metabolisme-protein-dr-syazili

09/11/2016
Metabolisme Protein
dr.Syazili Mustofa, M.Biomed
Fakultas Kedokteran Universitas Lampung
Departemen Biokimia dan Biologi Molekuler
Pencernaan Protein
• Tujuan : untuk menghidrolisis semua ikatan peptida
sehingga menghasilkan asam amino bebas.
• No chemical digestion of protein occurs in the
mouth.
(ikatan peptida adalah ikatan amida)
1
09/11/2016
Digesti Protein
HCl dalam lambung akan mendenaturasi
protein makanan (pH lambung 1–2).
Lambung juga mensekresikan pepsinogen,
yang akan diaktifkan oleh asam untuk menjadi
pepsin.
Pepsin stabil dan aktif pada pH 1–2, pepsin
menghidrolisis beberapa ikatan peptida pada
protein yang terdenaturasi sehingga menjadi
polipeptida yang lebih kecil.
Denaturasi Protein
Figure 6.5
2
09/11/2016
Asam amino esensial dan
nonesensial
Pencernaan Protein
Enzim proteolitik/protease sebagian
besar disekresikan dalam bentuk
inaktif (zimogen)
Masing-masing enzim memiliki
spesifisitas berbeda sehingga harus
bekerja sama membentuk asam amino
3
09/11/2016
E
N
D
O
P
E
P
T
I
D
A
S
E
Memutuskan ikatan peptida
pada gugus karboksil yang
dibentuk asam amino
aromatik atau asam
Memutuskan ikatan peptida yang
dibentuk asam amino lisin atau arginin
EKSO-
Memutuskan ikatan peptida
yang cenderung pada asam
amino hidrofobik atau asam
Memutuskan ikatan peptida
pada asam amino rantai sisi
pendek dan elastin
Karboksipeptidase A melepaskan
asam amino hidrofobik,
karboksipeptidase B melepaskan
asam amino basa
Pencernaan Protein di Lambung
4
09/11/2016
Lanjutan…
Pengaktifan pepsinogen bersifat
autokatalitik
Pepsin sebagai endopeptidase
5
09/11/2016
6
09/11/2016
Pencernaan Protein oleh Enzim
Pankreas
bikarbonat
Pencernaan Protein
di Usus Halus
7
09/11/2016
Enzim permukaan sel usus halus
Penyerapan Asam Amino
Asam amino diserap lumen usus
halus/ginjal melalui transpor
aktif sekunder yang tergantung
Na+ melalui difusi berfasilitas
Paling sedikit terdapat 6 macam
transporter pembawa asam
amino yang tergantung Na+ pada
brush border
Pada saat kelaparan, epitel usus
menyerap asam amino dari darah
(bersifat 2 arah)
8
09/11/2016
9
09/11/2016
Penyerapan Asam Amino
Asam amino diserap lumen usus
halus/ginjal melalui transpor
aktif sekunder yang tergantung
Na+ melalui difusi berfasilitas
Paling sedikit terdapat 6 macam
transporter pembawa asam
amino yang tergantung Na+ pada
brush border
Pada saat kelaparan, epitel usus
menyerap asam amino dari darah
(bersifat 2 arah)
Lanjutan…
10
09/11/2016
Lanjutan…
Lanjutan…
Siklus γ-glutamil
Asam amino bereaksi
dengan glutation (γglutamil-sistenilglisin) yang dikatalis
oleh transpeptidase
pada membran sel
usus halus/ginjal
11
09/11/2016
Food combo’s that have all
AA’s make complete
protein
12
09/11/2016
13
09/11/2016
METABOLISME PROTEIN / ASAM AMINO
2
5
1
6
4
3
8
7
9
27
KEADAAN KENYANG (FED)
14
09/11/2016
NASIB NITROGEN (N) ASAM AMINO
REAKSI TRANSAMINASI
Pada reaksi transaminasi,
Gusus amino dari suatu
asam amino menjadi gugus
amino pada asam amino
kedua
*Reaksi ini berperan dalam
pembentukan dan penguraian
asam amino
15
09/11/2016
Pengeluaran Nitrogen (N) As Amino Sebagai
Amonia
Siklus Urea
16
09/11/2016
Degradasi Protein Intraseluler
Jalur Lisosom, Ubiquitin-Proteasome, Kalpain
Fungsi dari degradasi protein
intraseluler
•
•
•
•
Eliminasi kerusakan protein
Protein displaced
Retro-translocation
Degradasi protein asing
17
09/11/2016
Mekanisme Degradasi Protein
Intraseluler
Macroautophagy
18
09/11/2016
Jalur Ubiquitin-Proteasome
Merupakan jalur utama yang bertanggung jawab
untuk memecah protein berusia pendek di sel mamalia
Ubikuitinilasi adalah sebuah modifikasi protein postTranslasi yang sangat penting.
