BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Kebanyakan protein merupakan enzim atau subunit enzim. Jenis protein lain berperan dalam fungsi struktural atau mekanis, seperti misalnya protein yang membentuk batang dan sendi sitoskeleton. Protein terlibat dalam sistem kekebalan (imun) sebagai antibodi, sistem kendali dalam bentuk hormon, sebagai komponen penyimpanan (dalam biji) dan juga dalam transportasi hara. Sebagai salah satu sumber gizi, protein berperan sebagai sumber asam amino bagi organisme yang tidak mampu membentuk asam amino tersebut (heterotrof). Protein (akar kata protos dari bahasa Yunani yang berarti "yang paling utama") adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida. Molekul protein mengandung karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan kadang kala sulfur serta fosfor. Protein berperan penting dalam struktur dan fungsi semua sel makhluk hidup dan virus. Protein merupakan salah satu dari biomolekul raksasa, selain polisakarida, lipid, dan polinukleotida, yang merupakan penyusun utama makhluk hidup. Selain itu, protein merupakan salah satu molekul yang paling banyak diteliti dalam biokimia. Protein ditemukan oleh Jons Jakob Berzelius pada tahun 1838.

B. Maksud dan Tujuan Adapun maksud dan tujuan dari pembuatan makalah ini adalah : Mengetahui apa itu biosintesis protein Mengetahuin senyawa-senyawa asam amino yang dapat dibiosintesa dalam tubuh1|Page

Mengetahui tahapan atau mekanisme dari biosintesis protein Mengetahui senyawa-senyawa apa saja yang terlibat dalam biosintesis protein Mengetahui tujuan dari biosintesis protein

BAB II PEMBAHASAN

Protein merupakan makromolekul yang paling berlimpah di dalam sel hidup dan merupakan 50 % atau lebih kering sel. Protein ditemukan di dalam semua sel dan semua bagian sel. Protein juga amat bervariasi, ratusan jenis yang berbeda dapat ditemukan dalam satu sel. Protein mempunyai berbagai peranan2|Page

biologis, karena protein merupakan instrumen molekuler yang mengekspresikan informasi genetik. Kunci struktur ribuan protein yang relatif berbeda-beda adalah gugus pada molekul unit pembangun protein yang relatif sederhana. Semua protein, baik yang berasal dari bakteri yang paling tua atau yang berasal dari bentuk kehidupan tertinggi, dibangun dari rangkaian dasar yang sama dari 20 asam amino yang berikatan kovalen dalam urutan yang khas. Karena masing-masing asam amino mempunyai rantai samping yang khusus, yang memberikan sifat kimia masing-masing individu, kelompok 20 molekul unit pembangun ini dapat dianggap sebagai abjad struktur protein. Diantara banyak fungsi yang harus dipenuhi oleh asam amino dalam sel hidup, terdapat fungsi sebagai unit monomer untuk membangun rantai polipeptida protein. Sebagian besar protein mengandung 20 buah asam amino L-amino yang sama dalam proporsi yang beragam. Di samping itu, banyak protein khusus yang juga mengandung asam L--amino yang diturunkan dari sebagian di antara ke-20 asam amino tersebut. Asam amino ialah asam karboksilat yang mempunyai gugus amino. Asam amino yang terdapat sebagai komponen protein mempunyai gugus NH2 pada atom karbon dari posisi gugus COOH. Jenis-jenis asam amino, urutan cara asam amino tersebut terangkai, serta hubungan spasial asam-asam amino tersebut asan menentukan struktur 3 dimensi dan sifat-sifat biologis protein sederhana. Asam amino adalah prekusor dalam biosintesis nukleotida. Asam amino dan nukleotida berhubungan satu sama lain, keduanaya adalah unit dasar di dalam biokimiawi penurunan sifat. Nukleotida, unsur penyandi asam nukleat, bersifat esensial pada pemeliharaan dan pemindahan informasi genetik. Asam amino, unit pembangunan protein dibutuhkan untuk ekspresi informasi genetik. Lintas biosintetik yang menghasilkan ke-20 jenis asam amino protein dan 8 nukleotida asam nukleat, tidak hanya banyak jumlahnya, tetapi juga kebanyakan bersifat agak kompleks. Karena masing-masing asam amino dan nukleotida dibutuhkan dalam jumlah yang relatif kecil, aliran biosintetik yang melalui sebagian besar lintas ini, yang manapun, tidak akan sebesar aliran biosintetik yang menghasilkan karbohidrat atau lemak pada jaringan hewan. Sebaliknya karena asam amino dan nukleotida yang berbeda harus dibuat dalam rasio yang benar dan pada3|Page

