Dokumen tersebut membahas metabolisme nitrogen pada organisme hidup. Nitrogen diperlukan untuk membentuk protein, asam nukleat, dan senyawa nitrogen lainnya. Terdapat siklus nitrogen antara tanaman, bakteri nitrogen-fixing, dan bakteri denitrifying untuk mensuplai dan melepaskan nitrogen bagi semua organisme. Amonia digunakan dalam biosintesis senyawa nitrogen organik melalui berbagai jalur seperti aminasi, pembentukan amida, dan pemb

1. SutresmanSutresmanMahasiswa PPs UNIMED 2013Mahasiswa PPs UNIMED 2013

2. Metabolisme Nitrogen
Nitrogen merupakan biolimiting elemen
Ekskresi tidak sebanyak C dan H
Dalam sistem hidup N:
Protein: asam amino
Asam nukleat
Dll
Asam amino: 20
20 jalur biosintesis
20 jalur degradasi

3. Siklus Nitrogen
N2 NH3
NO2
-
NO3
-
Asam amino
Nukleotida
Glikoamino
Koenzim
Porpirin
Protein
DNA, RNA
Polisakarida
Fosfolipid
Tanaman & bakteri
Tanaman & bakteri
Nitrosomonas
Nitrobacter
Bakteri nitrogen
fixing
Bakteri
denitrifying
Semua
organisme
Semua
organisme
Energi
Energi

4. Penggunaan amonia: biogenesis nitrogen organik
(Aminasi)
Sumber N berbeda tetapi selalu menjadi NH3 untuk dirubah menjadi
N organik
NH3
CO2, ATP Aspartat α-Ketoglutarat Glutamat
Karbamoil fosfat Asparagin Glutamat Glutamin
Arginin
Pirimidin
Urea
Asam amino
lain
Nukleotida Purin
Gula amino
Triptofan
Histidin
transaminasi
1
2
34

5. 1. Aminasi reduktif α-ketoglutarat
Glutamat dehidrogenaseGlutamat dehidrogenase
α-ketoglutarat dari siklus asam sitrat
Bakteri menggunkan NADPH sel mamaliamenggunakan NADH
α-ketoglutarat juga bisa digunakan untuk transaminasi
COO-
CH2
CH2
C O
COO-
COO-
CH2
CH2
HC NH3
COO-
+ NH3 + NAD(P)H + 2H+
+ H2O + NAD(P)+

6. 2. Pembentukan amida biologis
Glutamin sintetaseGlutamin sintetase
Sintetase: melibatkan energi dari ATP
C
CH2
CH2
HC NH3
COO-
+ NH3+ ATP
C
CH2
CH2
HC NH3
COO-
+ ADP+ P
O-
O
NH2
O

7. 2. Pembentukan amida biologis
Asparagin sintetaseAsparagin sintetase
Mengkonsumsi lebih sedikit amoniak dibanding glutamin sintase
Dapat menggunakan glutamin (transaminasi) selain amoniak
C
CH2
HC NH3
COO-
+ NH3 (Gln) + ATP
C
CH2
HC NH3
COO-
+ AMP+ PP (Glu)
O-
O
NH2
O

8. 4. Pembentukan arginin dan pirimidin
Karbamoil fosfat sintetaseKarbamoil fosfat sintetase
NH3 + HCO3
-
+ 2ATP
P
O
C NH2
O
+ 2ADP+ P
O
O--
O
+ 2ADP+ P + Glu
Gln + HCO3
-
+ 2ATP

9. Metabolisme Nitrogen
Karbohidrat dan lemak bisa disimpan untuk
digunakan kembali
Protein tidak dapat disimpan
Jumlah N sangat sedikit
Perlu suplai terus menerus dari luar
Kapasitas biosintesis N berbeda-beda antar
organisme---evolusievolusi
Asam amino esensial
Laktobasilus vs tanaman

10. Transaminasi
Berperan sebagi distribusi N pada asam amino
dan degradasi asam amino
Enzim: Transminase atau aminotransferase
Mebibatkan pasangan asam amino dengan asam
α-keto (glutama/α-ketoglutarat)
GOT (glutama oksaloasetat transminase)--liver
GPT (glutamat piruvat transaminase)--liver
Serum GOT dan GPT (SGOT dan SGPT) menjadi
parameter fungsi liver

11. Transaminasi
Transaminasi untuk transfer N
Transminasi degradasi
COO-
CH2
CH2
HC NH3
COO-
C
CH2
CH2
C O
COO-
O-
O
R
C O
COO-
R
HC NH3
COO-
+
+
Alanin + α-ketoglutarat piruvat + glutamat
Glutamat + NAD+
+ H2O α-ketoglutarat + NADH + NH4
+
Alanin + NAD+
+ H2O piruvat + NADH + NH4
+
Aminotransferase
Glu dehidrogenase

12. Transaminasi
SGOT dan SGPTSGOT dan SGPT
Glutamat + oksaloasetat α-ketoglutarat + aspartat
Glutamat + piruvat α-ketoglutarat + alanin
SGOT
SGPT

13. Degradasi asam amino dan metabolisme produk
akhir nitrogen
Apabila terdapat kelebihan N
dari kebutuhan, N dilepaskan
sementara C digunakan sebagai
sumber energi
Transaminasi (degradasi)
menghasilkan α-keto yang
masuk siklus asam sitrat
Amino oksidase

14. Degradasi asam amino dan metabolisme produk
akhir nitrogen
Hasil degradasi berupa asam α-keto (kerangka
karbon) dan NH3
Asam α-keto bisa mengalami oksidasi (melalui siklus
asam sitrat) ataupun untuk biosintesis karbohidrat
atau badan keton
NH3 bersifat toksik sehingga perlu diekskresikan
(urea atau asam urat)

15. Jalur rantai karbon asam amino
Siklus
asam sitrat
α-ketoglu
suksinat
fumarat
oksaloasetat
piruvat
Ala, Gly, Cys
Ser, Thr
Asetil-CoA
Try, Leu, Iso
Asetoasetat
Leu, Lys, Phe, Tyr
Glu, Gln, His
Pro, Arg
Val, Met
Thr, Iso
Asp, Tyr, Phe
Asn, Asp

18. Detoksifikasi amonia: Eksresi
Urea: diproduksi dalam siklus urea
 Diproduksi di liver (mitokondria dan sitosol) kemudian ditransport ke
ginjal untuk disaring
 Level ureum (BUN) di serum menunjukkan fungsional ginjal
Asam urat: diproduksi dalam biosintesis purin
 Lebih sedikit air
C
NH2
O
H2N
urea
NH
ON
H
N
H
O
H
N
O
uric acid

19. Siklus Krebs (siklus urea) C
NH2
O
H2N
NH2
NH2
O
OH
NH2
NH
HN
NH2
O
OH
arginine
O
P
O
HO
OH
H2N
O
carbamoyl phosphate
NH2
NH
O
NH2
O
OH citrulline
NH2
NH
N
NH2
O
OH
arginiosuccinate
-
OOC
-
OOC
O-
O
O
-
O
fumarate
MALAT OKSALOASETAT
ASPARTAT
ornitin
α-keto
Glu
NH4
+
,
NADH,
H
+
NAD+
, H2O
NH4
+
+ CO2
2 ATP
2 ADP + P
AMP + PP
ATP
NAD+
NADH, H+

20. TERIMAKASIH