Agar secara efisien dapat di degradasi, substrat harus
diikat oleh sebuah poliubikuitin yang sekurangkurangnya terdiri dari 4 ubikuinon.
Dua langkah utama
dalam jalur ini two main
steps in the pathway
1.
Penempelan rantai
poliubiquitin ke substrat
2.
Degradation protein oleh
proteasome 26S.
19
09/11/2016
Ubikuitin
• Ubikuitin terdiri dari 76
asam amino
• situs penempelan target
protein adalah diujung Cterminus
• Ikatan dibentuk dari rantai
samping lisin pada protein
target
• Penempelan dibentuk dari
susunan enzim (E1, E2, E3,
E4)
20
09/11/2016
Enzim pada Ubikuitin
• E1:
– ubiquitin-activating enzyme.
– Terdapat dalam 2 isoform (110 dan 117 kDa) yang
diturunkan dari sebuah gen tunggal yang dapat
ditemukan pada nukleus dan sitosol.
• E2:
– Ubiquitin-conjugating enzymes.
– E2 adalah superfamily yang berhubungan dengan
protein. Terdapat kira-kira 11 E2 pada yeast,
sedangkan 20-30 E2 terdapat pada mamalia.
• E3s:
– Ubiquitin-protein ligases.
– E3s memainkan peran kunci pada jalur ubikuitin, E3
bertanggungjawab pada pengenalan dan seleksi
susbstrat protein target
• E4:
– Mengkatalis polimerisasi dari rantai poliubikuitin.
21
09/11/2016
Bagaimana Aktivasi Ubikuitin ?
1. Ujung terminal pada COOH ubikuitin membentuk
ikatan tioester dengan –SH pada E1, dalam suatu
reaksi yang digerakan oleh konversi ATP menjadi AMP
dan PPi
2. Reaksi pertukaran tioester memindahkan ubikuitin
aktif pada E2
3. E3 mengkatalis pengalihan ubikuitin kepada guguf elisil pada protein yang menjadi sasaran
22
09/11/2016
Proteosom
• Proteosome pada eukaryotik adalah kompleks protein yang
besar (2000 kDa) yang terdiri dari “core” dan “cap”
• Degradasi hampir dari seluruh protein intrasel, nukleus dan
membran protein, (> 90 %)
• Seluruh protein target harus terlebih dahulu ditandai oleh
ubikuitin, Ubiquitin tidak hancur, melainkan akan di daur
ulang
Penampang Skematik Proteosom
• “core” merupakan partikel
yang tersusun atas 4 lingkaran
(masing-masing terdapat 7 sub
bagian)
• Terdapat 2 subunit α and β
(25 kDa)
• Struktur dari setiap Subunit
adalah sama, tetapi sekuens
nya berbeda.
• Hanya subunit β yang
memiliki sifat katalitik.
23
09/11/2016
The Structure of Proteasome
Mekanisme Kerja Proteosom
• panjang peptida yang dihasilkan sekitar 3 – 23 asam
amino, rata- rata 7-9 asam amino.
24
09/11/2016
Kalpain
25