Materi perkuliahan keperawatan semester 1 mengenai Metabolisme porfirin, purin, dan pirimidin

1. Elni Sumarni, S. Si

5.  Porfirin tidak lain adalah porfin yang atom H nya
di ujung
 disubstitusi oleh gugus lain (misal: asetat,
propionat)
 Porfirin dibentuk dari suksinil koA dan glisin
 terikat pada atom N cincin-cincin pirol

6. Sifat khas porfirin:
 pembentukan kompleks dengan ion-ion
logam yang terikat pada atom N cincin-cincin
pirol
Contoh:
 heme = porfirin + Fe2+
(porfirin besi/heme)
 klorofil = porfirin + Mg2+
(porfirin magnesium/klorofil)

7. Di alam, metaloporfirin terkonjugasi dengan protein
membentuk senyawa-senyawa antara lain:
1. Hemoglobin (Hb)
- merupakan porfirin besi yang terikat pada protein globin
- fungsi: mengangkut O2 di darah
2. Eritrokruorin
- terdapat pada beberapa invertebrata
- fungsi: hampir sama dengan Hb
3. Mioglobin
- pengangkut O2 di jaringan otot
(pigmen pernafasan)

8. 4. Sitokrom
- fungsi: pemindah elektron pada
proses redoks
5. Katalase
- heme + protein
- pemecah 2H2O2 menjadi 2H2O + O2
6. Triptofan pirolase
- mengkatalisa oksidasi triptofan menjadi formil
kinurenin

9. 1. Membentuk senyawa sebagai pengangkutan O2
2. Membentuk senyawa sebagai pengangkutan
elektron
3. Membentuk senyawa sebagai enzim-enzim
tertentu
 Perbedaan antara porfirin satu dengan yang lain
adalah jenis senyawa yang mensubstitusinya

10. Ada 2 tahap, yaitu:
 1. sintesa porfirin
 2. sintesa heme
Keterangan:
- koproporfirin: bila substituennya metil dan propionat
- protoporfirin: bila substituennya metil, vinil dan
propionat

12.  Selama proses metabolisme bahan-bahan di atas,
pemakaian heme untuk sintesa sitokrom P 450 meningkat
sehingga konsentrasi heme dalam sel menurun yang
menyebabkan meningkatnya amlev sintetase
Protoporfirin III + Fe2+ heme sintetase heme
ferokelatase (di mitokondria)
 Sintesa heme terjadi dalam sebagian besar jaringan
mamalia, kecuali eritrosit dewasa (karena tidak
mengandung mitokondria)
Pengendalian biosintesa heme:
 yang pegang peranan adalah amlev sintetase

13. Yang menghambat amlev sintetase:
1. heme
2. apopressor
3. glukosa
4. hematin in vivo
Yang meningkatkan amlev sintetase (karena dimetabolisir di hati
dengan menggunakan hemoprotein spesifik, yaitu: sitokrom P
450 yang dibuat dari heme):
1. insektisida
2. bahan karsinogen
3. obat-obatan (steroid)
4. hormon estrogen
5. besi dalam bentuk chelated

14.  Seseorang dgn berat badan 70 kg akan mengkatabolisis
+ 6 gram Hemoglobin setiap harinya.
 Globin diuraikan menjadi asam amino.
 Besi-heme disimpan dalam depot besi.
 Porfirin diuraikan dalam sel-sel retikulo- endotel yg
terdapat dalam;
- hepar
- limpa
- sumsum tulang

15.  Heme diuraikan dalam mikrosom sel retikuloendotel
oleh sistem heme oksigenase.
 Sistem ini terletak sangat dekat dengan sistem transpor
elektron.
 Oksigen ditambahkan pada jembatan a-metenil antara
pirol I dan II.
 Produk yg terbentuk adalah biliverdin IX-a.
 Biliverdin IX-a akan direduksi jadi bilirubin.

16. 16

18. Pembentukan bilirubin pada dewasa + 250-350
mg/hari.
Terutama berasal dari:
1. Hemoglobin;
Satu gram Hb menghasilkan + 35 mg bilirubin.
2. Proses eritropoiesis yg tidak efektif.
3. Protein heme, seperti sitokrom P-450.

