09/11/2016
Metabolisme Protein dr.Syazili Mustofa, M.Biomed Fakultas Kedokteran Universitas Lampung Departemen Biokimia dan Biologi Molekuler
Pencernaan Protein • Tujuan : untuk menghidrolisis semua ikatan peptida sehingga menghasilkan asam amino bebas. • No chemical digestion of protein occurs in the mouth. (ikatan peptida adalah ikatan amida)
1
09/11/2016
Digesti Protein
HCl dalam lambung akan mendenaturasi protein makanan (pH lambung 1–2). Lambung juga mensekresikan pepsinogen, yang akan diaktifkan oleh asam untuk menjadi pepsin. Pepsin stabil dan aktif pada pH 1–2, pepsin menghidrolisis beberapa ikatan peptida pada protein yang terdenaturasi sehingga menjadi polipeptida yang lebih kecil.
Denaturasi Protein
Figure 6.5
2
09/11/2016
Asam amino esensial dan nonesensial
Pencernaan Protein
Enzim proteolitik/protease sebagian besar disekresikan dalam bentuk inaktif (zimogen) Masing-masing enzim memiliki spesifisitas berbeda sehingga harus bekerja sama membentuk asam amino
3
09/11/2016
E N D O P E P T I D A S E
Memutuskan ikatan peptida pada gugus karboksil yang dibentuk asam amino aromatik atau asam Memutuskan ikatan peptida yang dibentuk asam amino lisin atau arginin
EKSO-
Memutuskan ikatan peptida yang cenderung pada asam amino hidrofobik atau asam Memutuskan ikatan peptida pada asam amino rantai sisi pendek dan elastin Karboksipeptidase A melepaskan asam amino hidrofobik, karboksipeptidase B melepaskan asam amino basa
Pencernaan Protein di Lambung
4
09/11/2016
Lanjutan… Pengaktifan pepsinogen bersifat autokatalitik
Pepsin sebagai endopeptidase
5
09/11/2016
6
09/11/2016
Pencernaan Protein oleh Enzim Pankreas bikarbonat
Pencernaan Protein di Usus Halus
7
09/11/2016
Enzim permukaan sel usus halus
Penyerapan Asam Amino Asam amino diserap lumen usus halus/ginjal melalui transpor aktif sekunder yang tergantung Na+ melalui difusi berfasilitas Paling sedikit terdapat 6 macam transporter pembawa asam amino yang tergantung Na+ pada
brush border Pada saat kelaparan, epitel usus menyerap asam amino dari darah (bersifat 2 arah)
8
09/11/2016
9
09/11/2016
Penyerapan Asam Amino Asam amino diserap lumen usus halus/ginjal melalui transpor aktif sekunder yang tergantung Na+ melalui difusi berfasilitas Paling sedikit terdapat 6 macam transporter pembawa asam amino yang tergantung Na+ pada
brush border Pada saat kelaparan, epitel usus menyerap asam amino dari darah (bersifat 2 arah)
Lanjutan…
10
09/11/2016
Lanjutan…
Lanjutan… Siklus γ-glutamil Asam amino bereaksi dengan glutation (γglutamil-sistenilglisin) yang dikatalis oleh transpeptidase pada membran sel usus halus/ginjal
11
09/11/2016
Food combo’s that have all AA’s make complete protein
12
09/11/2016
13
09/11/2016
METABOLISME PROTEIN / ASAM AMINO
2
5
1 6
4 3
8
7
9
27
KEADAAN KENYANG (FED)
14
09/11/2016
NASIB NITROGEN (N) ASAM AMINO REAKSI TRANSAMINASI Pada reaksi transaminasi, Gusus amino dari suatu asam amino menjadi gugus amino pada asam amino kedua *Reaksi ini berperan dalam pembentukan dan penguraian asam amino
15
09/11/2016
Pengeluaran Nitrogen (N) As Amino Sebagai Amonia
Siklus Urea
16
09/11/2016
Degradasi Protein Intraseluler Jalur Lisosom, Ubiquitin-Proteasome, Kalpain
Fungsi dari degradasi protein intraseluler • • • •
Eliminasi kerusakan protein Protein displaced Retro-translocation Degradasi protein asing
17
09/11/2016
Mekanisme Degradasi Protein Intraseluler
Macroautophagy
18
09/11/2016
Jalur Ubiquitin-Proteasome Merupakan jalur utama yang bertanggung jawab untuk memecah protein berusia pendek di sel mamalia Ubikuitinilasi adalah sebuah modifikasi protein postTranslasi yang sangat penting. Agar secara efisien dapat di degradasi, substrat harus diikat oleh sebuah poliubikuitin yang sekurangkurangnya terdiri dari 4 ubikuinon.
Dua langkah utama dalam jalur ini two main steps in the pathway 1.
Penempelan rantai poliubiquitin ke substrat
2.
Degradation protein oleh proteasome 26S.
19
09/11/2016
Ubikuitin • Ubikuitin terdiri dari 76 asam amino • situs penempelan target protein adalah diujung Cterminus • Ikatan dibentuk dari rantai samping lisin pada protein target • Penempelan dibentuk dari susunan enzim (E1, E2, E3, E4)
20
09/11/2016
Enzim pada Ubikuitin • E1: – ubiquitin-activating enzyme. – Terdapat dalam 2 isoform (110 dan 117 kDa) yang diturunkan dari sebuah gen tunggal yang dapat ditemukan pada nukleus dan sitosol.
• E2: – Ubiquitin-conjugating enzymes. – E2 adalah superfamily yang berhubungan dengan protein. Terdapat kira-kira 11 E2 pada yeast, sedangkan 20-30 E2 terdapat pada mamalia.
• E3s: – Ubiquitin-protein ligases. – E3s memainkan peran kunci pada jalur ubikuitin, E3 bertanggungjawab pada pengenalan dan seleksi susbstrat protein target
• E4: – Mengkatalis polimerisasi dari rantai poliubikuitin.
21
09/11/2016
Bagaimana Aktivasi Ubikuitin ?
1. Ujung terminal pada COOH ubikuitin membentuk ikatan tioester dengan –SH pada E1, dalam suatu reaksi yang digerakan oleh konversi ATP menjadi AMP dan PPi 2. Reaksi pertukaran tioester memindahkan ubikuitin aktif pada E2 3. E3 mengkatalis pengalihan ubikuitin kepada guguf elisil pada protein yang menjadi sasaran
22
09/11/2016
Proteosom • Proteosome pada eukaryotik adalah kompleks protein yang besar (2000 kDa) yang terdiri dari “core” dan “cap” • Degradasi hampir dari seluruh protein intrasel, nukleus dan membran protein, (> 90 %) • Seluruh protein target harus terlebih dahulu ditandai oleh ubikuitin, Ubiquitin tidak hancur, melainkan akan di daur ulang
Penampang Skematik Proteosom • “core” merupakan partikel yang tersusun atas 4 lingkaran (masing-masing terdapat 7 sub bagian) • Terdapat 2 subunit α and β (25 kDa) • Struktur dari setiap Subunit adalah sama, tetapi sekuens nya berbeda. • Hanya subunit β yang memiliki sifat katalitik.
23
09/11/2016
The Structure of Proteasome
Mekanisme Kerja Proteosom • panjang peptida yang dihasilkan sekitar 3 – 23 asam amino, rata- rata 7-9 asam amino.
24
09/11/2016
Kalpain
25
