makalah asam amino

BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar belakang
Dalam tubuh mahluk hidup pasti dijumpai asam amino,asam-asam
amino terdiri atas pertama, produksi asam amino dari pembongkaran
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 sintesis protein dari asam-asam amino. Asam amino juga
mengalami katabolisme,yang terjadi dalam 2 tahapan yaitu :
Transaminasi dan Pelepasan amin dari glutamat menghasilkan ion
ammonium.Semua jaringan memiliki kemampuan untuk men-sintesis
asam amino non esensial, melakukan remodeling asam amino, serta
mengubah rangka karbon non asam amino menjadi asam amino dan
turunan lain yang mengandung nitrogen. Dalam kondisi surplus diet,
nitrogen toksik potensial dari asam amino dikeluarkan melalui
transaminasi, deaminasi dan pembentukan urea. Rangka karbon
umumnya diubah menjadi karbohidrat melalui jalur glukoneogenesis, atau
menjadi asam lemak melalui jalur sintesis asam lemak. Berkaitan dengan
hal ini, asam amino dikelompokkan menjadi 2 kategori yaitu:
 Asam Amino Esensial
Merupakan asam amino yang tidak dapat disintesis oleh
tubuh kita sehingga harus ada di dalam makanan yang kita
makan.
 Asam Amino Non-Esensial
Merupakan asam amino yang dapat disintesis dari asam
amino lain.
Setiap jenis asam amino tersebut dapat mengalami biosintesis.Dalam
makalah ini akan dibahas lebih lanjut tentang macam-macam dan
biosintesis pada asam amino.
1.2
1.3
Rumusan masalah
 Apa saja macam-macam dari asam amino?
 Bagaimana saja biosintesis yang terjadi pada asam amino?
Tujuan
 Untuk mengetahui macam-macam asam amino
 Untuk mengetahui biosintesis yang terjadi pad asam amino
BIOKIMIA ASAM AMINO
Page 1
BAB II
PEMBAHASAN
2.1
Asam Amino dan Macam-Macam Asam Amino
Asam amino adalah sembarang senyawa organik yng
memiliki gugus fungsional karboksilat(-COOH)dan amina(biasanya
–NH2).Dalam biokimia seringkali pengertiannya dipersempit
:keduanya terikat pada satu atom karbon (C)yang sama (disebut
atom C “alfa”).Asam amino termasuk golongan senyawa yang
paling banyak dipelajari karena salah satu fungsinya adalah
sebagai penyusun protein yang sangat penting dalam
organisme.Struktur asam amino adalah sebagai berikut:
H
H
O
N
C
C
H
R
OH
Jalur metabolik utama dari asam-asam amino terdiri atas
pertama, produksi asam amino dari pembongkaran 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 sintesis protein dari
asam-asam amino.
Asam amino juga mengalami katabolisme, ada 2 tahap pelepasan
gugus amin dari asam amino, yaitu:
 Transaminasi
Katabolisme
asam
amino
terjadi
melalui
reaksi
transaminasi yang melibatkan pemindahan gugus amino
secara enzimatik dari satu asam amino ke asam amino
lainnya. Enzim yang terlibat dalam reaksi ini adalah
transaminase atau amino transaminase. Enzim ini spesifik
bagi ketoglutarat sebagai penerima gugus amino namun
tidak spesifik bagi asam amino sebagai pemberi gugus
amino.
BIOKIMIA ASAM AMINO
Page 2
Transaminase mempunyai gugus prostetik, piridoksal
fosfat, pada sisi aktifnya yang berfungsi sebagai senyawa
antara pembawa gugus amino menuju ketoglutarat. Molekul
ini mengalami perubahan dapat balik di antara bentuk
aldehidanya (piridoksal fosfat), yang dapat menerima gugus
amino, dan bentuk teraminasinya (piridoksamin fosfat).
Ada sekitar 12 asam amino protein yang mengalami reaksi
transaminasi dalam proses degradasinya. Beberapa asam
amino lain mengalami proses deaminasi dan dekarboksilasi.
Enzim aminotransferase memindahkan amin kepada αketoglutarat
menghasilkan
glutamat
atau
kepada
oksaloasetat menghasilkan aspartat

Contoh reaksi transaminasi. Perhatikan alanin mengalami
transaminasi menjadi glutamat. Pada reaksi ini dibutuhkan
enzim alanin aminotransferase.
Pelepasan amin dari glutamat menghasilkan ion ammonium
Glutamat juga dapat memindahkan amin ke rantai
karbon lainnya, menghasilkan asam amino baru.