19. 1. Bilirubin diambil oleh sel parenkim hepar.
2. Konjugasi bilirubin dalam retikulum endoplasma
halus.
3. Sekresi bilirubin terkonjugasi ke dalam empedu.
19

20.  Bilirubin sukar larut dalam plasma, maka senyawa ini
harus berikatan nonkovalen dengan albumin.
 Sejumlah obat-obatan bersaing dengan bilirubin utk
dapat terikat pd albumin.
 Bilirubin dilepas dari albumin oleh sinusoid hepatosit
oleh sistem pengangkutan yang difasilitasi.
 Ambilan bilirubin ini tergantung pada umpan-balik
negatif dari ekskresi bilirubin oleh lintasan berikutnya.

21.  Tujuan konjugasi adalah supaya bilirubin berbentuk
polar.
 Bilirubin akan dikonjugasi dengan asam glukuronat
oleh enzim;
2 isoform enzim glukuronosiltransferase
 Enzim ini dapat diinduksi oleh fenobarbital.
 Intermediat bilirubin monoglukuronida menjadi
dominan pada ikterus obstruktif.

22.  Sekresi bilirubin diglukuronida ke dalam empedu
melalui transportasi aktif.
 Sistem transpor ini juga dapat dipicu oleh obat yang
menginduksi konjugasi bilirubin.
 Normalnya, bilirubin diglukuronida saja yg
disekresikan ke dalam empedu.
 Bilirubin tak-terkonjugasi dapat ditemukan dalam
empedu pada pasien yang telah menjalani fototerapi.
 Selanjutnya, bilirubin diglukuronida akan
diekskresikan ke duodenum.

23.  Dalam lumen ileum terminalis, glukuronida akan
dilepas oleh enzim bakteri b-glukuronidase.
 Pigmen tsb selanjutnya direduksi oleh flora feses
menjadi tetrapirol tak berwarna urobilinogen.

24.  Sebagian kecil urobilinogen diabsorpsi kembali oleh
sirkulasi darah untuk dibawa ke hepar.
 Dari hepar, urobilinogen disekresikan kembali ke
dalam lumen usus.
 Pada pembentukan pigmen berlebihan atau penyakit
hepar, urobilinogen akan diekskresikan juga ke dalam
urine.

25.  Sebagian besar urobilinogen tidak berwarna, tetapi
akan teroksidasi menjadi urobilin yg berwarna.
 Warna feses berubah menjadi lebih gelap bila terpajan
oleh udara, karena oksidasi sisa urobilinogen menjadi
urobilin.

26.  Peninggian kadar bilirubin darah yang melampaui 1
mg/dl.
 Jika kadar mencapai lebih dari 2 mg/dl, maka bilirubin
berdifusi ke dalam jaringan.
 Bilirubin dalam jaringan tsb akan berubah warna
menjadi kuning, disebut ikterus (jaundice).

27. Metabolisme Purin Pirimidin

28. Purin
Pirimidin
Nukleosida
Nukleotida
Purin
Pirimidin
Nukloesida
nukleotida ?

29.  Nukleotida purin dan pirimidin
merupakan senyawa kecil mengandung
nitrogen yang berperan sangat penting
pada peranan biologi
 Basa purin dan pirimidin terdapat pada
nukleotida DNA atauRNA dan pada
koenzim yang penting pada
metabolisme

30.  Non-esensial
 Mammalia dikatakan PROTOTROPHIC
untuk basa purin dan pirimidin karena
dapat mensintesa basa purin dan pirimidin
dan nukleotidanya, tidak tergantung dari
sumber luar dan absorbsi bahan-bahan
nukleotida
 sintesa de novo (senyawa amfibolik)

31.  Pemindahan fosfat ATP dan nuleosida trifosfat lain
yang mengerakan reaksi endergenik
 Merupakan komponen pembentukan koenzim :
NAD+, FAD, CoA
 Sebagai intermediat berenergi tinggi
- UDP-glukosa----glikogen
- CDP-asilgliserol---fosfogliserin
 Fungsi regulasi.
- cAMP melaksanakan fungsi messenger kedua
- ADP mengatur kecepatan alosterik
 Sebagai prekusor monomer asam nukleat RNA dan
DNA
 Kemotrafi kanker

32.  Adenine = 6-amino
purine
 Guanine = 2-amino-6-
oxy purine
 Hypoxanthine = 6-oxy
purine
 Xanthine = 2,6-dioxy
purine

33.  Uracil = 2,4-dioxy
pyrimidine
 Thymine = 2,4-dioxy-5-
methyl pyrimidine
 Cytosine = 2-oxy-4-
amino pyrimidine
 Orotic acid = 2,4-dioxy-
6-carboxy pyrimidine