waktu yang tepat untuk sintesis protein dan asam nukleat, lintas biosintetiknya harus diatur dan dikoordinasi satu sama lain.

Beberapa asam amino harus diperoleh dari makananMakhluk hidup berbeda dalam kemampuannya melakukan sintesis ke-20 macam asam amino. Juga berbeda dalam hal bentuk nitrogen yang dapat digunakan sebagai precursor gugus amino. Sebagai contoh, tikus albino dan manusia hanya dapat melakukan sintesis 10 dari 20 asam amino yang dibutuhkan sebagai unit pembangunan bagi biosintesis protein.Kesepuluh asam amino ini disebut asam amino nonesensial atau asam amino yang dapat diganti, yang dibentuk dari ammonia dan berbagai sumber karbon. Kesepuluh asam amino yang lain harus diperoleh dari makanan dan karenanya disebut nutritive esensial atau asam amino yang tidak dapat diganti.

KLASIFIKASI ASAM AMINOBerdasarkan kemampuan tubuh dalam mensintesisnya : Terdapat 2 jenis asam amino berdasarkan kemampuan tubuh dalam sintesisnya, yaitu asam amino esensial dan asam amino non esensial. Asam amino esensial adalah asam amino yang tidak dapat disintesis didalam tubuh, tetapi diperoleh dari luar misalnya melalui makanan (lisin, leusin, isoleusin, treonin, metionin, valin, fenilalanin, histidin, dan arginin). Asam amino non esensial adalah asam amino yang dapat disintesis didalam tubuh melalui perombakan senyawa lain.

Asam amino nonesensial dan esensial untuk manusia dan tikus albinoNonesensial Glutamat Glutamin Esensial isoleusin Leusin4|Page

Prolin Aspartat Asparagin Alanin Glisin Serin

Lisin Fenilalanin Treonin Triptofan Valin Arginin (esensial untuk remaja, hewan yang sedang tumbuh, tetapi tidak untuk dewasa)

Sistein Tirosin

Histidin Methionine

Berdasarkan rantai samping dan kelarutannya : Klasifikasi asam amino dapat dilakukan berdasarkan rantai samping (gugus R) dan sifat kelarutannya didalam air. Berdasarkan kelarutan didalam air dibagi atas asam amino hidrofobik dan hidrofilik (klasifikasi dapat dilihat pada bagian struktur asam amino). Berdasarkan rantai sampingnya dapat diklasifikasikan sebagai berikut : - Dengan rantai samping alifatik (asam amino non polar) : Glisin, Alanin, Valin, Leusin, Isoleusin. - Dengan rantai samping yang mengandung gugus hidroksil (OH), (asam amino polar) : Serin, Treonin, Tirosin. - Dengan rantai samping yang mengandung atom sulfur (asam amino polar) : Sistein dan metionin. - Dengan rantai samping yang mengandung gugus asam atau amidanya (gugus R bermuatan negativ) : Asam aspartat, Aspargin, Asam glutamate, Glutamin.

5|Page

- Dengan rantai samping yang mengandung gugus basa (gugus R bermuatan positif): Arginin, lisin, Histidin - Yang mengandung cincin aromatic : Histidin, Fenilalanin, Tirosin, Triptofan. - Asam imino : Prolin.