Contoh reaksi deaminasi oksidatif. Perhatikan glutamat
mengalami deaminasi menghasilkan amonium (NH4+).
Selanjutnya ion amonium masuk ke dalam siklus urea.
BIOKIMIA ASAM AMINO
Page 3
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
Gugus-gugus amin dilepaskan menjadi ion amonium (NH4+)
yang selanjutnya masuk ke dalam siklus urea di hati. Dalam
siklus ini dihasilkan urea yang selanjutnya dibuang melalui ginjal
berupa urin. Proses yang terjadi di dalam siklus urea
digambarkan terdiri atas beberapa tahap yaitu:
1. Dengan peran enzim karbamoil fosfat sintase I, ion amonium
bereaksi dengan CO2 menghasilkan karbamoil fosfat. Dalam
raksi ini diperlukan energi dari ATP
BIOKIMIA ASAM AMINO
Page 4
2. Dengan peran enzim ornitin transkarbamoilase, karbamoil
fosfat bereaksi dengan L-ornitin menghasilkan L-sitrulin dan
gugus fosfat dilepaskan
3. Dengan peran enzim argininosuksinat sintase, L-sitrulin
bereaksi dengan L-aspartat menghasilkan L-argininosuksinat.
Reaksi ini membutuhkan energi dari ATP
4. Dengan
peran
enzim
argininosuksinat
liase,
argininosuksinat dipecah menjadi fumarat dan L-arginin
L-
5. Dengan peran enzim arginase, penambahan H2O terhadap Larginin akan menghasilkan L-ornitin dan urea.
Tahapan-tahapan proses yang terjadi di dalam siklus urea
Semua jaringan memiliki kemampuan untuk men-sintesis asam
amino non esensial, melakukan remodeling asam amino, serta
mengubah rangka karbon non asam amino menjadi asam amino
dan turunan lain yang mengandung nitrogen. Dalam kondisi
surplus diet, nitrogen toksik potensial dari asam amino
dikeluarkan melalui transaminasi, deaminasi dan pembentukan
urea. Rangka karbon umumnya diubah menjadi karbohidrat
melalui jalur glukoneogenesis, atau menjadi asam lemak melalui
jalur sintesis asam lemak. Berkaitan dengan hal ini, asam amino
dikelompokkan menjadi 2 kategori yaitu:
 Asam Amino Esensial
BIOKIMIA ASAM AMINO
Page 5

Merupakan asam amino yang tidak dapat disintesis oleh
tubuh kita sehingga harus ada di dalam makanan yang kita
makan.
Macam-macam
asam
amino
esensial:
Alanine,Asparagine,Aspartate,Cysteine,Glutamat,Glutamine,G
lycyne,Proline,Syerine,Tyrosyne.
Asam Amino Non-Esensial
Merupakan asam amino yang dapat disintesis dari
asam amino lain. Auksin diproduksi dari asam amino
tryptophan terutama oleh daun muda dan biji yang sedang
berkecambah. Auksin terdiri dari: Indole-3-acetic acic (IAA),
Indole-3-butyric acid (IBA), dan α-naphthalene acitic acid
(NAA).
Efek auksin pada tanaman:
- Meningkatkan pembelahan dan diferensiasi sel pada
jaringan meristem.
- Meningkatkan perkembangan jaringan vaskuler (xylem dan
phloem).
- Meningkatkan pembentukan dan perkembangan sistem
akar.
- Meningkatkan pembentukan dan perkembangan bunga dan
buah.
Aplikasi auksin pada pertanian:
- Mempercepat pembentukan akar pada stek batang.
- Merangsang pembentukan bunga pada tanaman yang sulit
berbunga.
- Meningkatkan pembentukan buah pada tanaman yang
sedikit berbuah.
- Mencegah kerontokan daun, bunga, dan buah.
Macam-macam asam amino non-esensial:Arginine, Histidine,
Isoleucine, Leucine, Lysine, Methionine, Phenylalanine,
Threonine, Tyrptophan, Valine
2.2
Biosintesis Asam Amino
Biosintesis yang terjadi pada asam amino adalah sebagai berikut:
a. Biosintesis glutamat dan aspartat
Glutamat dan aspartat disintesis dari asam α-keto dengan
reaksi tranaminasi sederhana. Katalisator reaksi ini adalah enzim
glutamat dehidrogenase
dan selanjutnya oleh aspartat
aminotransferase, AST.