34. N U K L E O S I D A
* BASA PURIN / PIRIMIDIN
* GULA PENTOSA
(RIBOSA / DEOKSI RIBOSA)
IKATAN β-N-GLIKO-
SIDA pada N9 / N1
ADENOSIN = ADENIN + D-RIBOSA, dg ikataan pada N9
GUANOSIN = GUANIN + D-RIBOSA, dg ikataan pada N9
SITIDIN = SITOSIN + D-RIBOSA, dg ikataan pada N1
URIDIN = URASIL + D-RIBOSA, dg ikataan pada N1
+

35. NUKLEOTIDA : ( NUKLEOSIDA TERFOSFORILASI )
□ ADENOSIN MONO FOSFAT = AMP = AS. ADENILAT
= ADENIN + RIBOSA + FOSFAT
□ TIMIDIN MONO FOSFAT = TMP = AS. TIMIDILAT
= TIMIN + 2-DEOKSIRIBOSA + FOSFAT
□ URIDIN MONO FOSFAT = UMP = AS. URIDILAT
= URASIL + RIBOSA + FOSFAT
 NUKLEOSIDA + gugus FOSFAT

36. N N 9
CH2
O
HO – P – O – P– O – P
O O O
0 O O
HO OH
N
N
NH2
Adenosin 5’-monofosfat ( AMP )
Adenosin 5’-difosfat ( ADP )
Adenosin 5’-trifosfat ( ATP )
ADENOSIN
RIBOSA
1’
O

37. POLINUKLEOTIDA = ASAM NUKLEAT
☻ MERUPAKAN GABUNGAN / RANGKAIAN dari BANYAK
NUKLEOTIDA, YANG SATU SAMA LAIN DIHUBUNGKAN DENGAN
IKATAN DIESTER FOSFAT  POLIMER NUKLEOTIDA
☻ ASAM ORGANIK YANG ADA DIDALAM INTI SEL / NUKLEUS ,
BERGABUNG DENGAN PROTEIN  NUKLEOPROETEIN.
☻ MACAMNYA : -. DNA = ASAM DEOKSI RIBO NUKLEAT
-. RNA = ASAM RIBO NUKLEAT
-. C1 DARI GUGUS GULA BERIKATAN DENGAN N9 / N1
DARI BASA PURIN atau PIRIMIDIN
-. IKATAN NUKLEOTIDA SATU SAMA LAIN BERHU –
BUNGAN melalui IKATAN DIESTER FOSFAT ANTA-
RA C3 DARI GUGUS GULA PERTAMA dengan C5 dari
GUGUS GULA BERIKUTNYA.

38. METABOLISME
NUKLEOTIDA PURIN dan PIRIMIDIN
* KONSUMSI NUKLEOTIDA KEBANYAKAN BERUPA
NUKLEOPROTEIN.
* MANUSIA MAMPU MENSINTESIS NUKLEOTIDA SECA
RA DE NOVO DARI SENYAWA AMFIBOLIK.
PENCERNAAN NUKLEOTIDA PURIN dan PIRIMIDIN :
■ NUKLEOTIDA PURIN dan PIRIMIDIN DIPECAH
OLEH ENZIM-ENZIM DALAM Tr. DIGESTIVUS.
■ HASILAKHIRNYA :
-. ASAM URAT
-. CO2, NH3 dan ASAM β- ISOBUTIRAT

39. NUKLEOPROTEIN dari MAKANAN
POLINUKLEOTIDA = ASAM NUKLEAT + PROTEIN
( MONO ) NUKLEOTIDA
NUKLEOSIDA + FOSFAT
PURIN dan PIRIMIDIN + PENTOSA
( RIBOSA / DEOKSIRIBOSA )
ASAM URAT CO2 + NH3 + ASAM-β-ISOBUTIRAT
ENZIM PROTYEOLITIK &
DNAase & RNAase
POLINUKLEOTIDASE
NUKLEOTIDASE & FOSFATASE
NUKLEOSIDASE

