Metabolisme Protein dr. Sugiyanta
Aug 07, 2015
Metabolisme Protein
dr. Sugiyanta
Approximate body compositioncomputing
Presentation copyright © 2002 David A Bender and some images copyright © 2002 Taylor & Francis Ltd
Approximate body composition
water64%
essential fat3%
storage fat12%
protein15%
minerals6%
water54%
essential fat9%
storage fat19%
protein13%
minerals5%
Daniel Lambertcomputing
Presentation copyright © 2002 David A Bender and some images copyright © 2002 Taylor & Francis Ltd
Daniel Lambert, 1770-1809
weight 330 kg (52st 11lb)
Struktur Protein
Primer Struktur ini terdiri dari asam-asam amino yang
dihubungkan satu sama lain secara kovalen melalui ikatan peptida
Sekunder protein sudah mengalami interaksi intermolekul,
melalui rantai samping asam amino. dua jenis struktur sekunder, yaitu: -heliks dan -
sheet
TersierStruktur-struktur sekunder ini, kemudian
dikemas sedemikian rupa sehingga membentuk struktur tiga dimensi yang paling pavorable secara termodinamika.
Kuartener Intraksi intermolekul antar sub unit protein ini
membentuk struktur keempat/kwaterner
Protein
: polimer dari asam amino Antara asam amino terikat dengan ikatan
peptida Ada 20 asam amino dasar Peran: biokatalisator (enzim), komponen
struktur jaringan/organ/sel, alan transport, sistem penyangga, antibody, hormon dll
CH3 – (CH2)N – CH – C = O
NH3+
O-
R AMINO
KARBOKSIL
Punya 2 gugus: Hidrofil : - Karboksil asam
- Amino basaHidrofob : Alkil ( R )
Protein Rumus Asam Amino
Pembagian Asam Amino
ESENSIEL NON-ESENSIEL
ARGININ*HISTIDIN*ISOLEUSINLEUSINLYSINMETIONINPENILALANINTREONINTRIPTOPANVALIN
ALANINASPARAGINASPARTATSISTEINGLUTAMATGLUTAMINGLISINHIDROKSIPROLIN**HIDROKSILISIN**PROLINSERINTIROSIN
* SEMI ESENSIEL ** TIDAK DIGUNAKAN DALAM SINTESIS PROTEIN
Pembagian asam amino
METABOLISME ASAM AMINO
PROTEINMAKANAN
ASAMAMINO
POOLASAM AMINO
PROTEINTUBUH
PRODUK KHUSUS
HbSitokrom
NeurotransmiterPurin
KreatinGlutation
dsbGLUKOSA
Asetil-KoA
SAS
A.K NH3
Transaminasi
SiklusUrea
NPNUREA
~E + CO2
PENCERNAAN DAN PENYERAPAN
Pepsin
ElastaseTripsinKemotripsin
Karboksi peptidaseAmino peptidase
LAMBUNGPROTEOSAPEPTON
DUODENUMASAM- AMINO
BIOSINTESIS ASAM AMINO NON-ESENSIEL
Bahan:1. Senyawa amfibolik
2. Asam amino non-esensial lain
3. Asam amino esensial
Biosintesis Asam Amino Non-esensial Dari Senyawa Amfibolik
SINTESIS GLUTAMAT ( Glu )
Bahan: ketoglutarat Enzim : Glutamat dehidrogenase KoEnzim: NADPH Sumber amino Transaminasi
Sintesis Glutamin (Gln)
Dibentuk dari glutamat Enzim : glutamin sintetase
OKSALOASETAT
GLUTAMIN Glu
-NH2
ASPARTAT (Asp)
ASPARTAT (Asp) ASPARAGIN (Asn)-NH2
Mg-ATP Mg-AMP+PPi
TRANSAMINASI
TRANSAMINASI
SINTESIS: ASPARTAT, & ASPARAGIN
SINTESIS GLISIN
CCH
=
=
O
O
-O
GLIOKSILAT
CCH
=
O
-O
NH3+
Glu/Ala
a- KG/PIR
GLISIN(Gly)
GlisinTransaminase
H3C-N+-CH3
CH3
CC