BIOKIMIA ASAM AMINO
Page 6
Reaksi biosintesis glutamat
Aspartat juga diturunkan dari asparagin dengan bantuan
asparaginase. Peran penting glutamat adalah sebagai donor
amino intraseluler utama untuk reaksi transaminasi. Sedangkan
aspartat adalah sebagai prekursor ornitin untuk siklus urea.
b. Biosintesis alanin
Alanin dipindahkan ke sirkulasi oleh berbagai jaringan, tetapi
umumnya oleh otot. Alanin dibentuk dari piruvat. Hati
mengakumulasi alanin plasma, kebalikan transaminasi yang
terjadi di otot dan secara proporsional meningkatkan produksi
urea. Alanin dipindahkan dari otot ke hati bersamaan dengan
transportasi glukosa dari hati kembali ke otot. 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 mana 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 (juga dikenal sebagai serum glutamat-piruvat
transaminase, SGPT).
-ketoglutarat + alanin
BIOKIMIA ASAM AMINO
Page 7
Siklus glukosa-alanin
c.
Biosintesis sistein
Sulfur untuk sintesis sistein berasal dari metionin.
Kondensasi dari ATP dan metionin dikatalisis oleh enzim
metionin adenosiltransfrease menghasilkan S-adenosilmetionin
(SAM).
Biosintesis S-adenosilmetionin (SAM)
SAM merupakan precursor untuk sejumlah reaksi transfer
metil (misalnya konversi norepinefrin menjadi epinefrin).
Akibat dari tranfer metil adalah perubahan SAM menjadi Sadenosilhomosistein.
S-adenosilhomosistein
selanjutnya
berubah menjadi homosistein dan adenosin dengan bantuan
enzim adenosilhomosisteinase. Homosistein dapat diubah
kembali menjadi metionin oleh metionin sintase.
Reaksi transmetilasi melibatkan SAM sangatlah penting,
tetapi dalam kasus ini peran S-adenosilmetionin dalam
transmetilasi adalah sekunder untuk produksi homosistein
(secara esensial oleh produk dari aktivitas transmetilase).
Dalam produksi SAM, semua fosfat dari ATP hilang: 1 sebagai
BIOKIMIA ASAM AMINO
Page 8
Pi dan 2 sebagai Ppi. Adenosin diubah menjadi metionin bukan
AMP.
Dalam sintesis sistein, homosistein berkondensasi dengan
serin menghasilkan sistationin dengan bantuan enzim
sistationase. Selanjutnya dengan bantuan enzim sistationin
liase sistationin diubah menjadi sistein dan α-ketobutirat.
Gabungan dari 2 reaksi terakhir ini dikenal sebagai transsulfurasi.
Peran metionin dalam sintesis sistein
d.
Biosintesis tirosin
Tirosin diproduksi di dalam sel dengan hidroksilasi
fenilalanin. Setengah dari fenilalanin dibutuhkan untuk
memproduksi tirosin. Jika diet kita kaya tirosin, hal ini akan
mengurangi kebutuhan 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).
BIOKIMIA ASAM AMINO
Page 9
Biosintesis tirosin dari fenilalanin
e.
Biosintesis ornitin dan prolin
Glutamat adalah prekursor ornitin dan prolin. Dengan
glutamat semialdehid menjadi 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 signifikan sebagai akseptor karbamoil fosfat
dalam siklus urea. Ornitin memiliki peran penting tambahan
sebagai prekursor untuk sintesis poliamin. Produksi ornitin dari
glutamat penting ketika diet arginin sebagai sumber lain untuk
ornitin terbatas.
Penggunaan glutamat semialdehid tergantung kepada
kondisi seluler. Produksi ornitin dari 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.
Semialdehid didaur secara spontan menjadi Δ1pyrroline-5carboxylate yang kemudian direduksi menjadi prolin oleh
NADPH-dependent reductase.
f.
Biosintesis serin
Jalur utama untuk serin dimulai dari intermediat glikolitik 3fosfogliserat. NADH-linked dehidrogenase mengubah 3fosfogliserat menjadi sebuah asam keto yaitu 3-fosfopiruvat,
sesuai
untuk
transaminasi
subsekuen.
Aktivitas
BIOKIMIA ASAM AMINO
Page 10
aminotransferase
dengan
glutamat
sebagai
donor
menghasilkan 3-fosfoserin, yang diubah menjadi serin oleh
fosfoserin fosfatase.
g.
Biosintesis glisin
Jalur utama untuk glisin adalah 1 tahap reaksi yang
dikatalisis oleh serin hidroksimetiltransferase. Reaksi ini
melibatkan transfer gugus hidroksimetil dari serin untuk
kofaktor tetrahidrofolat (THF), menghasilkan glisin dan N5, N10metilen-THF.
h. Biosintesis aspartat, asparagin, glutamat dan glutamin
Glutamat disintesis dengan aminasi reduktif α-ketoglutarat
yang dikatalisis oleh glutamat dehidrogenase 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
merupakan kolektor umum nitrogen amino.