SINTESIS ASAM AMINOSemua jaringan memiliki kemampuan untuk mensintesis asam amino non esensial, melakukan remodeling asam amino, serta mengubah rangka karbon non asam amino menjadi asam amino dan turunan lain yang mengandung nitrogen. Tetapi, hati merupakan tempat utama metabolisme nitrogen. Dalam kondisi surplus diet, nitrogen toksik potensial dari asam amino dikeluarkan melalui transaminasi, deaminasi dan pembentukan urea. Rangka karbon umumnya diubah menjadi karbohidrat melalui jalur glukoneogenesis, atau menjadi asam lemak melalui jalur sintesis asam lemak. Berkaitan dengan hal ini, asam amino dikelompokkan menjadi 3 kategori yaitu asam amino glukogenik, ketogenik serta glukogenik dan ketogenik. Asam amino glukogenik adalah asam-asam amino yang dapat masuk ke jalur produksi piruvat atau intermediat siklus asam sitrat seperti -ketoglutarat atau oksaloasetat. Semua asam amino ini merupakan prekursor untuk glukosa melalui jalur glukoneogenesis. Semua asam amino kecuali lisin dan leusin mengandung sifat glukogenik. Lisin dan leusin adalah asam amino yang semata-mata ketogenik, yang hanya dapat masuk ke intermediat asetil KoA atau asetoasetil KoA Sekelompok kecil asam amino yaitu isoleusin, fenilalanin, threonin, triptofan, dan tirosin bersifat glukogenik dan ketogenik. Akhirnya, seharusnya kita kenal bahwa ada 3 kemungkinan penggunaan asam amino. Selama keadaan kelaparan pengurangan rangka karbon digunakan untuk menghasilkan energi, dengan proses oksidasi menjadi CO2 dan H2O. Dari 20 jenis asam amino, ada yang tidak dapat disintesis oleh tubuh kita sehingga harus ada di dalam makanan yang kita makan. Asam amino ini dinamakan asam amino esensial. Selebihnya adalah asam amino yang dapat

6|Page

disintesis dari asam amino lain. Asam amino ini dinamakan asam amino nonesensial. SIFAT-SIFAT ASAM AMINO

1. Pada umumnya, asam amino larut dalam air dan tidak larut dalam pelarut organik non polar seperti eter, aseton dan kloroform. Sifat asam amino ini berbeda dengan asam karboksilat maupun dengan sifat amina. Asam karboksilat alifatik maupun aromatik yang terdiri dari beberapa atom karbon, umumnya kurang larut dalam air tetapi larut dalam pelarut organik. Demikian pula amina, pada umumnya tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik. 2. Asam amino mempunyai titik lebur yang lebih tinggi dibandingkan dengan asam karboksilat atau amina (lebih besar dari 200C). 3. Bersifat sebagai elektrolit. Dalam larutan kondisi netral (pH isoelektrik), asam amino dapat membentuk ion yang bermuatan positif dan juga bermuatan negative (zwitterion) atau ion amfoter. Keadaan ion ini sangat tergantung pada pH larutan. Bila ditambahkan dengan basa, maka asam amino akan terdapat dalam bentuk : H2N CH COOR Dan bila ditambahkan asam ke dalam larutan asam amino, maka asam amino yang terbentuk :+

H3N CH COOH R Asam amino ialah asam karboksilat yang mempunyai gugus amino.

Asam amino yang terdapat sebagai komponen protein mempunyai gugus NH2 pada atom karbon dari posisi gugus COOH. Jenis-jenis asam amino, urutan cara asam amino tersebut terangkai, serta hubungan spasial asam-asam

7|Page

amino tersebut menentukan struktur 3 dimensi dan sifat-sifat biologis protein sederhana. Kira-kira 75% asam amino digunakan untuk sintesis protein. Asamasam amino dapat diperoleh dari protein yang kita makan atau dari hasil degradasi protein di dalam tubuh kita. Degradasi ini merupakan proses kontinyu. Karena protein di dalam tubuh secara terus menerus diganti (protein turnover). Contoh dari protein turnover, tercantum pada tabel berikut.