OHCHOLINE
H3C-N+-CH3
CH3
CC
OBETAIN-ALDEHID =
KOLINOKSIDASE
NAD+ NADH+H+
H3C-N+-CH3
CH3
CC
O
=
O-
BETAIN
H3C-N+-CH3
CC
O
=
O-
NH3+
CC
O
=
O-
H3C
2CH2O
DIMETILGLISIN
Gly
DEMETILASI
DEFORMILASI
P-O
OH
O-
OD-3- P-GLISERAT
NAD+ NADH+H+
P-O
O
O-
OP-HIDROKSIPIRUVAT
P-O
NH3+
O-
O
Gln
Glu
P-L-SERIN
HO
NH3+
O-
O
H2OPi
L-SERIN
SINTESIS SERIN, GLISIN & SISTEIN
3-P-Gliserat dehiddrogenase
P-Serin transaminase
3-P-Serin fosfatase
GLISIN
THFA
N5N10MTTHFA
Asetil-KoA
KoA-SH
Serin-Asetil transferase
O
NH3+
O-
OO=C-CH3
SH- ASETAT
HS
NH3+
O-
OO--Asetilserinsulfhiddrilase
SISTEIN
PIRUVAT
GLUTAMAT/ASPARTAT - KG/ OKSALOASETAT
-NH2
ALANIN (Ala)
TRANSAMINASI
SINTESIS: ALANIN
Biosintesis Asam Amino Non-esensial Dari Asam Amino Non-esensial Lain Prolin dari glutamat
Hidroksi prolin : hidroksilasi prolin Arginin dari glutamat
Biosintesis Asam Amino Non-esensial Dari Asam Amino esensial
Sistein dari metionin Tirosin dari fenil alanin Hidroksilisin : hidroksilasi dari lisin
KATABOLISME N ASAM AMINO
Langkah awal : melepaskan gugus amin (NH2), membentuk NH3 yang bersifat racun khususnya bagi sel syaraf sehingga harus didetoksikasi dan dikeluarkan dari tubuh
DETOKSIKASI NH3 : HEPAR (PALING UTAMA), OTAK dan GINJAL (KEMAMPUANNYA SANGAT KECIL)
ADA 3 TAHAP DALAM EKSKRESI LIMBAH METABOLISME N ASAM AMINO :1. TRANSAMINASI & TARNSPORT 2. DEAMINASI OKSIDATIF 3. SIKLUS UREA
BERDASAR JENIS SENYAWA YG DIEKSKRESI , MAKABEBERAPA SPECIES DIKELOMPOKKAN MENJADI :
AMMONO TELIC IKANURICO TELIC UNGGASUREO TELICMANUSIA
TRANSAMINASI DAN TRANSPORTASI
*Perlu asam -keto sbg penerima –NH3
- Otot : *glikolisis Piruvat Ala- Otak : *SAS-ketoglutaratGlu
*NH4Cl- Usus : *SAS-ketoglutaratGlu
*Ornitin *Ammonia ( NH3 )- Jar lain : *SAS-ketoglutaratGlu
*Perlu enzim transaminase/aminotransferase dan Piridoksal-P sebagai Koenzim
DEAMINASI OKSIDATIF
*Setelah pengemban NH3 sampai di hepar NH3 dilepas dengan cara OKSIDASI*Ada dua cara :
a.Perlu Enzim glutamat dehidrogenase dan KoEnzim NAD+/NADP+
b.Perlu Enzim Amino Acid Oksidase dan Flavin sebagai akseptor elektron
SIKLUS UREA
= Siklus Krebs-Hensenleit Terjadi terutama didalam hepar Terdapat 5 rangkaian reaksi :
Reaksi 1&2 dalam mitokondriaReaksi 3,4&5 dalam sitoplasma
Reaksi 1 : Pembentukan Karbamoil-P-Perlu CO2 dari bikarbonat (H2CO3-) -Endergonik2 mol ATP/mol NH3-Enzim karbamoil-fosfat sintetase 1 ( CPS 1 )
Reaksi 2 : Pembentukan Sitrulin-Konjugasi Ornitin + Karbamoil-P-Enzim Ornitin Transkarbamoilase
Reaksi 3 : Pembentukan Arginosuksinat-Konjugasi Sitrulin + Asp-Enzim Arginosuksinat Sintetase-Endergonik ATPAMP-Asp donor NH3
*Reaksi 4 : Pembentukan Arginin-Arginosuksinat dihidrolisa menjadi Argininsiklus Urea
FumaratSAS-Enzim Arginosuksinase
*Reaksi 5 : Pembentukan Ornitin & Urea-Arginin dihidrolisa menjadi
Ornitinmasuk reaksi 2Urea
