Metabolisme Protein - 2



Protein  Struktur

asam amino  Asam amino essensial 

Metabolisme asam amino  Pengaruh

hormon dalam metabolisme asam amino  Anabolisme asam amino  Katabolisme asam amino  Keseimbangan nitrogen

 

Siklus urea Perubahan rangka karbon asam amino menjadi zat antara amfibolik  Peranan asam amino dalam proses pembentukan bahan tertentu yang mempunyai kepentingan biologis  Efek metabolisme asam amino Metabolisme Protein - 2

 Protein

adalah makromolekul.  Mereka

dibangun dari satu atau lebih rantai asam amino.

 Protein

dapat mengandung 200-300 asam amino.

Metabolisme Protein - 3



Asam amino adalah molekul-molekul yang mengandung gugus amine, asam karboksilik, dan rantai samping yang spesifik untuk setiap asam amino.  Elemen utama dari asam amino adalah: karbon, hidrogen, oksigen dan nitrogen. Metabolisme Protein - 4

Tipe Asam Amino Asam amino essensial

Asam Amino

Singkatan 3-huruf

1-huruf

Valine

Val

V

Leucine

Leu

L

Isoleucine

Ile

I

Methionine

Met

M

Phenylalanine

Phe

F

Tryptophan

Trp

W

Threonine

Thr

T

Lysine

Lys

K

Histidine

His

H

Metabolisme Protein - 5

Tipe Asam Amino Asam amino nonessensial

Asam Amino

Singkatan 3-huruf

1-huruf

Serine

Ser

S

Tyrosine

Tyr

Y

Asparagine

Asn

N

Glutamine

Gln

Q

Cysteine

Cys

C

Aspartic Acid

Asp

D

Glutamic Acid

Glu

E

Arginine

Arg

R

Alanine

Ala

A

Glycine

Gly

G

Proline

Pro

P Metabolisme Protein - 6



Pencernaan dan Absorpsi.  Tubuh

memecah protein menjadi asam amino tunggal, atau memperpendek rantai dari tiga atau dua asam amino yang diabsorpsi oleh dinding sel usus halus.  Dalam mulut ● Dibasahi dan dihancurkan secara mekanikal  Dalam lambung ● Terjadi denaturasi protein oleh HCl ● HCl juga merubah pepsinogen menjadi pepsin ● Pepsin memecah polipeptida besar menjadi polipeptida yang lebih kecil Metabolisme Protein - 7

 Dalam

usus halus

● Trypsin dan chymotrypsin memecah polipeptida menjadi peptida yang lebih kecil lagi ● Carboxypeptidase dan aminopeptidase memecah dan membebaskan asam amino ● Di- dan tripeptidase memecah dipeptida dan tripeptida menjadi asam amino ● Asam amino bebas diabsorpsi kedalam pembuluh darah Metabolisme Protein - 8



 Tubuh

dapat menyusun kembali asam amino untuk membangun protein tubuh, jika diperlukan.

Metabolisme.  Di

oksidasi untuk menghasilkan energi.  Dirubah menjadi asam lemak melalui jalur sintesis asam lemak dan sebagai karbohidrat melalui glukoneogenesis, untuk disimpan.



Dengan demikian hanya terdapat dua kemungkinan utama dari diet asam amino:  Kondisi katabolik.  Sintesis protein  Kondisi anabolik.  Energi

Metabolisme Protein - 9

 Asam

amino essensial  Tidak

dapat di sintesis oleh tubuh dalam jumlah yang cukup

 Asam

amino nonessensial  Dapat

di sintesis oleh tubuh melalui aminasi ● Yaitu dengan menambahkan gugus amino ke rangka carbon

Metabolisme Protein - 10

Metabolisme Protein - 11

H

H3C N C C OH

H

H C H

H O Alanine

H +

N C C OH H

H O Phenylalanine

+ H2O H

CH3 N C C

H

H O

H C H N C C OH H H O

Peptide Bond

Metabolisme Protein - 12



Katabolisme AA memiliki dua bagian: 





Pelepasan gugus amino (N) dari kerangka carbon (C) Pembuangan nitrogen (N) yang potensial toksik

Tahap awal reaksi katabolisme asam amino, melibatkan: 

Pelepaskan gugus amino, melalui proses: ● Transaminasi. ● Deaminasi.