40. BIOSINTESIS PURIN
SUMBER ATOM-ATOM
PURIN :
C
C C
C C
N
N
C
N
CO2 PERNAPASAN
GLISIN
N5N10METE-
NIL TETRA-
HIDRO FOLAT
Amida dari GLUTAMIN
ASPARTAT
N10-FORMIL-
TETRA-HIDRO-
FOLAT
REAKSI SINTESIS PURIN :
1. PEMBENTUKAN FOSFORIBOSIL PIRO FOSFAT = PRPP
ATP AMP
RIBOSA-5-P 5-FOSFORIBOSIL-1-PIRO FOSFAT
( PRPP )
PRPP - SINTASE
PRPP JUGA PRAZAT UNTUK PIRIMIDIN, NAD dan NADP
2. PEMBENTUKAN 5-FOSFO- β –RIBOSILAMIN :
6
7
1 5 8
2 4 9
3

41. PRPP 5-FOSFO- β -RIBOSILAMIN
GLUTAMIN GLUTAMAT
H20 PPi
PRPP-GLUTAMIN AMIDO TRANSFERASE
ATP AMP
3. 5-FOSFO- β -RIBOSILAMIN + GLISIN GLISIN AMIDA
RIBOSIL-5-FOSFAT ( GAR )
GAR-SINTASE
4. GLISIN AMIDA RIBO-
SIL-5-FOSFAT (GAR)
FORMIL GLISIN AMI-
DA RIBOSIL FOSFAT (
FGAR )
Metenil-tetra
hidro folat Tetra hidro folat
GAR FORMIL TRANS-
FERASE
5. FORMIL GLISIN AMIDA
RIBOSIL FOSFAT (FGAR)
FORMIL GLISIN AMI
DIN RIBOSIL FOSFAT
GLUTAMIN
GLUTAMAT
ATP ADP
6. FORMIL GLISIN AMIDIN
RIBOSIL FOSFAT
AMINO IMIDAZOL
RI-BOSIL-5-FOSFAT
ATP ADP
H2O

42. 7. AMINO IMIDAZOL RIBO-
SIL -5-FOSFAT
AMINO IMIDAZOL KARBOK-
SIAMIDA RIBOSIL-5 P
CO2
8. AMINO IMIDAZOL KARBOK-
SIAMIDA RIBOSIL-5 P
AMINO IMIDAZOL SUK-
SINIL KARBOKSI RIBO-
SIL-5-P
H2O
ASPARTAT
9. AMINO IMIDAZOL SUKSI-
NIL KARBOKSI RIBOSIL-5-P
AMINO IMIDAZOL KARBOK
SIAMIDA RIBOSIL-5-P
FUMARAT
10. AMINO IMIDAZOL KARBOK
SIAMIDA RIBOSIL-5-P
FORMIMIDO IMIDA-
ZOLARBOKSIAMI-
DA RIBOSIL-5-P
N10Formil tetra
hidro folat
Tetra hidro
folat
11. FORMIMIDO IMIDAZOL
KARBOKSIAMIDA RIBOSIL-5-P
INOSIN MONO
FOSFAT ( IMP )
SELANJUTNYA IMP DIUBAH MENJADI AMP dan GMP

43. I M P ADENILO SUKSINAT
( AMPS )
A M P
(ADENOSIN
MONO
PHOSPHAT )
AMPS-SINTASE
ADENILO SUKSINASE
NAD+
NADH +
H+
H2O
IMP-DEHIDROGENASE
XANTOSIN MONO FOSFAT
( X M P )
GUANOSIN MONO
PHOSPHAT ( G M P )
GLUTAMIN
GLUTAMAT
ATP
SENYAWA / OBAT YANG DAPAT MENGHAMBAT SINTESIS
PURIN : . ANTI FOLAT REAKSI 4 ( TETRA HIDRO FOLAT )
. AZASERIN REAKSI 5
. DIAZANORLEUSIN REAKSI 2
. 6-MERKAPTOPURIN REAKSI 13 & 14
. ASAM MIKOFENOLAT REAKSI 14

45. KATABOLISME PURIN
HASILAKHIR KATABOLISME PURIN ADALAH ASAM URAT.
± 99 % ASAM URAT MERUPAKAN HASIL PEMECAHAN OLEH
ENZIM NUKLEOSIDA PURIN FOSFORILASE .
REAKSINYA :
ADENOSIN GUANOSIN
INOSIN GUANIN
HIPOXANTIN XANTIN
ASAM URAT
ADENOSIN
DEAMINASE
PURIN -
NUKLEOSIDA -
FOSFORILASE
PURIN NUKLEOSIDA
OKSIDASE
GUANASE
XANTIN OKSIDASE
XANTIN -
OKSIDASE

