1. Protein dapat diuraikan menjadi asam amino melalui proses hidrolisis yang dibantu enzim protease. Asam amino hasil penguraian protein dibawa oleh darah ke sel-sel untuk digunakan dalam proses metabolisme. 2. Terdapat dua jalur utama metabolisme asam amino, yaitu melalui asam piruvat dan asam asetoasetat untuk membentuk asetil koenzim A sebagai senyawa penghubung antara metabolisme asam amino dengan siklus asam sit

1. “Metabolisme Protein”
MAKALAH
Disusun Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Metabolisme
Dosen : Dr. Prima Endang Susiliwati, M.Si
Oleh :
ANINGSI SRIWATI ( G2L1 15 013)
PROGRAM STUDI PASCASARJANA KIMIA
UNIVERSITAS HALU OLEO
KENDARI
2015

2. Pendahuluan
Kata protein berasal dari bahasa Yunani, yaitu protos, berarti yang pertama
atau terpenting. Protein merupakan polimer alam yang tersusun dari berbagai asam
amino melalui ikatan peptida. Asam amino yang satu dengan yang lainnya
dihubungkan dengan suatu ikatan peptida. Ikatan peptida ini akan terwujud apabila
gugusan karboksil dari asam amino yang satu bergabung dengan gugusan amino dari
asam amino yang lain. Di dalam penggabungan molekul asam amino itu, akan
terlepas satu molekul air. Hal tersebut dapat dilihat dalam reaksi berikut.
Rangkaian tersebut dapat diperpanjang ke kiri atau ke kanan. Jika
diperpanjang ke kanan harus menyambungkan gugusan NH2, sedangkan jika ke kiri
harus menyambungkan gugusan COOH. Dengan demikian, akan diperoleh molekul
protein yang berat molekulnya.
Pembongkaran protein menjadi asam amino memerlukan bantuan dari enzim-
enzim protease dan air untuk mengadakan proses hidrolisis pada ikatan-ikatan
peptida. Hidrolisis juga dapat terjadi, jika protein dipanasi, diberi basa, atau diberi
asam. Dengan cara demikian, kita dapat mengenal macam-macam asam amino yang
tersusun di dalam suatu protein. Asam amino dapat dikelompokkan menjadi asam
amino esensial dan asam amino nonesensial.
 Asam amino esensial: treonin, triptofan, lisin, leusin, valin → histidin,
arginin, metionin, isoleusin, fenilalanin
 Asam amino non esensial: serin, alanin, glisin, asparadin → sistein, asam
aspartat, tirosin, glutamin, asam glutamate

3. 1. Penguraian Protein Dalam Tubuh
Asam amino yang dibuat dalam hati, maupun yang dihasilkan dari proses
katabolisme protein dalam hati, dibawa oleh darah kedalam jaringan untuk
digunakan.proses anabolik maupun katabolik juga terjadi dalam jaringan diluar hati.
Asam amino yang terdapat dalam darah berasal dari tiga sumber, yaitu absorbsi
melalui dinding usus, hasil penguraian protein dalam sel dan hasil sintesis asam
amino dalam sel. Banyaknya asam amino dalam darah tergantung keseimbangan
antara pembentukan asam amino dan penggunaannya. Hati berfungsi sebagai
pengatur konsentrasi asam amino dalam darah.
Dalam tubuh kita, protein mengalami perubahan – perubahan tertentu dengan
kecepatan yang berbeda untuk tiap protein. Protein dalam darah, hati dan organ tubuh
lain mempunyai waktu paruh antara 2,5 sampai 10 hari. Protein yang terdapat pada
jaringan otot mempunyai waktu paruh 120 hari. Rata-rata tiap hari 1,2 gram protein
per kilogram berat badan diubah menjadi senyawa lain. Ada tiga kemungkinan
mekanisme perubahan protein, yaitu :
1) Sel-sel mati, lalu komponennya mengalami proses penguraian atau
katabolisme dan dibentuk sel – sel baru.
2) Masing-masing protein mengalami proses penguraian dan terjadi sintesis
protein baru, tanpa ada sel yang mati.
3) Protein dikeluarkan dari dalam sel diganti dengan sintesis protein baru.
Protein dalam makanan diperlukan untuk menyediakan asam amino yang akan
digunakan untuk memproduksi senyawa nitrogen yang lain, untuk mengganti protein
dalam jaringan yang mengalami proses penguraian dan untuk mengganti nitrogen
yang telah dikeluarkan dari tubuh dalam bentuk urea. Ada beberapa asam amino yang
dibutuhkan oleh tubuh, tetapi tidak dapat diproduksi oleh tubuh dalam jumlah yang