Contoh protein turnover. Protein Enzim Di dalam hati Di dalam plasma Hemoglobin Otot Kolagen Turnover rate (waktu paruh) 7-10 menit 10 hari 10 hari 120 hari 180 hari 1000 I

Asam-asam amino juga menyediakan kebutuhan nitrogen untuk :1. Struktur basa nitrogen DNA dan RNA 2. Heme dan struktur lain yang serupa seperti mioglobin, hemoglobin, sitokrom, enzim dll. 3. 4. Asetilkolin dan neurotransmitter lainnya. Hormon dan fosfolipid

Selain menyediakan kebutuhan nitrogen, asam-asam amino dapat juga digunakan sebagai sumber energi jika nitrogen dilepas. Secara umum, pada asam amino sebuah atom C mengikat empat gugus yaitu : gugus karboksil, gugus amina, satu buah atom hydrogen dan satu gugus sisa (rantai samping, gugus R). Rantai samping pada asam amino (gugus R) yang berbeda-beda

8|Page

pada asam amino menentukan struktur, ukuran, muatan elektrik dan sifat kelarutan dalam air.

Biosintesis Asam Amino : Bakteri dan Tumbuhan sintesis 20 asam amino Hewan tingkat tinggi 10 asam amino Asam amino esensial : asam amino yang tidak disintesis oleh tubuh Asam amino non esensial : asam amino yang disintesis oleh tubuh

Jalur metabolik utama dari asam aminoJalur metabolik utama dari asam-asam amino terdiri atas : 1) produksi asam amino dari pembongkaran protein tubuh, digesti protein diet serta sintesis asam amino di hati. 2) Pengambilan nitrogen dari asam amino. 3) Katabolisme asam amino menjadi energi melalui siklus asam serta siklus urea sebagai proses pengolahan hasil sampingan pemecahan asam amino. 4) Sintesis protein dari asam-asam amino.

Katabolisme asam aminoAsam-asam amino tidak dapat disimpan oleh tubuh. Jika jumlah asam amino berlebihan atau terjadi kekurangan sumber energi lain (karbohidrat dan protein), tubuh akan menggunakan asam amino sebagai sumber energi. Tidak seperti karbohidrat dan lipid, asam amino memerlukan pelepasan gugus amin. Gugus amin ini kemudian dibuang karena bersifat toksik bagi tubuh. Ada 2 tahap pelepasan gugus amin dari asam amino, yaitu: 1.Transaminasi Enzim aminotransferase memindahkan amin kepada -ketoglutarat

menghasilkan glutamat atau kepada oksaloasetat menghasilkan aspartat 2.Deaminasi oksidatif9|Page

Pelepasan amin dari glutamat menghasilkan ion ammonium

BIOSINTESIS ASAM AMINO Nonesensial

Biosintesis Glutamat Dan AspartatGlutamat dan aspartat disintesis dari asam -ketoglutarat dengan reaksi transaminasi sederhana. Katalisator reaksi ini adalah enzim glutamat dehidrogenase dan selanjutnya oleh aspartat aminotransferase, AST.

Peran penting glutamat adalah sebagai donor amino intraseluler utama untuk reaksi transaminasi. Sedangkan aspartat adalah sebagai prekursor ornitin untuk siklus urea.

Aspartat juga diturunkan dari asparagin dengan bantuan asparaginase.

10 | P a g e

Biosintesis golongan asam amino glutamat. Konversi terinci dari glutamat menjadi prolin dan glutamin

Reaksi di atas merupakan reaksi sentral yang penting di dalam metabolisme asam amino, karena merupakan lintas utama untuk mengubah ammonia bebas, yang beracun, menjadi glutamin tidak beracun untuk diangkut di dalam darah. Glutamin sintetase adalah enzim alosterik.

