11 October 2021 1Natalia Desy P

METABOLISM

NATALIA DESY P

11 October 2021 Natalia Desy P 2

Konsep Biokimia Tubuh manusia

Hidup : adalah serangkaian reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuhsecara berkesinambungan → metabolisme

Sakit : adalah terganggunya sebagian reaksi kimia tersebutMati : berhentinya seluruh reaksi kimia tersebut

metabolisme melibatkan unsur KimiaYang membutuhkan kondisi tertentu :- Terjadi di dalam sel- Dalam medium air- Butuh enzim- Kisaran pH tertentu- Kisaran suhu tertentu- Butuh pengendali , dll

11 October 2021 Natalia Desy P 3

Biomolekul penting penyusun tubuh manusia :1. Karbohidrat (C, H, O)2. Lemak /lipid (C, H , O)3. Protein ( C, H, O, N)4. Asam nukleat (C, H, O, N)

Ke - 4 komponen tersebut mengandung atom C, H dan O

11 October 2021 Natalia Desy P 4

Komponen makanan Energy (kkal/gram)

1 Karbohidrat 4

2 Protein 4

3 Lemak 9

4 Alkohol 7

Pembentukan energy dari bahan makananKarbohidrat

LemakProtein

MonosakaridaAsam LemakAsam Amino

ATP

Saluran Pencernaan

Absorbsi usus

Sel

darah

oksidasi

MonosakaridaAsam LemakAsam Amino

GlukosaAsam LemakAsam Amino

11 October 2021 Natalia Desy P 5

ATP - merupakan energy selular bagi sebagian proses di dalam sel;

* reaksi biokimia,* kontraksi otot* transport aktif pada membran sel

- ATP akan dioksidasi menjadi ADP (Adenosin Di Phosphat) dan Pi (phosfat inorganik) → energy

sebaliknya ADP + Pi dapat diubah kembali menjadi ATP- Pembentukan & penggunaan ATP disebut = siklus ATP-ADP

Pembentukan energy- Karbohidrat- Lipid- Protein

Penggunaan energy- Biosintesis Makromolekul- Kontraksi Otot- Transport aktif- Termogenesis

O2

CO2H2O

ATP

ADP + Pi

11 October 2021 6Natalia Desy P

CARBOHYDRATE

METABOLISM(GLYCOLYSIS)

NATALIA DESY P

11 October 2021 Natalia Desy P 77

Metabolism involves

Catabolic reactions that break down large, complex molecules to provide energy and smaller molecules.

Anabolic reactions that use ATP energy to build larger molecules.

METABOLISM

11 October 2021 Natalia Desy P 88

STAGES OF METABOLISM

Catabolic reactions are organized as

Stage 1: Digestion and hydrolysis break down

large molecules to smaller ones that

enter the bloodstream.

Stage 2: Degradation breaks down molecules to

two- and three-carbon compounds.

Stage 3: Oxidation of small molecules in the citric

acid cycle and electron transport

provide ATP energy.

11 October 2021 Natalia Desy P 99

Catabolic reactions:

Stage 1: Digestion

and hydrolysis

break down large

molecules to smaller

ones that enter the

bloodstream.

Stage 2:

Degradation

Further breaking and

some oxidation of

molecules to 2 & 3-

carbon compounds.

Stage 3: Oxidation

of small molecules to

CO2 & H2O in the citric

acid cycle and electron

transport provides

energy for ATP

synthesis.

STAGES OF METABOLISM

11 October 2021 Natalia Desy P 1010

DIGESTION OF CARBOHYDRATES

Copyright © 2007 by Pearson Education, Inc. Publishing as Benjamin Cummings

11 October 2021 Natalia Desy P 11

MAJOR PATHWAYS OF CHO METABOLISM

CHO metabolism in mammalian cells can be

classified into:

1. Glycolysis: Oxidation of glucose to

pyruvate (aerobic state) or lactate

(anaerobic state)

2. Krebs cycle: After oxidation of pyruvate

to acetyl CoA, acetyl CoA enters the Krebs

cycle for the aim of production of ATP.

3. Hexose monophosphate shunt: Enables

cells to produce ribose-5-phosphate and

NADPH.

4. Glycogenesis: Synthesis of glycogen from

glucose, when glucose levels are high

5. Glycogenolysis: Degradation of glycogen

to glucose when glucose in short supply.

6. Gluconeogenesis: Formation of glucose

from noncarbohydrate sources.

Glucose is the major fuel of most

organisms. The major pathways of CHO

metabolism either begin or end with

glucose.