4. memadai. Oleh karena itu asam amino tersebut,yang dinamakan asam essensial yang
dibutuhkan oleh manusia.
Kebutuhan akan asam amino esensial tersebut bagi anak-anak relative lebih besar
daripada orang dewasa. Kebutuhan protein yang disarankan ialah 1 sampai 1,5 gram
per kilogram berat badan per hari.
2. Asam Amino Dalam Darah
Jumlah asam amino dalam darah tergantung dari jumlah yang diterima dan jumlah
yang digunakan. Pada proses pencernaan makanan, protein diubah menjadi asam
amino oleh beberapa reaksi hidrolisis serta enzim – enzim yang bersangkutan. Enzim-
enzim yang bekerja pada proses hidrolisis protein antara lain ialah pepsin, tripsin,
kimotripsin, karboksi peptidase, amino peptidase, tripeptidase dan dipeptidase.
Setelah protein diubah menjadi asam-asam amino, maka dengan proses absorpsi
melalui dinding usus, asam amino tersebut sampai kedalam pembuluh darah. Proses
absorpsi ini ialah proses transpor aktif yang memerlukan energi. Asam-asam amino
dikarboksilat atau asam diamino diabsorbsi lebih lambat daripada asam amino netral.
Dalam keadaan berpuasa, konsentrasi asam amino dalam darah biasanya sekitar
3,5 sampai 5 mg per 100 ml darah. Segera setelah makan makanan sumber protein,
konsentrasi asam amino dalam darah akan meningkat sekitar 5 mg sampai 10 mg per
100 mg darah. Perpindahan asam amino dari dalam darah kedalam sel-sel jaringan
juga proses tranpor aktif yang membutuhkan energi.
3. Reaksi Metabolisme Asam Amino
Tahap awal pembentukan metabolisme asam amino, melibatkan pelepasan gugus
amino, kemudian baru perubahan kerangka karbon pada molekul asam amino. Dua
proses utama pelepasan gugus amino yaitu, transaminasi dan deaminasi.

5.  Transaminasi
Transaminasi ialah proses katabolisme asam amino yang melibatkan pemindahan
gugus amino dari satu asam amino kepada asam amino lain. Dalam reaksi
transaminasi ini gugus amino dari suatu asam amino dipindahkan kepada salah satu
dari tiga senyawa keto, yaitu asam piruvat, a ketoglutarat atau oksaloasetat, sehingga
senyawa keto ini diubah menjadi asam amino, sedangkan asam amino semula diubah
menjadi asam keto. Ada dua enzim penting dalam reaksi transaminasi yaitu alanin
transaminase dan glutamat transaminase yang bekerja sebagai katalis dalam reaksi
berikut :
Pada reaksi ini tidak ada gugus amino yang hilang, karena gugus amino yang
dilepaskan oleh asam amino diterima oleh asam keto. Alanin transaminase
merupakan enzim yang mempunyai kekhasan terhadap asam piruvat-alanin. Glutamat
transaminase merupakan enzim yang mempunyai kekhasan terhadap glutamat-
ketoglutarat sebagai satu pasang substrat .
Reaksi transaminasi terjadi didalam mitokondria maupun dalam cairan
sitoplasma. Semua enzim transaminase tersebut dibantu oleh piridoksalfosfat sebagai
koenzim. Telah diterangkan bahwa piridoksalfosfat tidak hanya merupakan koenzim
pada reaksi transaminasi, tetapi juga pada reaksi-reaksi metabolisme yang lain.
 Deaminasi Oksidatif
Asam amino dengan reaksi transaminasi dapat diubah menjadi asam glutamat.
Dalam beberapa sel misalnya dalam bakteri, asam glutamat dapat mengalami proses
deaminasi oksidatif yang menggunakan glutamat dehidrogenase sebagai katalis.
Asam glutamat + NAD + a ketoglutarat + NH4
+
+ NADH + H+

6. Dalam proses ini asam glutamat melepaskan gugus amino dalam bentuk NH4
+
.
Selain NAD+
glutamat dehidrogenase dapat pula menggunakan NADP+
sebagai
aseptor elektron. Oleh karena asam glutamat merupakan hasil akhir proses
transaminasi, maka glutamat dehidrogenase merupakan enzim yang penting dalam
metabolisme asam amino oksidase dan D-asam oksidase.
3. Pembentukan Asetil Koenzim A
Asetil koenzim A merupakan senyawa penghubung antara metabolisme asam
amino dengan siklus asam sitrat. ada dua jalur metabolic yang menuju kepada
pembentukan asetil koenzim A, yaitu melalui asam piruvat dan melalui asam
asetoasetat
Asam-asam amino yang menjalani jalur metabolic melalui asam piruvat ialah
alanin, sistein, serin dan treonin. alanin menghasilkan asam piruvat dengan langsung
pada reaksi transaminasi dengan asam a ketoglutarat. Treonin diubah menjadi gllisin
dan asetaldehida oleh enzim treonin aldolase. glisin kemudian diubah menjadi asetil
koenzim A melalui pembentukan serin dengan jalan penambahan satu atom karbon,
seperti metal, hidroksi metal dan formil. koenzim yang bekerja disini ialah
tetrahidrofolat.
4. Siklus Urea
Hans Krebs dan Kurt Heneseleit pada tahun 1932 mengemukakan serangkaian
reaksi kimia tentang pembentukan urea. Mereka berpendapat bahwa urea terbentuk
dari ammonia dan karbondioksidamelalui serangkaian reaksi kimia yang berupa
siklus, yang mereka namakan siklus urea. Pembentukan urea ini terutama
berlangsung didalam hati. Urea adalah suatu senyawa yang mudah larut dalam air,
bersifat netral, terdapat dalam urine yang dikeluarkan dari dalam tubuh.