Biosintesis alanin11 | P a g e

Alanin dipindahkan ke sirkulasi oleh berbagai jaringan, tetapi umumnya oleh otot. Alanin dibentuk dari piruvat. Hati mengakumulasi alanin plasma, kebalikan transaminasi yang terjadi di otot dan secara proporsional meningkatkan produksi urea. Alanin dipindahkan dari otot ke hati bersamaan dengan transportasi glukosa dari hati kembali ke otot. Proses ini dinamakan siklus glukosa-alanin. Fitur kunci dari siklus ini adalah bahwa dalam 1 molekul, alanin, jaringan perifer mengekspor piruvat dan amonia ke hati, di mana rangka karbon didaur ulang dan mayoritas nitrogen dieliminir. Ada 2 jalur utama untuk memproduksi alanin otot yaitu: 1. Secara langsung melalui degradasi protein

2. Melalui transaminasi piruvat dengan bantuan enzim alanin transaminase, ALT (juga dikenal sebagai serum glutamat-piruvat transaminase, SGPT).

Siklus glukosa alanin

Biosintesis sistein12 | P a g e

Pada mamalia, sistein dibuat dari dua asam amino lainnya, metionin yang esensial di dalam makanan dan serin yang tidak esensial. Metionin memberikan atom sulfur dan serin memberikan kerangka karbon pada sintesis sistein. Kondensasi dari ATP dan metionin dikatalisis oleh enzim metionin adenosiltransfrease menghasilkan S-adenosilmetionin (SAM).

Biosintesis S-adenosilmetionin (SAM)

Gugus adenosil dapat dianggap sebagai pembawa molekul metionin. Dalam bentuk ini, gugus metal pada metionin bersifat sangat reaktif dan dapat dipindahkan secara enzimatik ke berbagai senyawa penerima gugus metal, meninggalkan S-adenosilhomosistein sebagai produk demetilasi.S- Adenosilmetionin + penerima gugus metil S- adenosilhomosistein + penerima termetilasi

Setelah penarikan gugus metil, S-adenosilhomosistein siap untuk memasuki reaksi selanjutnya pada lintas menuju sistein. Tahap selanjtnya, homosistein bebas dibentuk oleh reaksi. S-Adenosilhomosistein + H2O Adenosin + homosistein

Homosistein lalu bereaksi dengan serin dalam reaksi yang dikatalisis oleh sistationin -sintetase menghasilkan sistationin. Homosistein + serin sistationin + H2O

13 | P a g e

Pada tahap terakhir, sistationin -liase yang juga merupakan enzim piridoksal fosfat, mengkatalisis pemindahan ammonia dan membelah sistationia, menghasilkan sistein bebas. Sistationin + H+ -ketobutirat + NH4+ + sistein Jika digabungkan semua tahao-tahap yang terpisah tadi besama-sama, persamaan keseluruhan bagi sintesis sistein menjadi : L-metionin + ATP + Penerima metil + H2O + H+ + serin penerima termetilasi + adenosine + -ketobutirat + NH4+ + sistein + PPi +Pi Hasil akhir rangkaian reaksi yang kompleks ini adalah penggantian gugus OH pada serin dengan suatu gugus SH, yang berasal dari metionin, untuk membentuk sistein.

14 | P a g e

Biosistesis sistein dari metionin yang memberikan atom sulfur, dan dari serin yang menyumbangkan rantai karbonnya.

Biosintesis tirosin

15 | P a g e

Tirosin diproduksi di dalam sel dengan hidroksilasi fenilalanin. Setengah dari fenilalanin dibutuhkan untuk memproduksi tirosin. Jika diet kita kaya tirosin, hal ini akan mengurangi kebutuhan fenilalanin sampai dengan 50%. Fenilalanin hidroksilase adalah campuran fungsi oksigenase: 1 atom oksigen digabungkan ke air dan lainnya ke gugus hidroksil dari tirosin. Reduktan yang dihasilkan adalah tetrahidrofolat kofaktor tetrahidrobiopterin, yang dipertahankan dalam status tereduksi oleh NADH-dependent enzyme dihydropteridine reductase (DHPR). Fenilalanin + NADPH + H+ + O2 tirosin + NADP+ + H2O

Biosintesis tirosin dari fenilalanin

Biosintesis ornitin dan prolinGlutamat adalah prekursor ornitin dan prolin. Dengan glutamat semialdehid menjadi intermediat titik cabang menjadi satu dari 2 produk atau lainnya. Ornitin bukan salah satu dari 20 asam amino yang digunakan untuk sintesis protein. Ornitin memainkan peran signifikan sebagai akseptor karbamoil fosfat dalam siklus urea. Ornitin memiliki peran penting tambahan sebagai prekursor untuk sintesis poliamin. Produksi ornitin dari glutamat penting ketika diet arginin sebagai sumber lain untuk ornitin terbatas.

