2. metabolisme nitrogen

8/4/2019 2. Metabolisme Nitrogen

1/19

Metabolisme Nitrogen


2/19


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


3/19

Siklus Nitrogen

N2 NH3

NO2-

NO3-

Asam aminoNukleotidaGlikoaminoKoenzimPorpirin

ProteinDNA, RNAPolisakaridaFosfolipid

Tanaman & bakteri

Tanaman & bakteriNitrosomonas

Nitrobacter

Bakteri nitrogenfixing

Bakteridenitrifying

Semuaorganisme

Semuaorganisme

Energi

Energi


4/19

Penggunaan amonia: biogenesis nitrogenorganik(Aminasi)

Sumber N berbeda tetapi selalu menjadi NH3 untuk dirubah menjadiN organik

NH3

CO2, ATP Aspartat a-Ketoglutarat Glutamat

Karbamoil fosfat Asparagin Glutamat Glutamin

ArgininPirimidin

Urea

Asam aminolain

Nukleotida PurinGula aminoTriptofan

Histidin

transaminasi

12

34


5/19

1. Aminasi reduktifa-ketoglutarat

Glutamat dehidrogenase

a

-ketoglutarat dari siklus asam sitrat Bakteri menggunkan NADPH sel mamaliamenggunakan NADH

a-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)

+


6/19

2. Pembentukan amida biologis

Glutamin 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


7/19

2. Pembentukan amida biologis

Asparagin 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


8/19

4. Pembentukan arginin dan pirimidin

Karbamoil fosfat sintetase

NH3 + HCO3-+ 2ATP P

O

C NH2

O

+ 2ADP+ P

O

O

--

O

+ 2ADP+ P + Glu

Gln + HCO3-+ 2ATP


9/19


Karbohidrat dan lemak bisa disimpan untukdigunakan kembali

Protein tidak dapat disimpan Jumlah N sangat sedikit

Perlu suplai terus menerus dari luar

Kapasitas biosintesis N berbeda-beda antar

organisme---evolusi Asam amino esensial

Laktobasilus vs tanaman


10/19

Transaminasi

Berperan sebagi distribusi N pada asam aminodan degradasi asam amino

Enzim: Transminase atau aminotransferase Mebibatkan pasangan asam amino dengan asama-keto (glutama/a-ketoglutarat) GOT (glutama oksaloasetat transminase)--liver

GPT (glutamat piruvat transaminase)--liver Serum GOT dan GPT (SGOT dan SGPT) menjadi

parameter fungsi liver


11/19

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 + a-ketoglutarat piruvat + glutamat

Glutamat + NAD+ + H2O a-ketoglutarat + NADH + NH4+

Alanin + NAD+ + H2O piruvat + NADH + NH4+

Aminotransferase

Glu dehidrogenase


12/19

Transaminasi

SGOT dan SGPT

Glutamat + oksaloasetat a-ketoglutarat + aspartat

Glutamat + piruvat a-ketoglutarat + alanin

SGOT

SGPT


13/19

Degradasi asam amino dan metabolismeproduk akhir nitrogen

Apabila terdapat kelebihan Ndari kebutuhan, N dilepaskansementara C digunakansebagai sumber energi

Transaminasi (degradasi)menghasilkan a-keto yangmasuk siklus asam sitrat

Amino oksidase


14/19

Degradasi asam amino dan metabolismeproduk akhir nitrogen

Hasil degradasi berupa asam a-keto(kerangka karbon) dan NH3

Asam a-keto bisa mengalami oksidasi(melalui siklus asam sitrat) ataupun untukbiosintesis karbohidrat atau badan keton

NH3 bersifat toksik sehingga perludiekskresikan (urea atau asam urat)


15/19

Jalur rantai karbon asam amino

Siklusasam sitrat

a-ketoglu

suksinat

fumarat

oksaloasetat

piruvat

Ala, Gly, CysSer, Thr

Asetil-CoA

Try, Leu, Iso

Asetoasetat

Leu, Lys, Phe, Tyr

Glu, Gln, His

Pro, Arg

Val, MetThr, Iso

Asp, Tyr, Phe

Asn, Asp


16/19


17/19


18/19

Detoksifikasi amonia: Eksresi

Urea: diproduksi dalam siklus urea

Diproduksi di liver (mitokondria dan sitosol) kemudian ditransport keginjal 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

ONH

NH

O

H

N

O

uric acid


19/19

C

NH2

O

H2N

NH2

NH2

OOH

NH2

NH

HN

NH2

O

OH

arginine

O

P

O

HOOH

H2N

O

carbamoyl phosphate

NH2

NH

ONH2

O

OH citrulline

NH2

NHN

NH2

OOH

arginiosuccinate

-OOC

-OOC

O-

O

O

-

O

fumarate

MALAT OKSALOASETAT

ASPARTAT

ornitin

a-keto

Glu

NH4+,

NADH,

H+

NAD

+

, H2O

NH4++ CO2

2 ATP

2 ADP + P

AMP + PP

ATP

NAD+

NADH, H+

Siklus Krebs (siklus urea)

2. metabolisme nitrogen

Documents