Metabolisme Protein ∞ Tenaga
Wiryatun Lestariana Departemen Biokimia Fakultas Kedokteran UII YOGYAKARTA
Metabolisme protein – Tenaga
Pendahuluan Metabolisme protein dan asam amino Klasifikasi asam amino Katabolisis asam amino Asam amino - tenaga
Pendahuluan • Struktur protein
• Struktur kimia asam amino NH2 R-CH2-CH2- C – COOH H
Protein tubuh • Protein tubuh secara kontinyu dipecah dan disintesis kembali: Protein tubuh Protein diet
Degradasi
Sintesis (75-80%)
Asam amino (katab. 20-25%)
Kerangka N
Kerangka C
Amoniak Senyawa-antara amfibolik Urea (Ureotelik, mis: manusia) As.urat (Urikotelik, mis : burung)
Met. Protein & Asam amino Protein tubuh Protein diet pencernaan Asam amino Glikolisis transaminasi Siklus Krebs Urea Glukosa
Der. Nitrogen - porfirin - purin - pirimidin NH3 - hormon - gula amino Keton - lipid komplek - neurotransCO2 mitter
Katabolisme asam amino Nitrogen asam amino : sebagai amoniak (NH3) diselamatkan menjadi glutamat dr. α-ketoglutarat, mjd. glutamin dari glutamat dan disintesis menjadi urea diekskresi ke urin Rangka karbon asam amino: sebagai senyawa-antara amfibolik siklus asam sitrat Perubahan asam amino menjadi produk khusus: Heme, kreatin, serotonin, melanin, histamin dll.
Klasifikasi asam amino A. Berdasar struktur kimia : • AA dengan 1 ggs. karboksil dan 1 ggs. amino (AA netral), misal alanin • AA dengan 2 ggs. karboksil dan 1 ggs. amino (AA asam), misal aspartat • AA dengan 2 ggs. amino dan 1 ggs. karboksil (AA basa), misal lisin
Klasifikasi asam amino A. Berdasar struktur kimia : • •
•
AA dengan 1 ggs. karboksil dan 1 ggs. Amino (AA netral), misal alanin AA dengan 2 ggs. karboksil dan 1 ggs. amino (AA asam), misal aspartat AA dengan 2 ggs. amino dan 1 ggs. Karboksil (AA basa), misal lisin
LANJUTAN
B. Berdasar kepentingan gizi : •
• •
AA esensiil (sangat diperlukan ttp. tubuh tidak dpt. mensintesis misal fenilalanin). AA semiesensiil (dapat disintesis tubuh tapi jumlahnya kurang misal arginin, histidin). AA non esensiil (dapat disintesis tubuh dan jumlahnya cukup misal tirosin).
LANJUTAN
C. Menurut jalur metabolisme yang ditempuh : • •
•
AA glikogenik (dioksidasi lewat jalur karbohidrat, misal alanin). AA ketogenik, (dioksidasi lewat jalur lemak, misal leusin) AA glikoketogenik (dioksidasi lewat jalur karbohidrat dan lemak, misal triptofan, isoleusin, lisin, fenilalanin, tirosin).
ASAM AMINO A.A. ESENSIIL • Tdk. dpt. disintesis oleh tubuh • Dari glutamat, aspartat, zat antara- amfibolik • Diperoleh dari protein diet (asupan makanan)
A.A. NON ESENSIIL • Dpt. disintesis oleh tubuh dari - senyawa antaraamfibolik - AA tak esensial lain - AA esensial dari protein diet
Macam asam amino • • • • • • • • • •
A.A. ESENSIIL (10) Arginin Histidin Isoleusin Leusin Lisin Metionin Fenilalanin Treonin Triptofan Valin
• • • • • • • • • • •
A.A. NON ESENSIIL (12) Alanin, Aspartat Asparagin Sistein Glutamat Glutamin Glisin Hidroksiprolin Hidroksilisin Prolin Serin Tirosin
KERANGKA ATOM C ASAM AMINO • • •
Sebagai senyawa antara amfibolik Siklus Krebs. Kelainan akibat defek enzim dapat berakibat cacat metabolik dengan gejala yang khas Asam amino dikatabolisis menjadi substrat untuk biosintesis karbohidrat (glikogenik) dan lemak (ketogenik).
Penggolongan asam amino Glikogenik Glikogenik Ketogenik dan ketogenik Ala, Arg, Asp, Leu lle, Lys, Cys, Glu, Gly, Phe, Trp, His, Hyp, Met. Tyr. Pro, Ser, Thr, Va.
Protein Asam Amino Siklus Kreb’s Tenaga •
AA masuk ke Siklus Krebs melalui jalur :
1. 2. 3. 4. 5.
Oksaloasetat (mis : Asn, Asp). -Ketoglutarat (mis : Glu, Gln, Pro, Arg, His). Piruvat (mis : Gly, Ser, Ala, Cys, Thr, Hyp). Asetil KoA (mis : Tyr, Phe, Trp, Lys) Suksinil KoA (mis : Met, Ile, Va).
Kapan protein diubah menjadi glukosa? • Asupan protein diet yang berlebihan setiap harinya tidak dianjurkan • Protein diet diabsorbsi dalam bentuk asam amino pool asam amino dalam tubuh • Pool asam amino metabolisme 1. Sintesis asam amino tertentu 2. Sintesis protein 3. Sintesis senyawa nitrogen non protein
Lanjutan
• Asam amino yang berlebihan tidak disimpan sebagai protein tetapi mengalami deaminasi kerangka atom C diubah sesuai sifat masing-masing asam amino - Glukogenik glukosa melaui alur glukoneogenesis - Ketogenik asetil-KoA - Glukogenik dan ketogenik glukosa/ asetil-KoA asam lemak lemak
Risiko diet protein yg berlebihan secara terus menerus? • NH3 banyak terbentuk sintesis urea gangguan ginjal • NH3 racun saraf pusat syok • Selama tubuh mampu, NH3 diselamatkan melalui sintesis glutamat dari alfaketoglutarat, sintesis glutamin dari glutamat, sintesis urea dari NH3dan CO2
Dampaknya • Kolesterol meningkat • Gula darah tinggi • Berbahaya bagi organ - hati - otak - ginjal • Asam urat meningkat
Hormon yang terlibat • 1.Insulin - dgn. meningkatkan sintesis protein tubuh insulin meninkat bahaya
Kapan protein tubuh dipecah tenaga ? • Bila karbohidrat diet kurang secara terus menerus dan cadangan energi lemak terbatas katabolisis protein meningkat, sintesis protein menurun glukoneogenesis meningkat • Dampak : gangguan hati, gangguan ginjal dan gangguan otak
Sukses selalu