16 | P a g e

Penggunaan glutamat semialdehid tergantung kepada kondisi seluler. Produksi ornitin dari semialdehid melalui reaksi glutamat-dependen

transaminasi. Ketika konsentrasi arginin meningkat, ornitin didapatkan dari siklus urea ditambah dari glutamat semialdehid yang menghambat reaksi aminotransferase. Hasilnya adalah akumulasi semialdehid. Semialdehid didaur secara spontan menjadi 1pyrroline-5-carboxylate yang kemudian direduksi menjadi prolin oleh NADPH-dependent reductase.

Sintesis ornitin dan prolin dari semialdehid glutamat

Biosintesis L-prolin. Kelima atom karbon berasal dari asam glutamate. Prolin adalah suatu penghambat alosterik pada reaksi awal biosintesisnya. Aktivitas umpan balik negative ini ditunjukkan oleh tanda panah dan titik penghambatan oleh garis berwarna terputus-putus.

17 | P a g e

Biosintesis serinJalur utama untuk serin dimulai dari intermediat glikolitik 3fosfogliserat. NADH-linked dehidrogenase mengubah 3-fosfogliserat menjadi sebuah asam keto yaitu 3-fosfopiruvat, sesuai untuk transaminasi subsekuen. Aktivitas aminotransferase dengan glutamat sebagai donor menghasilkan 3fosfoserin, yang diubah menjadi serin oleh fosfoserin fosfatase.

18 | P a g e

Biosintesis glisinKarena serin adalah prekusor glisin, jalur biosintetik kedua asam amino ini dianggap terjadi bersama-sama. Jalur utama bagi pembentukan serin di dalam jaringan hewan dimulai dengan 3-fosfogliserat, suatu senyawa antara glikolisis. Pada pertama, gugus -hidroksilnya dioksidasi oleh NAD+, menghasilkan 3-fosfohidroksipiruvat. Transaminasi dari glutamate

menghasilkan 3-fosfoserin, yang mengalami hidrolisis oleh fosfoserin fosfatase, menghasilkan serin bebas. Asam amino serin dengan 3-karbon adalah prekusor glisin berkarbon 2, melalui penarikan satu atom karbon, pada posisi atau 3. Jalur utama untuk glisin adalah 1 tahap reaksi yang dikatalisis oleh serin hidroksimetiltransferase. Reaksi ini melibatkan transfer gugus

hidroksimetil dari serin untuk kofaktor tetrahidrofolat (THF), menghasilkan glisin dan N5, N10-metilen-THF.

Biosintesis serin dari 3-fosfogliserat dan pengubahan serin selanjutnya menjadi glisin. Glisin juga dibuat dari CO2+ NH3 oleh kerja glisin sintase, yang menggunakan N5 , N10 metilentetrahidrofolat sebagai senyawa pemberi metil.

19 | P a g e

Biosintesis aspartat, asparagin, glutamat dan glutamineGlutamat disintesis dengan aminasi reduktif -ketoglutarat yang dikatalisis oleh glutamat dehidrogenase yang merupakan reaksi nitrogenfixing. Glutamat juga dihasilkan oleh reaksi aminotranferase, yang dalam hal ini nitrogen amino diberikan oleh sejumlah asam amino lain. Sehingga, glutamat merupakan kolektor umum nitrogen amino.

Aspartat dibentuk dalam reaksi transaminasi yang dikatalisis oleh aspartat transaminase, AST. Reaksi ini menggunakan analog asam -keto aspartat, oksaloasetat, dan glutamat sebagai donor amino. Aspartat juga dapat dibentuk dengan deaminasi asparagin yang dikatalisis oleh asparaginase.

