METABOLISME PROTEIN Disampaikan oleh: Wiralis TUJUAN BELAJAR Setelah Kuliah mahasiswa mampu memahami : • Pengertian, struktur, sifat protein dan asam amino • Fungsi Protein dan asam amino • Pencernaan, penyerapan dan utilisasi protein dan asam amino • Reaksi umum transaminase dan Deaminase serta dekarboksilase • Tahap dan jalur pembentukan asam amino non esensial • Tahap jalur asam amino untuk masuk siklus krebs • Metabolisme asam amino rantai lurus dan rantai cabang PENGERTIAN, STRUKTUR, SIFAT PROTEIN DAN ASAM AMINO PENGERTIAN PROTEIN • Polimer molekul asamasam amino (± 20-24 jenis) yang sama atau berbeda-beda yang tersususun (100-1000 molekul) dan dihubungkan dengan ikatan kovalen (ikatan peptida) antara gugus amino (-NH2) dengan gugus karboksil (-COOH) • BERAT MOLEKUL PROTEIN: 16000-1000000 STRUKTUR PROTEIN/PEPTIDA backbone R3 R1 CH CO CH CO NH CH NH NH2 R2 Ikatan peptida COOH • primer PROTEIN BERDASARKAN • Sekunder JUMLAH • Tersier IKATAN • Kuarter PROTEIN BERDASARKAN • Protein sederhana • Protein KOMPONEN Konjunggasi YANG MEMBENTUK • Protein Turunan MOLEKUL Asam amino (bahan pembentukan protein) Kumpulan R/ Kump. Sisi/ Kump. Fungsi -karbon - Kumpulan - karboksil SIFAT PROTEIN DAN ASAM AMINO • Tidak tahan asam • Tidak tahan panas denaturasi PERAN PROTEIN 1. ENZIM : hexokinase, Phospholipase, DNA-polimerase dll 2. RESEPTOR SPESIFIK thd : hormon, faktor tumbuh, sitokin 3. FAKTOR EKSPRESI GEN : TF (fos, jun, p53 ), Faktor translasi 4. PROTEIN pemroses SIGNAL : protein G, Ras, RTK, MPK, 5. MOLEKUL KONTRAKSI : Actin, Miosin, Dynein 6. Molekul adhesi sel : Cadherin, Selectin, Integrin, ICAM 7. Kerangka sel : tubulin 8. TOKSIN : toksin difteri, toksin ular 9. MOLEKUL TRANSPORT : Hb, Mb, Transferrin, Ceruloplasmin, Metallothionein PERAN PROTEIN 10. KANAL ION : kanal Ca, kanal Na, Kanal K 11. PENGUAT SEL / JARINGAN : Kolagen integrin, selektin, laminin 12. FAKTOR PERTUMBUHAN SEL : EGF, IGF, PDGF 13. HORMON : GH, TSH, Insulin, Glukagon 14. PROTEIN PENGGUMPALAN DARAH : fibrinogen, trombolastin 15. ANTI-BODI : Ig M, Ig D, Ig G, Ig A, Ig E 16. MOLEKUL PENGINDERA : rhodopsin 17. CADANGAN ASAM AMINO : ovalbumin PENCERNAAN, PENYERAPAN DAN UTILISASI PROTEIN DAN ASAM AMINO Sumber Protein JALUR METABOLISME PROTEIN BAHAN MAKANAN DI CERNA ASAM AMINO DIABSORBSI POOL AA ANABOLISME DAN KATABOLISME PRODUK HASIL METABOLISME UTILISASI JALUR METABOLISME PROTEIN TRANSAMINSI • Memotong dan memisahkan gugus karbon dan gugus amin DEAMINASI • Masuknya gugus amin ke jalur urea DEKARBOKSILASI • Reaksi yang mengubah asam piruvat (yang beratom C3) menjadi senyawa baru Asetil koenzim-A (( yang beratom C2) sebagai tahap awal memasuki sikus krebs SEMUA MOLEKUL PENGHASIL ENERGI MASUK DALAM SIKLUS KREBS Carbohydrate Protein Fat Digestion and absorption Simple sugars (mainly glucose) Amino acids Fatty acids + glycerol Catabolism Acetyl-CoA Citric acid cycle 2CO2 2H ATP 15 TRANSPORT DAN MET PROTEIN MELEWATI METABOLISME INTERMEDIAT 16 17 METABOLISME PROTEIN 2 5 1 4 6 3 8 7 9 JALUR DEAMINASE CO2 + H2O Respirasi TCA Glukoneog enesis Glukosa Asam α keto Protein Intraseluler Asam amino NH4+ Ekskresi Biosintesis asam amino, nukleotida PENGERTIAN UMUM/DEFINISI DEKARBOKSILASI • Terjadinya reaksi kimia yang menyebabkan sebuah gugus karboksil (-COOH) terlepas dari senyawa semula menjadi CO2 • Reaksi yang mengubah asam piruvat (yang beratom C3) menjadi senyawa baru Asetil koenzim-A (( yang beratom C2) sebagai tahap awal memasuki sikus krebs PERUBAHAN DEKARBOKSILASI ASAM AMINO DARI PIRUVAT ASETIL COA Dekarboksilasi oksidatif adalah reaksi yang mengubah asam piruvat yang beratom 3 C menjadi senyawa baru yang beratom C dua buah, yaitu asetil koenzim-A (asetil ko-A) ENZIM YANG BERPERAN DALAM REAKSI DEKARBOKSILASI • • • • Dekarboksilase Dekarboksiliase