Asam Amino dan ProteinKelompok 4

ProteinMolekul yg sangat vital untuk organisme terdapt di semua selPolimer disusun oleh 20 mcm asam amino standarRantai asam amino dihubungkan dg iktn kovalen yg spesifikStruktur & fungsi ditentukan oleh kombinasi, jumlah dan urutan asam aminoSifat fisik dan kimiawi dipengaruhi oleh asam amino penyusunnya

Fungsi ProteinReaksi kimia enzymesImmune system antibodiesMechanical structure tendonsGeneration of force musclesNerve conduction ion channelsVision eye lens. . . and much more!

Asam Aminomerupakan unit penyusun protein Struktur: satu atom C sentral yang mengikat secara kovalent: gugus amino, gugus karboksil, satu atom H dan rantai samping (gugus R)

Gugus R rantai samping yang berbeda-beda pada setiap jenis asam amino Gugus R yang berbeda-beda tersebut menentukan:-. Struktur-. Ukuran -. Muatan elektrik-. Sifat kelarutan di dalam air

Asam amino standarAsam amino yang menyusun protein organisme ada 20 macam disebut sebagai asam amino standarDiketahui asam amino ke 21 disebut selenosistein (jarang ditemukan) Terdapat di beberapa enzim seperti gluthatione peroxidaseSelenenosistein mempy kode genetik: UGA biasa utk stop kodon tjd pd mRNA dgn struktur 2nd yg banyak.

Klasifikasi Asam aminoDiklasifikasikan berdasar gugus R (rantai samping)Biasanya sifat-sifat seperti: hidrofobik/hidrofilik, polar/non polar, ada/tidaknya gugus terionisasiAROMATIKPOLARACIDIC (-)BASIC (+)NON POLAR

Asam amino non polarMemiliki gugus R alifatik Glisin, alanin, valin, leusin, isoleusin dan prolinBersifat hidrofobik. Semakin hidrofobik suatu a.a spt Ile (I) biasa terdapat di bagian dlm protein.Prolin berbeda dgn a.a siklis. Tapi mempunyai byk kesamaan sifat dgn kelompok alifatis ini.Umum terdapat pada protein yang berinteraksi dengan lipid

Asam amino polarMemiliki gugus R yang tidak bermuatanSerin , threonin, sistein, metionin, asparagin, glutaminBersifat hidrofilik mudah larut dalam airCenderung terdapat di bagian luar proteinSistein berbeda dgn yg lain, karena ggs R terionisasi pada pH tinggi (pH = 8.3) sehingga dapat mengalami oksidasi dengan sistein membentuk ikatan disulfide (-S-S-) sistin (tdk tmsk dlm a.a. standar karena selalu tjd dari 2 buah molekul sistein dan tidak dikode oleh DNA)

Asam amino dengan gugus R aromatik Fenilalanin, tirosin dan triptofanBersifat relatif non polar hidrofobik Fenilalanin bersama dgn V, L & I a.a plg hidrofobikTirosin gugus hidroksil , triptofan cincin indolSehingga mampu membentuk ikatan hidrogen penting untuk menentukan struktur ensimAsam amino aromatik mampu menyerap sinar UV 280 nm sering digunakan utk menentukan kadar protein

Asam amino dengan gugus R bermuatan positifLisin, arginin, dan histidinMempunyai gugus yg bsft basa pd rantai sampingnyaBersifat polar terletak di permukaan protein dapat mengikat air.Histidin mempunyai muatan mendekati netral (pd gugus imidazol) dibanding lisin gugus aminoarginin gugus guanidinoKrn histidin dpt terionisasi pada pH mendekati pH fisioligis sering berperan dlm reaksi ensimatis yg melibatkan pertukaran proton

Asam amino dengan gugus R bermuatan negatif

Aspartat dan glutamatMempunyai gugus karboksil pada rantai sampingnya bermuatan (-) / acid pada pH 7

Asam amino non standarMerupakan asam amino diluar 20 mcm as. Amino standar Terjadi karena modifikasi yang terjadi setelah suatu asam amino standar menjadi protein.Kurang lebih 300 asam amino non standar dijumpai pada sel

modifikasi serin yang mengalami fosforilasi oleh protein kinase

modifikasi prolin dlm proses modifikasi posttranslasi, oleh prokolagen prolin hidroksilase. Ditemukan pada kolagen untuk menstabilkan strukturDari modifikasi Glu oleh vit K. karboksi glutamat mampu mengikat Ca penting utk penjendalan darah. Ditemukan pd protein protombin

Modifikasi lisin. Terdapat di kolagen dan miosin (protein kontraksi pd otot) dan berperan untuk sisi terikatnya polisakaridaBeberapa ditemukan asam amino nonstandar yang tidak menyusun protein merupakan senyawa antara metabolisme (biosintesis arginin dan urea)

Metabolisme Protein

Asam amino yang berhubungan dengan intermediet siklus TCAMetabolisme Glutamat, Aspartat, Ala, Glutamin, AsnBiosintesis dan degradasi menggunakan transaminaseAla, peruvat transminase

Glutamine, Proline dan Arginine

Oxaloacetate

Asam amino yang berhubungan dengan piruvat

Asam amino dari PG dan asam amino dengan unsur S

Biosynthesis Cysteine

Asam amino aromatis (Jalur asam shikimat)

Biosynthesis Tryptophan

Biosynthesis Phenylalanine dan Tyrosine

Asam amino dari Glukosa 6P (Histidine)

DEGRADASI ASAM AMINO Pengertian degradasi

Degradasi adalah pembongkaran molekul-molekul yang lebih besarmenjadi molekul-molekul yang lebih kecil.