20 | P a g e

Asparagin sintetase dan glutamin sintetase mengkatalisis produksi asparagin dan glutamin dari asam -amino yang sesuai. Glutamin dihasilkan dari glutamat dengan inkorporasi langsung amonia dan ini merupakan reaksi fixing nitrogen lain. Tetapi asparagin terbentuk oleh reaksi amidotransferase.

21 | P a g e

Alanin, aspartat dan asparagin juga berasal dari metabolit sentralPada kebanyakan organism, asam amino nonesensial alanin dan aspartat berturut-turut berasal dari piruvat dan oksaloasetat oleh transaminasi dari glutamate -ketoglutarat + alanin -ketoglutarat + aspartat

Glutamat + piruvat Glutamat + oksaloasetat

Dalam banyak bakteri, aspartat adalah prekusor langsung asparaagin dalam suatu reaksi yang dikatalisis oleh asparagin sintetase, analog dengan reaksi glutamine sintetase. Aspartat + NH4+ + ATP asparagin + ADP + Pi + H+

Pembentukan asparagin dan aspartat di dalam jaringan hewan. Pada banyak bakteri, asparagin dibentuk oleh reaksi yang berbeda.

22 | P a g e

Tetapi pada mamalia ada perbedaan lintas untuk sintesis asparagin: gugus amino dipindahkan dari gugus amida glutamine menjadi gugus -karboksil aspartat.

BIOSINTESIS ASAM AMINO ESENSIALLintas bagi sintesis asam amino esensial pada nutrisi tikus albino dan manusia telah disimpulkan dari penelitian biokimiawi dan genetik mikroorganisme yang mampu membuat senyawa ini. Lintas yang mengarah kepada sintesis asam amino esensial biasanya lebih panjang (5 sampai 15 tahap) dan lebih kompleks dibandingkan asam amino nonesensial. Hewan tingkat tinggi tidak mampu membuat beberapa asam amino esensial, karena tidak memilki satu atau dua enzim pada lintas sintesis tersebut. Lintas asam amino esensial yang paling kompleks adalah lintas menuju fenilalanin, triptofan, dan histidin, yang memiliki cincin benzene atau heterosiklik. Sintesis cincin ini, terutama kedua cincin pusat triptofan, memerlukan sejumlah tahap enzimatis yang kompleks. Lima asam amino esensial bagi hewan disintesis oleh tanaman dan mikroorganisme dari asam amino nonesensial : treonin, metionin, dan lisin dibentuk dari aspartat, arginin, dan histidin dibentuk dari glutamate. Isoleusin dibentuk oleh bakteri dari asam amino esensial treonin.

Biosintesis isoleusin dari treonin pada E. coli. Reaksi pertama dari uruan ini dihambat oleh produk akhir, isoleusin. Contoh penghambatan umpan balik alosterik

23 | P a g e

yang

pertama-petama

ditemukan.

Valin

dapat

mengatasi

atau

mencegah

penghambatan oleh isoleusin.

Biosintesis isoleusin pada E. coliJaringan yang saling berangkaian pada mekanisme pengaturan di dalam biosintesis beberapa asam amino yang diturunkan dari aspartat pada E. coli.

24 | P a g e

Selain dari peranannya sebagai unit pembangunan protein, asam amino adalah sejumlah biomolekul khusus, termasuk berbagai hormone, vitamin koenzim, alkaloida polimer dinding sel, porfirin, antibiotik, pigmen dan senyawa neurotransmitter, semuanya memainkan peranan biologis penting. Contoh pertama adalah sintesis keratin, yang penting dalam bioenergetika otot dan syaraf, dalam bentuk fosfokreatin. Keratin dibuat dari tiga asam amino yaitu glisin, arginin, dan metionin.

25 | P a g e

Arginin adalah senyawa pemberi gugus guanidino (berwarna) dan metionin adalah senyawa pemberi gugus metil (abu-abu). Lintas ini memperlihatkan sifat

keragaman asam amino sebagai precursor dalam biosintesis biomolekul bernitrogen lainnya.