46. BIOSINTESIS PIRIMIDIN :
PADA BIOSINTESIS PURIN dan PIRIMIDIN TERDAPAT BEBERAPA
PRECURSOR YANG SAMA, YAITU PRPP, GLUTAMIN,CO2 & ASPARTAT
REAKSINYA :
1. CO2 + GLUTAMIN + ATP KARBAMOIL-P
KARBAMOIL-P SINTASE II
2. KARBAMOIL-P + ASPARTAT KARBAMOIL-ASPARTAT
ASPARTAT TRANSKARBAMOILASE
3. KARBAMOIL-ASPARTAT AS. DEHIDRO OROTAT
( DHOA )
DEHIDRO OROTASE
4. AS. DEHIDRO OROTAT + NAD+ ASAM OROTAT
DEHIDROGENASE
5. ASAM OROTAT + PRPP OROTIDIN MONOFOSFAT
( OMP )
OROTAT FOSFO RIBOSIL TRANSFERASE
6. OROTIDIN MONOFOSFAT URIDIN MONOFOSFAT ( UMP )
CO2
OROTODILAT DEKARBOKSILASE

47. 7. UMP UDP UTP CTP
ATP ADP ATP ADP GLUTAMIN
CTP SINTASE
dUDP dUMP T M P
NADPH + H+
NADP+
H2O Pi Metilen H4folat Folat
TIMIDILAT
SINTASE
REDUKTASE

49. KATABOLISME PIRIMIDIN :
HASILAKHIRNYA adalah CO2, NH3 dan ASAM β- AMINO
BUTIRAT, YANG MUDAH LARUT.
SITOSIN TIMIN
URASIL DIHIDROTIMIN
DIHIDROURASIL β-URIDOISOBUTIRAT
ASAM UREIDOPROPIONAT
CO2 + NH3
β- AMINO BUTIRAT
H2O
ALANIN
H2O
NH3
NADPH + H+
NADP+

50.  Gout : Hiperurikemia, NaUrat mengendap dalam
cairan sinovial  inflamasi, artritis.
Lesch-Nyhan sindrom: gejala gout, mal-
fungsi syaraf (retardasi mental), pada yg parah 
“self-mutilation”. Meninggal sebelum mencapai
usia 20 th.
Kehilangan fungsi gene HGPRT. Aktivitas enzim
< 1%. Sex-linked. Ekskresi urat > 6x. Sintesa purin
de novo +++ (Hiposantin dan guanin  urat, PRPP
 de novo sintesa (bisa untuk “salvage”.

51. Hasil akhir metabolisme pirimidin larut
dalam air, tidak banyak kelainan yang
disebabkannya.
Ada dua penyakit bawaan
(mempengaruhi sintesa pirimidin)
 ↑ eksresi asam orotat (orotat aciduria).
 Kelainan ini disebabkan karena
kekurangan enzim yang mempunyai dua
fungsi sebagai :
Orotat fosforibosil transferase
OMP dekarboksilase

52. Gejala dan tanda-tanda :
hambatan pertumbuhan (retarded growth)
anemia berat hipokhromik
sumsum tulang megaloblastik
(megaloblastic bone marrow).
Leukopeni juga sering dijumpai.
Kelainan ini bisa diobati dengan uridin dan atau
sitidin. Uridin &/ sitidin  ↑ UMP (nukleosida
kinase). UMP akan menghambat CPS II, dengan
demikian mengurangi pembentukan asam
orotat.

53. Kanker, pembelahan sel tak terkontrol
Khemoterapi : menghentikan pembelahan
dan membunuh sel
5-fluoro deoksiuridin monofosfat ( FdUMP )
menghambat timidilat sintase (thydimidylate
synthase) secara irriversibel. Tapi karena FdUMP
bermuatan, senyawa ini tidak bisa masuk ke
dalam sel.
Yang diberikan pada pasien adalah 5-fluoro urasil
( FUra) atau 5-fluorodeoksiuridin (FdUrd). Setelah
FUra dan FdUrd massuk kedalam sel akan diubah
menjadi FdUMP melalui jalur “salvage”.

55. Metotreksat (methotrexate= 4-amino, 10-
methyl folic acid) dan aminopterin ( 4-
amino folic acid) adalah analog
asam folat.
Dapat menghambat 
dihidrofolat reduktase.
menghambat sintesa de novo
nukleotida purin dan dTMP.
Kedua senyawa tersebut sangat toksik
dan diberikan dibawah pengawasan yang
ketat.