Asam amino aspartat sebagai produk yang disekresikan,
NH4+ yang terbentuk dikeluarkan dari bakterioid ke sitosol
sel-sel yang mengandung bakterioid ( ke luar membran
bakterioid) dan diubah menjadi asam glutamat, senyawa
amida seperti glutamin atau asparagin, atau senyawa yang
kaya akan nitrogen yang disebut ureida, seperti alantoin dan
asam alantoat (suatu ureida). Sel-sel akar diluar struktur bintil
membantu mentranspor amida atau ureida ini ke xilem, yang
selanjutnya akan ditranspor ke pucuk.
Aspartat dibentuk dalam reaksi transaminasi yang dikatalisis
oleh aspartat transaminase, AST. Reaksi ini menggunakan
analog asam α-keto aspartat, oksaloasetat, dan glutamat
sebagai donor amino. Aspartat 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 ini merupakan reaksi fixing nitrogen lain.
Tetapi asparagin terbentuk oleh reaksi amidotransferas.
BIOKIMIA ASAM AMINO
Page 11
BAB III
PENUTUP
3.1
Kesimpulan
Asam amino adalah sembarang senyawa organik yng memiliki
gugus fungsional karboksilat(-COOH)dan amina(biasanya –NH2).Dalam
biokimia seringkali pengertiannya dipersempit :keduanya terikat pada
satu atom karbon
(C)yang sama (disebut atom C “alfa”).Asam amino
termasuk golongan senyawa yang paling banyak dipelajari karena salah
satu fungsinya adalah sebagai penyusun protein yang sangat penting
dalam organisme.Semua jaringan memiliki kemampuan untuk mensintesis asam amino non esensial, melakukan remodeling asam amino,
serta mengubah rangka karbon non asam amino menjadi asam amino dan
turunan lain yang mengandung nitrogen. Dalam kondisi surplus diet,
nitrogen toksik potensial dari asam amino dikeluarkan melalui
transaminasi, deaminasi dan pembentukan urea. Rangka karbon
umumnya diubah menjadi karbohidrat melalui jalur glukoneogenesis, atau
menjadi asam lemak melalui jalur sintesis asam lemak. Berkaitan dengan
hal ini, asam amino dikelompokkan menjadi 2 kategori yaitu:
 Asam Amino Esensial
Merupakan asam amino yang tidak dapat disintesis oleh tubuh kita
sehingga harus ada di dalam makanan yang kita makan.
Macam-macam
asam
amino
esensial:
Alanine,Asparagine,Aspartate,Cysteine,Glutamat,Glutamine,Glycyne,Pro
line,Syerine,Tyrosyne.
 Asam Amino Non-Esensial
Merupakan asam amino yang dapat disintesis dari asam amino lain.
Macam-macam asam amino non-esensial: Arginine, Histidine,
Isoleucine, Leucine, Lysine, Methionine, Phenylalanine, Threonine,
Tyrptophan, Valine
Dalam tubuh mahluk hidup,masing-masing asam amino mengalami
biosintesis,dengan proses yang berbeda-beda,tergantung pada jenis asam
aminonya.
BIOKIMIA ASAM AMINO
Page 12
DAFTAR PUSTAKA
Anonymous,
2012.
http://www.fk.unair.ac.id/pdfiles/Metabolisma-asam-
amino.pdf diakses pada tanggal 15 Mei 2012
Anonymous, 2012. http://www.scribd.com/doc/19875984/XIIIXIV-Asam amino
diakses pada tanggal 15 Mei 2012
Anonymous, 2012. http://books.google.co.id/books?biosintesis asam amino.html
diakses pada tanggal 15 Mei 2012
D.W.Martin,Jr. and P.A.Mayes and V.W.Rodwell.BIOKIMIA (Review
Biochemistry).Terjemahan Penerbit Buku Kedokteran E.G.
of
Harold Hart,” Organic Chemistry” a Short Course, Sixth Edition, Michigan State
University, 1983, Houghton Mifflin Co.
Ralp J. Fessenden and Joan S. Fessenden, “ Organic Chemistry,” Third Edition,
University Of Montana, 1986, Wadsworth, Inc, Belmont, Califfornia
94002, Massachuset, USA.
Suharsono.1988,Biokimia Jilid 1.UGM PRESS.Jogjakarta
Suyitno,2009.
METABOLISME NITROGEN. Materi disampaikan
pendampingan Tim Olimpiade Biologi SMAN 7 Purworejo,
BIOKIMIA ASAM AMINO
pada
Page 13