METABOLISME PROTEIN ASAM AMINO
STRUCTUR ASAM AMINO
Non-ionized form
H Amino group
H2N
C R Side chain
O C
Carboxyl group
OH
POLYPEPTIDE CHAIN N-terminus
H
C-terminus
H H
O H H
O H
H
O H H
O H
N
C N
C
C
C
C
C H
C CH3
N
N C
CH2
CH2
OH
C OH
H
O H H
O H H
O
H H
O
N C
C N C
C N
C N C
C
CH2
CH H3C CH3
C CH2
CH2 SH
O OH
OH
Menurut Bond (1979), seperti hal hewan-hewan lain ikan membutuhkan komponen-komponen nutrisi seperti protein, karbohidrat, lemak, vitamin, mineral dan air. Berdasarkan Weatherly et al . (1987) kandungan nutrisi akan berpengaruh pasda tingkah laku, kesehatan, fungsi fisiologis, reproduksi dan pertumbuhan ikan. Zat-zat gizi oleh ikan akan digunakan untuk menghasilkan tenaga, mengganti sel-seltubuh yang rusak, dan juga untuk tumbuh.
Protein merupakan unsur yang sangat dibutuhkan oleh tubuh ikan, terutama untuk menghasilkan energi maupun untuk pertumbuhan(Watanabe, 1988) Menurut Fujaya (1999), kebutuhan protein untuk ikan berbedabeda menurut spesiesnya dan pada umumnya berkisar antara 20%--60% Suprayudi et al . (1994) variasi dan kebutuhan akan protein dipengaruhi oleh jenis ikan, umur ikan, daya cerna ikan, kondisi lingkungan, kualitas protein, temperatur air, dan sumber protein tersebut.
Ikan, terutama karnivora membutuhkan kandungan protein dalam pakannya mencapai sekitar 300% lebih tinggi dari pada kebutuhan protein pakan untuk hewan darat dan burung (NRC, 1983; Tacon & Cowey, 1985; Zonneveld et al ., 1991; Pillay, 1993) Tingginya kebutuhan protein pakan bagi ikan disebabkan karena ikan cenderung menggunakan protein sebagai sumber energi dibandingkan karbohidrat dan lemak (Tacon & Cowey, 1985; Halver, 1989).
Protein
Asam amino merupakan sumber utama untuk glukosa melalui jalur glukoneogenesis, tetapi gliserol dari trigliserida juga dapat digunakan. Glukoneogenesis dan glikogenolisis penting untuk memback up sumber glukosa pada saat puasa. Asam amino dalam tubuh terutama digunakan untuk sintesis protein. Tetapi, jika asupan glukosa rendah, asam amino dapat diubah menjadi glukosa melalui jalur yang disebut glukoneogenesis yaitu pembentukan glukosa baru dari prekursor nonkarbohidrat
Struktur supramolekul Protein
asam nukleat
Asam amino
nukleotida
- ketoacids C3, C4, C5
ribosa nitrogen
polisakarida
lipid
gula sederhana*)
gliserol asam lemak
pyruvat(C3)
asetat (C2) pyruvat (C3)
Karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O) Nitogen (N), fosfor (P), sulfur (S)
ESENSIAL
Makanan (protein)
Asam Amino
ASAM KETO SEL TUBUH
HATI
S. AS SITRAT
UREA
Protein dalam makanan pencernaan Asam Amino absorbsi A. A dalam darah
A.A. dl HATI (ektrasel)
A.A. Dalam darah
PROTEIN
A. A. ektra sel
Senyawa N lain
A. A. intra sel
PROTEI N
A. A. dl Hati (intra sel)
Sik. A. Sitrat
A. Keto
A. Keto
Asam lemak
NH3
S urea
karbohidrat
lipid
protein
Mulut: pencernaan mekanik & cairan ludah (enzim saliva)
poli/oligo/disakarida
lipid
prot & polipeptida
Lambung: enzim pepsin & lipase; asam lambung (HCl)
poli/oligo/disakarida
lipid/trigliserida prot & polipeptida
Usus halus: cairan pankreas (tripsin, kimotripsin, karboksipeptidase, amilase, lipase, ribonuklease, deoksiribonuklease, kolesterol esterase); cairan empedu/hati; enzim kelenjar usus (aminopeptidase, dipeptidase, sukrase, mltase, laktase, fosfatase, glukosidase); bakteri usus halus
monosakarida (gluk,frukt,galaktosa)
gliserol,as.lemak as.fosfat
asam amino
Amino Acids
20 Amino Acids Note: Variable R Group
Asam amino dalam darah Jumlah asam amino dalam darah tergantung jumlah yang diterima dan jumlah yang digunakan Proses absorbsi asam amino dalam dingding usus adalah proses transport aktif yang memelukan energi Dalam keadaan berpuasa. Konsentrasi asam amino dalam darah 3.5-5 mg/ 100ml darah. Setelah ada asupan makanan menjasi 5-10mg/100ml darah. Dan turun kembali setelah 6 jam.
Alanine carries amino groups from muscle to the liver for excretion
muscle protein
muscle glucose
blood
liver glucose
O H2N-C-NH2 urea
amino acids
NH4+ Glu
CO2-
CO2-
C=O
C=O
CH3 pyruvate
CH3 pyruvate
CO2-keto- +H N C H 3 Ala glutarate
CH3
Glu
CO2+H N 3
C H
Ala
CH3
-ketoglutarate
Reaksi metabolisme asam amino Meliputi reaksi pelepasan gugus asam amino Kemudian perubahan kerangka karbon A1. transaminasi : Proses katabolisme asam amino berupa pemindahan gugus amino darisuatu asam amino ke senyawa lain (keto. Asam piruvat, ketoglutarat atau oksaloasaetat). Sehingga (keto)senyawa tersebut dirubah menjadi asam amino. Sedangkan asam amino dirubah menjadi senyawa keto)
The first step in catabolism of most amino acids is transamination
CO2+H N-C-H 3
R’
CO2C=O
R -keto acid
amino acid CO2C=O CH2 CH2 -ketoglutarate
CO2-
CO2+H N C H 3 CH2 CH2
CO2-
glutamate
The main function of transamination is to funnel amino groups into a small number of amino acids, particularly Glu & Asp. Some amino transferases (“transaminases”) are specific for -ketoglutarate and Glu; others use oxaloacetate and Asp.
