Metabolisme asam Amino

1. Metabolisme
Asam amino

2. Metabolisme berasal dari bahasa Yunani metabolismos yang berarti perubahan. Sebagaimana asal
namanya, metabolisme semua reaksi kimia yang terjadi dalam organisme termasuk pada tingkatan
sel. Asam amino yang telah tersebar melewati darah dan masuk dalam jaringan tubuh, akan disintesis
kembali menjadi protein. Protein ini berfungsi untuk mempertahankan fungsi sel-sel yang masih
normal.Pada metabolisme, asam amino akan melakukan pelepasan gugus amino, kemudian
perubahan kerangka karbon dalam molekul asam amino. Proses pelepasan gugus amino terjadi pada
deaminasi dan transmisi oksidatif. Deaminasi oksidatif menggunakan dehidrogenese dalam katalis,
sedangkan jika transmisi yaitu proses katabolisme asam amino yang melibatkan gugus amino pada
satu asam amino terhadap asam amino yang lain.Asam amino tidak dapat disimpan pada tubuh
manusia. Jika jumlah asam amino berlebihan atau terjadi kurangnya sumber energy lain, tubuh
manusia akan menggunakan asam amino dalam sumber energy.Tidak seperti lemak dan karbohidrat,
asam amino membutuhkan pelepasan gugus amino yang bertempat di deaminasi nitrogen α-amino
didalam asam – asam amino.
pendahuluan

3. Asam-asam amino juga menyediakan kebutuhan nitrogen untuk:
- Struktur basa nitrogen DNA dan RNA
- Heme dan struktur lain yang serupa seperti mioglobin, hemoglobin, sitokrom, enzim dll.
- Asetilkolin dan neurotransmitter lainnya.
- Hormon dan fosfolipid
Selain menyediakan kebutuhan nitrogen, asam-asam amino dapat juga digunakan sebagai sumber
energi jika nitrogen dilepas.

4. Jalur metabolic utama dari asam
amino
Jalur metabolik utama dari asam-asam amino terdiri atas pertama, produksi asam amino dari pembongk
aran protein tubuh, digesti protein diet serta sintesis asam amino di hati. Kedua, pengambilan nitrogen
dari asam amino. Sedangkan ketiga adalah katabolisme asam amino menjadi energi melalui siklus asam
serta siklus urea sebagai proses pengolahan hasil sampingan pemecahan asam amino. Keempat adalah s
intesis protein dari asam-asam amino.

5. Katabolisme asam amino
Asam-asam amino tidak dapat disimpan oleh tubuh. Jika jumlah asam amino berlebihan atau terjadi k
ekurangan sumber energi lain (karbohidrat dan protei n), tubuh akan menggunakan asam amino sebag
ai sumber energi. Tidak seperti karbohidrat dan lipid, asam amino memerlukan pelepasan gugus amin.
Gugus amin ini kemudian dibuang karena bersifat toksik bagi tubuh.
Ada 2 tahap pelepasan gugus amin dari asam amino, yaitu:
1. Transaminasi Enzim aminotransferase memindahkan amin kepada α-ketoglutarat menghasilkan g
lutamat atau kepada oksaloasetat menghasilkan aspartat
2. 2. Deaminasi oksidatif Pelepasan amin dari glutamat menghasilkan ion amonium

6. Ringkasan skematik mengenai reaksi transaminasi dan deaminasi oksidatif
Setelah mengalami pelepasan gugus amin, asam-asam amino dapat memasuki siklus asam sitrat
melalui jalur yang beraneka ragam.
Tempat-tempat masuknya asam amino ke dalam sikulus asam sitrat untuk produksi energi

7. Tahapan-tahapan proses yang terjadi di dalam siklus urea

8. Sintesis asam amino
Dari 20 jenis asam amino, ada yang tidak dapat disintesis oleh tubuh kita sehingga harus ada di
dalam makanan yang kita makan. Asam amino ini dinamakan asam amino esensial. Selebihnya
adalah asam amino yang dapat disintesis dari asam amino lain. Asam amino ini dinamakan asa
m amino non-esensial.
1. Asam amino esensial
Arginine*, Histidine, Isoleucine, Leucine, Lysine, Methionine*, Phenylalanine*, Threonine
, Tyrptophan, Valine
2. Asam amino non-esensial
Alanine, Asparagine, Aspartate, Cysteine, Glutamate, Glutamine, Glycine, Proline, Serine
, Tyrosine

9. Biosintesis glutamat dan aspartat
Biosintesis glutamat dan aspartat
Glutamat dan aspartat disintesis dari asam α-keto dengan reaksi tranaminasi sederhana. K
atalisator reaksi ini adalah enzim glutamat dehidrogenase dan selanjutnya oleh aspartat a
minotransferase, AST.
Aspartat juga diturunkan dari asparagin dengan bantuan asparaginase. Peran penting gluta
mat adalah sebagai donor amino intraseluler utama untuk reaksi transaminasi. Sedangkan
aspartat adalah sebagai prekursor ornitin untuk siklus urea.
Reaksi biosintesis glutamat

10. Alanin dipindahkan ke sirkulasi oleh berbagai jaringan, tetapi umumnya oleh otot. Ala
nin dibentuk dari piruvat. Hati mengakumulasi alanin plasma, kebalikan transaminasi
yang terjadi di otot dan secara proporsional meningkatkan produksi urea. Alanin dipin
dahkan dari otot ke hati bersamaan dengan transportasi glukosa dari hati kembali ke ot
ot. Proses ini dinamakan siklus glukosa-alanin. Fitur kunci dari siklus ini adalah bahwa
dalam 1 molekul, alanin, jaringan perifer mengekspor piruvat dan amonia ke hati, di m
ana rangka karbon didaur ulang dan mayoritas nitrogen dieliminir.
Ada 2 jalur utama untuk memproduksi alanin otot yaitu:
1. Secara langsung melalui degradasi protein
2. Melalui transaminasi piruvat dengan bantuan enzim alanin transaminase, ALT (ju
ga dikenal sebagai serum glutamat-piruvat transaminase, SGPT). Glutamat + piru
vat α-ketoglutarat + alanin
Biosintesis alanin