Biosintesis porfirin Karena nucleus porfirin memegang peranan penting pada protein heme seperti hemoglobin dan sitokrom, sebagaimana juga Mg2+ yang mengandung turunan orfirin klorofil. Porfirin disusun dari empat molekul turunan monopirol, yaitu porfobilinogen, yang disintesis sebagai berikut :

26 | P a g e

Pertama glisin bereaksi dengan suksinil-KoA menghasilkan asam -amino-ketoadipat Dikarboksilasi menjadi asam - aminolevulinat dan karbondioksida Dua molekul asam - aminolevulinat kemudian mengalami kondensasi, membentuk protoporfirin, melalui serangkaian reaksi enzimatik yang kompleks.

Atom besi bergabung setelah protoporfirin selesai bergabung.

Pengubahan D-ribosa 5-fosfat menjadi 5-fosfo--D-ribosilamin

27 | P a g e

Tahap-tahap dalam pembentukan cincin purin asam inosinat. Produk dari setap tahap enzimatik bertahap, R melambangkan gugus 5-fosfat-D-ribosil (abu-abu) sebagai tempat pembentukan cincin purin

28 | P a g e

Biosintesis nukleotida purin diatur oleh pengontrolan umpan balik

Mekanisme pengontrolan umpan balik di dalam biosintesis nukleotida adenin dan guanine pada E. coli.

29 | P a g e

Biosintesis Nukleotida pirimidin dari Aspartat dan Ribosa Fosfat

30 | P a g e

BAB IV KESIMPULAN

31 | P a g e

Manusia dan tikus albino dapat melakuka sintesis 10 dari 20 asam amino protein. Sisanya yang diperlukan di dalam makanan dan dinamakan asam amino esensial, dapat dibuat oleh tanaman dan bakteri.

Di antara asamamino nonesensial, glutamate dibentuk melalui aminasi reduktif ketoglutarat. Glutamat merupakan prekusor glutamine dan prolin. Alanin dan aspartat dibentuk melalui transaminasi berturut-turut menjadi piruvat dan oksaloasetat. Tirosin dibentuk melalui hidroksilasi fenilanin, yang merupakan asam amino esensial. Sistein dibentuk dari metionin dan serin melalui serangkaian reaksi kompleks dengan S-adenosilmetionin dan sistationin sebagai senyawa antara. Rantai karbon serin diturunkan dari 3-fosfogliserat. Serin adalah prekusor glisin; atom karbon pada serin dipindahkan ke tetrahidrofolat. Lintas biosintesis asam amino esensial pada bakteri dan tanaman bersifat lebih kompleks dan lebih panjang. Lintas ini dibentuk dari asam amino nonesensial tertentu dan metabolit lain.

Lintas biosintetik menuju asam amino dapat diahambat oleh produk akhir melalui mekanisme alosterik; enzim regulatoriknya biasanya terletak pada awal urutan. Asam amino adalah prekusor bagi berbagai biomolekul penting lainnya. Cincin profirin pada protein heme dituunkan dari glisin dan suksisnil-KoA. Sistem cincin purin pada nukleotida purin dibangun setahap demi setahap pada atom karbon no 1 molekul 5-fosforibosilamin. Asam amino memberikan semua atom nitrogen yang menyusun purin. Selanjutnya terjadi dua tahap reaksi yang menutup cincin, sehingga terbentuk nucleus purin.

Pirimidin dibentuk dari asam aspartat, CO2, dan ammonia. Ribosa 5-fosfat kemudian diikat, meghasilkan ribonukleotida pirimidin. Purin bebas dipergunakan kembali dan dibangun menjadi nukleotida melalui lintas yang terpisah.

32 | P a g e

DAFTAR PUSTAKA

Lehninger, L. 1982. Albert. Dasar-dasar Biokimia Jilid 2. Jakarta : Erlangga. www.themedicalbiochemistrypage.org.com Montgomery, Rex, dkk. 1993. Biokimia jilid 2. Yogyakarta : Gadjah mada university press.

33 | P a g e

34 | P a g e