Perubahan rangka carbon pada molekul asam amino. Metabolisme Protein - 13



Pemindahan gugus  Dua enzim penting amino dari suatu asam dalam reaksi amino kepada suatu transaminasi, yaitu: asam keto, sehingga alanin transaminase terbentuk asam amino dan glutamat baru dan asam keto transaminase. baru.  Memerlukan koenzim piridoksalfosfat (bentuk aktif vitamin B6).

 Asam

amino semula dirubah menjadi asam keto.  Senyawa keto, misal.: asam piruvat, αketoglutarat, oksaloasetat.



Reaksi transaminasi terjadi dalam mitokondria dan sitoplasma (liver dan otot). Metabolisme Protein - 14



Transaminasi  Pemindahan

gugus amino dari asam glutamat ke asam keto 1 yang dikatalisis enzim transaminase, menghasilkan asam keto 2 dan Tyrosine.  Reaksi transaminasi bersifat reversibel. Metabolisme Protein - 15



Asam amino harus di deaminasi sebelum oksidasi untuk menghasilkan energi.  Deaminasi

adalah melepaskan gugus amino sebagai ammonium (NH4+).  Merubah asam amino menjadi intermediate asam keto untuk siklus Krebs.



Terjadi dalam matriks mitokondrial liver.  Menggunakan

NAD+ sebagai oxidizing agent.



Karena hasil akhir dari proses transaminasi adalah asam glutamat, maka glutamat dehidrogenase merupakan enzim penting (enzim kunci) dalam oksidasi asam amino. Metabolisme Protein - 16



Deaminasi oksidatif: Gugus amine dari asam glutamat akan:  Dilepaskan

sebagai ammonium.  Digabungkan dengan karbon dioksida di dalam liver.  Di ekskresi sebagai urea oleh ginjal. Metabolisme Protein - 17

Bila intake protein – nitrogen dalam diet sama dengan jumlah nitrogen yang di ekskresi dari tubuh  dikatakan tubuh dalam keseimbangan nitrogen.  Keseimbangan nitrogen positif bila intake nitrogen dalam diet lebih besar dari yang di ekskresi. 

 Contoh:

periode pertumbuhan cepat, masa kehamilan dan masa remaja, masa pemulihan dari stres dan perkembangan otot yang hebat – periode latihan. Metabolisme Protein - 18



Keseimbangan nitrogen negatif jika intake nitrogen dalam diet lebih sedikit daripada jumlah nitrogen yang di ekskresi. 



Contoh: intake karbohidrat / lemak tidak adekuat  protein digunakan untuk energi  berperan terhadap defisiensi protein

PEM (protein energy malnutrition)  

PEM adalah defisiensi kronis baik protein maupun energi 2 tipe  Kwashiorkor dan Marasmus Metabolisme Protein - 19

 Semua

asam amino di deaminasi.

Menghasilkan

ammonia yang toksik. Ammonia di eliminasi melalui siklus urea. ●Terjadi dalam liver. ●Menghasilkan pembentukan urea. ●Urea di eliminasi melalui urin.

Metabolisme Protein - 20

Metabolisme Protein - 21



Asam keto dari transaminasi dirubah untuk menghasilkan metabolit yang dapat memasuki siklus Krebs (umumnya asam -ketoglutarat dari siklus Krebs).  Perubahan rangka karbon asam amino menjadi zat antara amfibolik. Metabolisme Protein - 22

 Bahan

Pembangun

 Collagen  Elastin  Keratin  Myocin  Actin

 Enzim  Lipase

 Beberapa

hormon

 Messenger

yang menjalankan dan menghentikan proses tubuh.  Insulin, hormon thyroid, histamine, adrenaline, serotonin.

 Amylase  Pepsin Metabolisme Protein - 23

 Regulator

keseimbangan cairan dan elektrolit.

Metabolisme Protein - 24

 Alat

angkut atau transporter  Nutrien

melintasi membran sel, nutrien dalam darah, oksigen dalam darah.

Metabolisme Protein - 25

Metabolisme Protein - 26

Metabolisme Protein - 27

 Regulator

keseimbangan asam-basa

Metabolisme Protein - 28

 Antibodi

 Energi Jika

glukosa dalam tubuh terbatas, asam amino di metabolisme untuk energi. ●4 kalori per gram protein.

Tubuh

akan memecah jaringan tubuh dalam rangka memberikan asam amino untuk energi  berperan terhadap menipisnya jaringan tubuh. Metabolisme Protein - 29