11. Biosintesis sistein
Sulfur untuk sintesis sistein berasal dari metionin. Kondensasi dari ATP dan metionin dikatalisis oleh
enzim metionin adenosiltransfrease menghasilkan S-adenosilmetionin (SAM)
SAM merupakan precursor untuk sejumlah reaksi transfer metil (misalnya konversi norepinefrin menj
adi epinefrin). Akibat dari tranfer metil adalah perubahan SAM menjadi S-adenosilhomosistein. S-ade
nosilhomosistein selanjutnya berubah menjadi homosistein dan adenosin dengan bantuan enzim adeno
silhomosisteinase. Homosistein dapat diubah kembali menjadi metionin oleh metionin sintase.
Reaksi transmetilasi melibatkan SAM sangatlah penting, tetapi dalam kasus ini peran Sadenosilmetio
nin dalam transmetilasi adalah sekunder untuk produksi homosistein (secara esensial oleh produk dari
aktivitas transmetilase). Dalam produksi SAM, semua fosfat dari ATP hilang: 1 sebagai Pi dan 2 sebag
ai Ppi. Adenosin diubah menjadi metionin bukan AMP.
Dalam sintesis sistein, homosistein berkondensasi dengan serin menghasilkan sistationin dengan bant
uan enzim sistationase. Selanjutnya dengan bantuan enzim sistationin liase sistationin diubah menjadi
sistein dan α-ketobutirat. Gabungan dari 2 reaksi terakhir ini dikenal sebagai trans-sulfuras

12. Biosintesis tirosin
irosin diproduksi di dalam sel dengan hidroksilasi fenilalanin. Setengah dari fenilalanin
dibutuhkan untuk memproduksi tirosin. Jika diet kita kaya tirosin, hal ini akan mengurangikebutuhan
fenilalanin sampai dengan 50%. Fenilalanin hidroksilase adalah campuran fungsi oksigenase: 1 atom
oksigen digabungkan ke air dan lainnya ke gugus hidroksil dari tirosin. Reduktan yang dihasilkan
adalah tetrahidrofolat kofaktor tetrahidrobiopterin, yang dipertahankan dalam status tereduksi oleh
NADH-dependent enzyme dihydropteridine reductase (DHPR).

13. Biosintesis ornitin dan prolin
intermediat titik cabang menjadi satu dari 2 produk atau lainnya. Ornitin bukan salah satu
dari 20 asam amino yang digunakan untuk sintesis protein. Ornitin memainkan peran sign
ifikan sebagai akseptor karbamoil fosfat dalam siklus urea. Ornitin memiliki peran pentin
g tambahan sebagai prekursor untuk sintesis poliamin. Produksi ornitin dari glutamat pent
ing ketika diet arginin sebagai sumber lain untuk ornitin terbatas.
Penggunaan glutamat semialdehid tergantung kepada kondisi seluler. Produksi ornitin dar
i semialdehid melalui reaksi glutamat-dependen transaminasi. ketika konsentrasi arginin
meningkat, ornitin didapatkan dari siklus urea ditambah dari glutamat semialdehid yang
menghambat reaksi aminotransferase. Hasilnya adalah akumulasi semialdehid. Semialdeh
id didaur secara spontan menjadi Δ1 pyrroline-5-carboxylate yang kemudian direduksi me
njadi prolin oleh NADPH-dependent reductase.

14. alur utama untuk serin dimulai dari intermediat glikolitik 3-fosfogliserat. NADH-linked deh
idrogenase mengubah 3-fosfogliserat menjadi sebuah asam keto yaitu 3-fosfopiruvat, sesuai
untuk transaminasi subsekuen. Aktivitas aminotransferase dengan glutamat sebagai donor
menghasilkan 3-fo.sfoserin, yang diubah menjadi serin oleh fosfoserin fosfatase
Biosintesis serin
Biosintesis glisin
Jalur utama untuk glisin adalah 1 tahap reaksi yang dikatalisis oleh serin hidroksimetiltransf
erase. Reaksi ini melibatkan transfer gugus hidroksimetil dari serin untuk kofaktor tetrahidr
ofolat (THF), menghasilkan glisin dan N5 , N10 -metilen-THF.

15. Biosintesis aspartat, asparagin, glutamat dan glutamin
Glutamat disintesis dengan aminasi reduktif α-ketoglutarat yang dikatalisis oleh glutamat dehidroge
nase yang merupakan reaksi nitrogen-fixing. Glutamat juga dihasilkan oleh reaksi aminotranferase,
yang dalam hal ini nitrogen amino diberikan oleh sejumlah asam amino lain. Sehingga, glutamat me
rupakan kolektor umum nitrogen amino.
Aspartat dibentuk dalam reaksi transaminasi yang dikatalisis oleh aspartat transaminase, AST. Reak
si ini menggunakan analog asam α-keto aspartat, oksaloasetat, dan glutamat sebagai donor amino. A
spartat juga dapat dibentuk dengan deaminasi asparagin yang dikatalisis oleh asparaginase.
Asparagin sintetase dan glutamin sintetase mengkatalisis produksi asparagin dan glutamin dari asam
α-amino yang sesuai. Glutamin dihasilkan dari glutamat dengan inkorporasi langsung amonia dan in
i merupakan reaksi fixing nitrogen lain. Tetapi asparagin terbentuk oleh reaksi amidotransferase.

16. Terimakasih