-Enzim Arginase-Ekskresi Urea Urine ( 95% )
Keringat ( kecil )
CO2 + NH3+
KARBAMOIL-P
SITRULIN
AS. ASPARTAT
ARGINOSUKSINAT
ARGININ
UREA
ORNITIN
AS.FUMARAT
H2O
ATPAMP + PPi
Pi
ATP
ADP + Pi
CPS 1
ARGINASE
ARGININOSUKSINASE
ARGININOSUKSINATSINTETASE
ORNITINTRANSKARBAMOILASE
1
2
3
4
5
SIKLUSUREA
Figure 6. The CPS reaction () and the urea cycle (enzymes to ). Color-coded sources of the two nitrogens and the carbon in urea. Overall sum of the 5 reactions is:3ATP + HCO3
- + NH4+ + aspartate 2ADP + AMP + 2Pi + PPi + fumarate + urea
CYTOPLASM MITOCHONDRIA
Ornithine
Citrulline
argininosuccinate synthetase argininosuccinase arginase
AMP+PPi
-Aspartate
Argininosuccinate
ATP
Arginine
Fumarate(returns to TCA cycle)
Pi
Ornithine
Citrulline
Ornithine transcarbamoylase
Carbamoyl phosphate
2ATP + HCO3- + NH4
+
2ADP + Pi
Carbamoyl phosphate synthetase
UREAO
H2N-C- NH2
Ornithine
-OOC-CH-NH3+
CH2COO-
Figure 6. The CPS reaction () and the urea cycle (enzymes to ). Color-coded sources of the two nitrogens and the carbon in urea. Overall sum of the 5 reactions is:3ATP + HCO3
- + NH4+ + aspartate 2ADP + AMP + 2Pi + PPi + fumarate + urea
CYTOPLASM MITOCHONDRIA
Ornithine
Citrulline
argininosuccinate synthetase argininosuccinase arginase
AMP+PPi
-Aspartate
Argininosuccinate
ATP
Arginine
Fumarate(returns to TCA cycle)
Pi
Ornithine
Citrulline
Ornithine transcarbamoylase
Carbamoyl phosphate
2ATP + HCO3- + NH4
+
2ADP + Pi
Carbamoyl phosphate synthetase
UREAO
H2N-C- NH2
Ornithine
-OOC-CH-NH3+
CH2COO-
KELAINAN KLINIS SIKLUS UREA
1. Hiperammonia tipe I2. Hiperammonia tipe II3. Sitrulinemia4. Arginosuksinat aciduria5. Hiperargininemia6. Koma hepatikum / koma ammonikum7. Koma uremikum
CO2 + NH3+
KARBAMOIL-P
SITRULIN
AS. ASPARTAT
ARGINOSUKSINAT
ARGININ
UREA
ORNITIN
AS.FUMARAT
H2O
ATPAMP + PPi
Pi
ATP
ADP + Pi
CPS 1
ARGINASE
ARGININOSUKSINASE
ARGININOSUKSINATSINTETASE
ORNITINTRANSKARBAMOILASE
SIKLUSUREA
Hiperammonia tipe I
Hiperammonia tipeII
Sitrulinemia
Argininosuksinat aciduria
Hiperargininemia
PADA PRINSIPNYA SAMA DENGAN JALUR SINTESISASAM AMINO, JADI KEMBALI KE SENYAWA AMFIBOLIK SELANJUTNYA DIOKSIDASI MENURUT JALUR METABOLISME KARBOHIDRAT (SEBAGIAN BESAR) ATAU OKSIDASI ASAM LEMAK (BAGI ASAM AMINO YANG BERSIFAT KETOGENIK).
HANYA DALAM KEADAAN TERTENTU SENYAWA
AMFIBOLIK DIRUBAH MENJADI GLUKOSA UNTUK
MEMPERTAHANKAN KADAR GLUKOSA DARAH.
KATABOLISME KERANGKA C ASAM AMINO
KATABOLISME KERANGKA C ASAM AMINO
PIRUVAT
Oksaloasetat
Malat
FumaratSuksinil-KoA
-KG
Asetil-KoA
AlaninSerin
SisteinSistinTreonn Glisin Triptopan
TreoninLisin
Isoleusin
PenilalaninTirosin
Aseto-asetat
HMG-KoA
Asetoasetil-KoA
AspartatAsparagin
AspartatTirosin
Penilalanin
GlutaminArgininProlin
Histidin
Glutamat
ValinTreonin
IsoleusinMetionin
Propionil-KoA
Metilmalonil-KoA
Leu
GLUKONEOGENESIS
GLUKOSA
DARAH
~ECO2