Dehidrogenase Dihidrolipoil transasetilase SIKLUS KREBS PADA PERISTIWA DEKARBOKSILASI TEMPAT REAKSI DEKARBOKSILASI DEKARBOKSILASI ASAM AMINO • Reaksi asam amino mengandung amin Senyawa ASAM AMINO SENYAWA BARU (AMIN) Triptofan Fenilalanina Triosina Triptamina Fenilaetilamina Tiramina Histidina Serina Asam Glutamat Histamina Etanolamin GAbA yang DEKARBOKSILASI ASAM AMINO ASAM AMINO SENYAWA BARU (AMIN) Lisina Kadavirina Arginina agmatina Ornitina Putresina 5-HTP Serotonin L-DOPA Dopamina DEKARBOKSILASI ASAM AMINO SENYAWA LAMA SENYAWA BARU Piruvat Asetil Ko-A Oksalosuksinat α-Ketoglutarat Asam αKetoglutarat Suksinat-Co-A TAHAP PEMBENTUKAN ASAM AMINO • Asam amino non esensial : Alanin, sistein, Glysin, Tyrosin, Aspartat, Glutamat, Glutamin, Prolin, Serin, Asparagin • Asam amino esensial : Valin, Leusin, Phenilalanin, Trpyptopan, Histidin, Metionin, Threonin, Isoleusin, Lysin dan Arginin (utk Arg manusia hanya mampu mensintesis 2/3 dr kebutuhan) TAHAP PEMBENTUKAN ASAM AMINO senyawa intermediet metabolisme ASAM AMINO DAN JALUR PEMBENTUKAN ASAM AMINO NON ESENSIAL METABOLISME ASAM AMINO RANTAI LURUS DAN CABANG • Metabolisme Asam Amino Rantai Lurus dan Rantai Cabang proses sintesis (anabolisme) dan proses penguraian (katabolisme) senyawa atau komponen dalam sel hidup • Semua reaksi metabolisme dikatalis oleh enzim • Protein pada dasarnya merupakan struktur gugus asam amino Asam amino dikenal dalam berbagai bentuk yang pada dasarnya ada: • Gugus Amina (NH2) • Karboksil (COOH) • Hidrogen (H) • Gugus R (rantai cabang) yang menentukan asam aminonya Asam Amino kelompok R: Alifatik Asam Amino Simbol Glisina Struktur pKa1 (CCOOH) pKa2 (C-NH2) pKa2 (Kump.R) Gly; G 2.4 9.8 - Alanina Ala; A 2.4 9.8 - Valina Val; V 2.2 9.9 - Leusina Leu; L 2.3 9.7 - Isoleusina Ile; I 2.3 9.8 - • Asam amino jenis ini bersifat hidrofobik dan lazimnya dijumpai dalam bagian dalam protein Asam Amino Simbol Struktur pKa1 (CCOOH) pKa2 (C-NH2) pKa2 (Kump.R) Asam Amino kelompok R: Mengandungi Sulfur Sisteina Cys; C 2.4 9.8 - Metionina Met; A 2.4 9.8 - Asam Amino kelompok R: Bersifat Asam dan Bentuk Amidanya Asid Aspartik Asp; D 2.0 9.9 3.9 Asparagina Asn; N 2.1 8.8 - Asid Glutamik Glu; E 2.1 9.5 4.1 Glutamine Gln; Q 2.2 9.1 - • Asam amino bersifat hidrofilik • Mampu membentuk ikatan hidrogen • Ditemui pada bahagian luar permukaan protein • Ditemui bersifat aktif Asam Amino berkumpulan R: Bersifat Basa Asam Amino Simbo l Arginina Struktur pKa1 (CCOOH) pKa2 (C-NH2) pKa2 (Kump.R) Arg; R 1.8 9.0 12.5 Lisina Lys; K 2.2 9.2 10.8 Histidina His; H 1.8 9.2 6.0 • Asam amino bersifat hidrofilik • Dapat membentuk ikatan hidrogen • Ditemui bagian luar permukaan protein • Ditemui bersifat aktif Asam Amino Simbol Struktur pKa1 (CCOOH) pKa2 (C-NH2) pKa2 (Kump.R) Asid Amino berkumpulan R: Rantai Aromatik Fenilalanina Phe; F 2.2 9.1 - Tirosina Tyr; Y 2.2 9.1 10.1 Triptophan Trp; W 2.4 9.4 - • • • • Asam amino Tyr. bersifat hidrofilik Dapat membentuk ikatan hidrogen Ditemui pada bahagian luar permukaan protein Ditemui bersifat aktif Asam Amino Asam Amino Simbol Prolina Pro; P Struktur pKa1 (CCOOH) pKa2 (C-NH2) pKa2 (Kump.R) 2.0 10.6 - METABOLISME RANTAN CABANG DAN LURUS •Asam amino rantai cabang :alanin, arginin, asparagin, dan asam aspartat •Asam amino yang memiliki rantai lurus adalah leusin, isoleusin, dan valin FAKTOR YANG MEMPENGARUHI METABOLISME PROTEIN • Penyakit : Peningkatan kadar kereatinin terjadi pada gagal ginjal akut dan kronis, shok yang lama, kanker, lupus aritematosus, nefropatie diabetic, gagal jantung kongesti, AMI ( akut miokard infark), • Konsumsi daging sapi tinggi • Obat yang dapat meningkatkan kadar kreatinin adalah vitamin C, metildopa, litium karbonat, dan antibiotic golongan sefalosporin, amfetorisin B, aminoglikosid, dan kanamisin.