7. Dalam reaksi pembentukan karbamil fosfat ini, satu mol ammonia
bereaksi dengan satu mol karbondioksida dengan bantuan enzim karbamilfosfat
sintetase. Reaksi ini membutuhkan energi, karenanya reaksi ini melibatkan dua mol
ATP yang diubah menjadi ADP. Disamping itu sebagai kofaktor dibutuhkan mg++
dan N-asetil-glutamat.
Karbamil fosfat yang terbentuk bereaksi dengan ornitin membentuk sitrulin.
Dalam reaksi ini bagian karbomil bergabung dengan ornitin dan memisahkan gugus
fosfat. Sebagai katalis pada pembentukan sitrulin adalah ornitin transkarbamilase
yang terdapat pada bagian mitokondria sel hati.
Selanjutnya sitrulin bereaksi dengan asam aspartat membentuk asam
argininosuksinat. Reaksi ini berlangsung dengan bantuan enzim argininosuksinat
sintetase. Dalam reaksi tersebut ATP merupakan sumber energi dengan jalan
melepaskan gugus fosfat dan berubah menjadi AMP.
Dalam reaksi ini asam argininosuksinat diuraikan menjadi arginin dan asam
fumarat. Reaksi ini berlangsung dengan bantuan enzim argininosuksinase, suatu
enzim yang terdapat dalam hati dan ginjal. Reaksi terakhir ini melengkapi tahap

8. reaksi pada siklus urea. Dalam reaksi ini arginin diuraikan menjadi urea dan ornitin.
Enzim yang bekerja sebagai katalis dalam reaksi penguraian ini ialah arginase yang
terdapat dalam hati. Ornitin yang terbentuk dalam reaksi hidrolisis ini bereaksi
dengan karbamilfosfat untuk membentuk sitrulin.
5. Biosintesis Protein
Biosintesis protein yang terjadi dalam sel merupakan reaksi kimia yang
kompleks dan melibatkan beberapa senyawa penting, terutama DNA dan
RNA.molekuk DNA merupakan rantai polinukleutida yang mempunyai beberapa
jenis basapurin dan piramidin, dan berbentuk heliks ganda.
Dengan demikian akan terjadi heliks gandayang baru dan proses terbentunya
molekul DNA baru ini disebut replikasi, urutan basa purin dan piramidin pada
molekul DNA menentukan urutan asam amino dalam pembentukan protein. Peran
dari DNA itu sendri sebagai pembawa informasi genetic atau sifat-sifat keturunan
pada seseorang . dua tahap pembentukan protein:
1) Tahap pertama disebut transkripsi, yaitu pembentukan molekul RNA sesuai
pesan yang diberikan oleh DNA.
2) Tahap kedua disebut translasi, yaitu molekul RNA menerjemahkan informasi
genetika kedalam proses pembentukan protein.
Biosintesis protein terjadi dalam ribososm, yaitu suatu partikel yang terdapat
dalam sitoplasma rRNA bersama dengan protein merupakan komponen yang
membentuk ribosom dalam sel, perananya dalam dalam sintesis protein yang
berlangsung dalam ribosom belum diketahui.
m RNA diproduksi dalam inti sel dan merupakan RNA yang paling sedikit
jumlahnya. kode genetika yang berupa urutan basa pada rantai nukleutida dalam

9. molekul DNA. tiap tiga buah basa yang berurutan disebut kodon, sebagai contoh
AUG adalah kodon yang terbentuk dalam dari kombinasi adenin-urasil-guanin, GUG
adalah kodon yang terbentuk dari kombinasi guanin-urasil-guanin. kodon yang
menunjuk asam amino yang sama disebut sinonim, misalnya CAU dan CAC adalah
sinonim untuk histidin. perbedaan antara sinonim tersebut pada umumnya adalah
basa pada kedudukanketiga misalnya GUU,GUA,GUC,GUG..
bagian molekut t RNA yang penting dalam biosintesis protein ialah lengan asam
amino yang mempunyai fungsi mengikat molekul asam amino tertentu dalam lipatan
anti kodon. lipatan anti kodon mempunyai fungsi menemukan kodon yang menjadi
pasangannya dalam m RNA yang tedapat dalam ribosom. pada prosese biosintesis
protein, tiap molekuln t RNA membawa satu molekul asam amino masuk kedalam
ribosom. pembentukkan ikatan asam amino dengan t Rna ini berlangsung dengan
bantuan enzim amino asli t RNA sintetase dan ATP melalui dua tahap reaksi:
1. Asam amino dengan enzim dan AMP membentuk kompleks aminosil-AMP-
enzim.
2. Reaksi antara kompleks aminoasil-AMP-enzim dengan tRNA
Proses biosintesis akan berhenti apabila pada mRNA terdapat kodon
UAA,UAG,UGA. karena dalam sel normal tidak terdapat tRNA yang mempunyai
antikodon komplementer.