan Purin dan Pirimidin

Perubahan purin, ribonukleosida dan deoksiribonukleosida menjadi mononukleotida

memerlukan proses yang disebut reaksi penyelamatan (salvage reaction). Proses

penyelamatan purin ini juga terjadi di hepar. Mekanisme yang lebih penting melibatkan

fosforibosilasi oleh PRPP purin bebas untuk membentuk purin 5’-mononukleotida. Dua

fosforibosil transferase kemudian mengubah adenine menjadi AMP, serta mengubah

hipoxantin dan guanine menjadi IMP atau GMP. Mekanisme penyelamatan kedua melibatkan

transfer fosforil dari ATP ke ribonukleosida purin. Adenosin kinase mengkatalisis fosforilasi

adenosine dan deoksiadenosin menjadi AMP dan dAMP, dan deoksisistidin kinase

memfosforilasi deoksisistidin dan 2-deoksiguanosin menjadi dCMP dan dGMP. Enzim yang

terlibat adalah adenine fosforibosil transferase (APRT) dan hipoxantin guanine fosforibosil

transferase (HGPRT). 2

Dua mekanisme meregulasi perubahan IMP menjadi GMP, masing-masing

menginhibisi adenilosuksinat sintase dan IMP dehidrogenase. Selain itu, perubahan IMP

menjadi AMP memerlukan GTP, dan perubahan XMP menjadi GMP memerlukan ATP. Oleh

karena itu, regulasi silang jalur-jalur metebolisme IMP ini berfungsi menurunkan sintesis

sebuah nukleotida purin jika terjadi defisiensi nukleotida lain. AMP dan GMP juga

menginhibisi HGPRT, yang mengubah hipoxantin dan guanine menjadi IMP dan GMP dan

umpan balik GMP menginhibisi PRPP glutamil amidotransferase.2

5

Makanan yang Mengandung Purin

Asam urat merupakan hasil dari katabolisme dari purin. Purin yang dikatabolisme

dapat dihasilkan oleh tubuh dan juga dapat berasal dari makanan yang kita makan. Berikut

makanan yang mengandung purin.

Setiap makanan mengandung nukleoprotein. Sehingga makanan yang dimakan oleh

manusia terdapat purin yang akan dikatabolisme menjadi asam urat. Tetapi, makanan yang

dimakan tersebut dapat dibedakan menjadi makanan yang dihindari pada penderita asam urat

dan juga makanan yang dapat dikonsumsi oleh penderita asam urat.3,4

Makanan yang harus dihindari oleh penderita asam urat adalah minuman beralkohol,

ragi, makanan yang diawetkan dalam kaleng seperti kornet dan sarden, sayuran bayam,

asparagus, kembang kol, sup kental dan soto sulung, kerang, cumi-cumi, jengkol, petai,

melinjo, jantung, hati, kornet sapi, usus, limpa, paru, otak, dan bebek. Sebaiknya makanan

yang disebutkan tadi dihindari karena dapat menyebabkan penderita asam urat dapat

mengalami nyeri pada persendian.3

Makanan yang dapat dikonsumsi oleh penderita asam urat adalah daging, ayam, ikan

tongkol, ikan tenggiri, ikan bawal, ikan bandeng sebesar 50 gr sehari, sayuran selain sayuran

di atas. Makanan ini dapat di konsumsi tetapi dalam jumlah yang tidak berlebih.3

Penyakit GOUT

Gout merupakan kejadian dimana terjadi kelainan metabolisme dari purin. Hanya

sekedar informasi, penyakit gout ini menyebabkan nyeri sendi terutama pada ibu jari kaki dan

kemudian merambat pada persedian pada kaki. Asam urat yang menjadi penyebab penyakit

ini seharusnya diekskresi pada keadaan normal sebesar 700mg dan memiliki simpanan pada

cairan tubuh sebesar 1.000mg. Tetapi pada penderita gout, simpanan pada cairan tubuh

meningkat 3-15 kali dari keadaan normal dan eksresi asam urat melalui urin menurun

sehingga menyebabkan penumpukan atau pengendapan pada tubuh karena asam urat ini tidak

dapat larut dalam air.3-5

6

Kesimpulan

Purin dan pirimidin dalam tubuh dapat disintesis dan juga didapat dari makanan yang

dimakan. Hasil akhir dari katabolisme purin merupkan asam urat. Jika asam urat yang

dihasilkan tubuh dari katabolisme purin semakin banyak maka asam urat akan mengendap

pada persendian dan menimbulkan rasa nyeri. Tidak hanya mengendap, asam urat juga

dieksresikan oleh tubuh melalui urin.

Daftar Pustaka

1. Marks DB.Biokimia kedokteran dasar: sebuah pendekatan klinis. Jakarta:

EGC.1996.h.615-22.

2. Murray RK.Biokimia harper. Jakarta: EGC.2009.h.311-9.

3. Penerbit Buku Kompas. Makan sehat hidup sehat. Jakarta : Kompas Media

Nusantara.2006.h.30-6.

4. Hartono A. Terapi gizi & diet rumah sakit. Jakarta: EGC.2004. h.178-80

5. Krisnatuti D, Yenrina R, Uripi V. Perencanaan menu untuk penderita gangguan asam

urat. Jakarta: Niaga Swadaya.2007.h.4

7