Degrdasi oksidatif

Walaupun asam amino terutama sebagai unit pembangun bagi biosintesisprotein, molekul ini dapat mengalami degradasi oksidatif didalam tiga keadaan metabolic yang berbeda.

Selama putaran dinamik normal protein tubuh, asam amino yang dibebaskan, jika tidak diperlukan untuk sintesis protein tubuh yang baru maka protein ini dapat mengalami degradasi oksidatif.

(2) Jika asam amino termakan dalam jumlah yang melebihi kebutuhan tubuh terhadap sintesis protein, kelebihan ini dapat dikatabolisis, karena asam amino tidak dapat disimpan.

(3) Selama berpuasa atau pada penderita diabetes mellitus, apabila karbohidrat tidak tersedia, atau tidak dimanfaatkan sebagaimana mestinya maka protein tubuh dimanfaatkan sebagai bahanbakar.

Pada keadaan yang berlainan, asam amino membebaskan gugus aminonya, dan asam -keto yang terbentuk dapat teroksidasi menjadi karbondioksida danair, sebagian melalui siklus asam sitrat.

Eliminasi nitrogen biasanya merupakan langkah awal dalam degradasi asam amino dan meninggalkan rangka karbon.Ada dua proses penting dalam eliminasi nitrogen metabolik :Transaminasi adalah reaksipelepasan gugus amina (--NH 2 ) dengan cara memindahkannya ke senyawa lain. Misalkan perubahan asamaminoAspartat menjadi Oksalasetat . Dalam reaksi ini gugus amina dari Aspartat dipindahkanke Asam -ketoglutarat. Aspartat Oksalasetat -ketoglutarat + NH 2 Glutamat. Dalam reaksi iniAspartat berubahmenjadi Oksalasetat dengan melepaskan gugus amina, gugus amina tersebut ditangkap oleh -ketoglutarat membentuk Glutamat. Enzim yang mengkatalis reaksi iniadalahAspartat Transaminase.

Deaminasi Oksidatif : Suatu reaksi pelepasan gugus amina melalui proses reaksi oksidasi . Contoh : Perubahan Glutamat menjadi -Ketoglutarat oleh enzim Glutamat dehidrogenasi dan koenzim NAD atau NADP.

Deaminasi non oksidatif.

Dalam reaksi pelepasan gugus amina ini tidak ada proses oksidasi (pelepasan ion H+),misalnya; perubahan Asam amino Serin menjadi Asam Piruvat oleh enzim Serin hidratase SERIN ASAM PIRUVAT + NH3Oksal asetat, Ketoglutarat, dan asam Piruvat merupakan rangka karbon dalam bentuk asam trikarboksilat yang dapat masuk ke Siklus Krebs untuk dioksidasi. Ekivalen pereduksi yang dihasilkan kemudian di reoksidasi di RantaiTranspor Elektron untuk menghasilkan ATP. Catatan: Pada reaksi pelepasan gugus amina dari asam amino melalui reaksi Deaminasi dikeluarkan senyawa bernitrogen (NH3). Senyawa ini bersifat toxis (meracuni) bagi tubuh dan harus dikeluarkan.

Asam amino yang akan dioksidasi melalui siklus Krebs sebagai sumber energicadangan, harus terlebih dahulu dihilangkangugus aminanya ---NH 2 atau NH 3 melaluireaksi Transaminasi atauDeaminasi ReaksiTransaminasi/Amino transferasimemindahkan gugus amina suatu asamamino ke senyawa lainnya. ReaksiDeaminasi melepaskan gugus amina suatuasam amino sebagai senyawa bebas yangmengandung Nitrogen (NH 3 dan NH 4 ).Senyawa bebas yang mengandung Nitrogenbersifat racun bagi tubuh dan harusdikeluarkan dari tubuh melalui urin dalambentuk Urea yangmudah larut dalam air.Pada reaksi pelepasan gugus amina melalui reaksi Deaminasi oksidatif maupun non oksidatif menghasilkan senyawa bernitrogen NH 3 atau NH 4+ yang bersifat toksis bagi tubuh, dan harus dikeluarkan. Senyawa tersebut tidak mudah larut dalam air, oleh karena itu harus diubah dulu menjadi senyawa yang dapat larut di air agardapat dikeluarkan bersama urin. Untuk dapat dikeluarkan, senyawa bernitrogen tersebut diubah terlebih dahulu menjadi Urea melalui beberapa tahapan reaksi yang disebut dengan Siklus Urea.Mekanisme sedrhana

*