A.2 Deaminasi oksidatif:
Asam glutamat dapat mengalami deaminasi oksidatif mengunakan glutamat dehidrogenase, menghasilkan NH4+ NADP NAD sebagai akseptor elektron Asam glutamat + NAD+
α ketoglutarat + NH4+ + NADH + H+
cellular protein
The amino groups of glutamic acid and glutamine can be released as ammonia in liver mitochondria
ingested protein
CO2+ amino H3N C H acids R
-ketoglutarate
CO2-
transaminases
C=O -keto R
CO2+H N C H 3 CH2 CH2 Glu
CO2C=O CH2 CH2 CO2-
glutamate dehydrogenase
NADH or NADPH + H+
But ammonia is toxic, particularly to neural tissue. Organisms must get rid of it.
CO2-
NAD+ or NADP+ NH4+
NH4+
acids
CO2+H N C H 3 CH2 H2O CH2 CONH2 Gln from muscle & other tissue
Pembentukan Asetil koenzim A Merupakan senyawa penghubung antara metabolisme asam amino dengan siklus asam sitrat(merubah menjadi energi) 1. jalur asam piruvat 2. jalur asam asetoasetat
AMINO ACID DEGRADATION INTERMEDIATES Glucogenic
Ala Cys Gly
Ketogenic
* Both Glucogenic and Ketogenic • Purely Ketogenic
CO2
Glucose
Ile* Leu• Lys• Thr*
Ser Thr* Trp*
Pyruvate Acetyl-CoA
Acetoacetate
Asn Asp Citrate
Oxaloacetate
Asp Phe* Tyr*
Fumarate
Leu• Lys• Phe*
Citric Acid Cycle
Trp* Tyr*
Isocitrate CO2
Ile* Met Val
Succinyl-CoA
-ketoglutarate CO2
Arg Glu Gln
His Pro
JALUR BIOKIMIA PRODUKSI ENERGI
amino acids Most mammals convert aminoacid nitrogen to urea for excretion
The carbon chains are broken down to molecules that feed into the TCA cycle.
NH4+ Some animals excrete NH4+ or uric acid.
most terrestrial vertebrates
fish & other aquatic vertebrates
birds & reptiles
O O H2N-C-NH2
NH4+ ammonium ion
H N
HN
urea uric acid O
O N H
N H
AMINO ACID BIOSYNTHESIS OVERVIEW (USE OF COMMON INTERMEDIATES)
GLUCOSE GLUC-6-PHOSPHATE RIB-5-PHOS→ HIS 3-PHOSPHOGLYCERATE SERINE GLYCINE E-4-PHOS + PEP CYSTEINE PHE→TYR PYRUVATE ALA TRP VAL CITRATE LEU, ILE ↓ OXALOACETATE, -KETOGLUTARATE ASP, ASN, GLU, GLN, PRO, ARG, LYS, THR, MET
Biosintesa protein transkripsi DNA
translasi RNA
Replikasi
RNA terdiri atas : mRNA (mesenger RNA)(5%) rRNA (ribosomal RNA) (70%) t RNA ( transfer RNA
Protein
Protein Synthesis
Gene
expression: information coded in a gene is used to
Copyright 2008 John Wiley & synthesize a product—a protein or a molecule of RNA. 6-18 Sons, Inc.
FORMATION OF A DIPEPTIDE BY WAY OF A PEPTIDE BOND
H H2N
C H
H
O C
+ OH
Carboxyl group
H2N
Amino group
C
O H2N
C
CH3
OH
H
O
H
H
C
C
N
C
H
Peptide bond
CH3
O C
+ OH
H2O
SUMMARY OF PROTEIN STRUCTURE H H2N
H
O +
C
C
H
OH Carboxyl group
H2N
C
Amino group
O H2N
C
CH3
OH
H
O
H
H
C
C
N
C
H
Peptide bond
O C
+ OH
CH3
C-terminus
N-terminus
H
H2O
H
H
O
H
H
O
H
H
O
H
H
O
H
H
O
H
H
O
H
H
O
H
H
O
N
C
C
N
C
C
N
C
C
N
C
C
N
C
C
N
C
C
N
C
C
N
C
C
CH3
H
CH2
CH2
OH
C
CH2
CH H3C
OH
CH2
CH3
OH
CH2 SH
O OH
N-terminus
H2N
C-terminus Gly
Ala
Ser
Asp
Phe
Val
Tyr
Cys
1
2
3
4
5
6
7
8
COOH
PROTEIN STRUCTURE TABLE 3.2 A Summary of Protein Structure Level
Description
Stabilized by:
Example: Hemoglobin
Primary
The sequence of amino acids
Peptide bonds
Gly Ser Asp Gls
Secondary
Formation of -helices and -pleated sheets
Hydrogen bonding between peptide groups along the peptide backbone
Tertiary
Overall threedimensional shape of a polypeptide
Bonds and other interactions between R-groups, or between R-groups and the peptide backbone
Quaternary
Shape produced by combinations of polypeptides
Bonds and other interactions between R-groups, and between peptide backbones of different polypeptides
Several common functional groups in a single biomolecule.