11 October 2021 Natalia Desy P 12

GLYCOLYSIS (EMBDEN-MEYERHOF PATHWAY)

[GLYCOLYSIS: FROM THE GREEK GLYK - , SWEET, AND LYSIS ,

SPLITTING]

Glycolysis occurs in all human cells. Glycolysis is believed to be

among the oldest of all the biochemical pathways.Aerobic: Glucose → PyruvateAnaerobic: Glucose → Lactate (or ethanol & acetic acid)

Glycolysis (10 reactions in 3 stages, all in cytoplasm)

1) Priming stage: D-Glucose + 2ATP → D-fructose 1,6-biphosphate + 2ADP + 2H+

2) Splitting stage : D-Fructose 1,6-biphosphate → 2 D-Glyceraldehyde 3-phosphate

3) Oxidoreduction – Phosphorylation stage:

2 D-Glyceraldehyde 3-phosphate + 4ADP + 2Pi + 2H+ → 2Lactate + 4ATP

-----------------------------------------------------------------------------

Sum:Glucose + 2ADP + 2Pi ----- 2 Lactate + 2ATP + 2H2O (Anaerobic)

Glucose + 2ADP + 2Pi + 2NAD+ ---- 2 pyruvate + 2ATP + 2NADH + 2H+ + 2H2O

(Aerobic)

11 October 2021 Natalia Desy P 1313

GLYCOGENESIS

Glycogenesis

Stores glucose by converting glucose to

glycogen.

Operates when high levels of glucose-6-

phosphate are formed in the first reaction of

glycolysis.

Does not operate when energy stores

(glycogen) are full, which means that

additional glucose is converted to body fat.

11 October 2021 Natalia Desy P 1414

GLYCOGENOLYSIS

In glycogenolysis

Glycogen is broken

down to glucose.

Glucose molecules

are removed one

by one from the

end of the

glycogen chain to

yield glucose-1-

phosphate.

Copyright © 2007 by Pearson Education, Inc.

Publishing as Benjamin Cummings

11 October 2021 Natalia Desy P 1515

GLYCOGENOLYSIS

Glycogenolysis

Is activated by glucagon (low blood glucose).

Bonds glucose to phosphate to form glucose -1-

phosphate.

glycogen-glucose + P i

glycogen + glucose-1-phosphate

Copyright © 2007 by Pearson Education, Inc.

Publishing as Benjamin Cummings

11 October 2021 Natalia Desy P 16

GLYCOGEN Merupakan komponen cadangan karbohidrat sementarapada otot dan hati

Simpanan di hati ( l iver) ± 10% dari massa liver dan ± 1-2% dari massa otot

Disintesis (dibentuk) apabila kadar glukosa tinggi, dipacuoleh hormon insulin

Dihidrolisis (dipecah) menjadi glukosa kembali , apabilakadar glukosa darah turun, oleh hormon glukagon

• Glikogen pada otot dipakai oleh sel otot sendiripada hati di salurkan ke darah

11 October 2021 Natalia Desy P 1717

GLUCONEOGENESIS: GLUCOSE

SYNTHESIS

Gluconeogenesis is

The synthesis of glucose/ glycogen from carbon

atoms of noncarbohydrate compounds.

Required when glycogen stores are depleted.

Occurs in hepar or renal

Substrat

1. Lactic acid → from muscle; erythrocit

2. Glycerol→ from hydrolysis TG at adipocyte tissue

3. Amino acid (glucogenic)

4. Propionic acid →at ruminansia

11 October 2021 Natalia Desy P 18

TUJUAN GLUKONEOGENESIS

Memenuhi kebutuhan glukosa jika karbohidrat dari

diet atau cadangan glikogen tidak mencukupi

Memanfaatkan laktat yang dihasilkan oleh otot dan

eritrosit

Memanfaatkan gliserol yang dihasilkan jaringan

adiposa

Pada hewan pemamah biak/ ruminansia, substrat

utama glukoneogenesis adalah propionat (produk

metabolisme karbohidrat di rumina/perut pertama)

11 October 2021 Natalia Desy P 19

REAKSI YG TERLIBAT DALAM

GLUKONEOGENSIS

Glukoneogensis melibatkan glikolisis, siklus

asam sitrat, serta beberapa reaksi khusus

Reaksi yang dikatalisis oleh enzim

heksokinase, fosfofruktokinase, dan piruvat

kinase menghambat pembalikan sederhana

glikolisis untuk membentuk glukosa

11 October 2021 Natalia Desy P 2020

CORI CYCLE

The Cori cycle

Is the flow of lactate and glucose between the muscles and

the liver.

Occurs when anaerobic conditions occur in active muscle

and glycolysis produces lactate.

Operates when lactate moves through the blood stream to

the liver, where it is oxidized back to pyruvate.

Converts pyruvate to glucose, which is carried back to the

muscles.

11 October 2021 21CORI CYCLE

11 October 2021 Natalia Desy P 2222

REGULATION OF GLYCOLYSIS AND

GLUCONEOGENESIS

Regulation occurs as

High glucose levels and insulin promote glycolysis.

Low glucose levels and glucagon promote

gluconeogenesis.

11 October 2021 Natalia Desy P 23

Production of blood glucose

Glycogenolysis

➢ 2 hours after a meal

➢ the primary source of blood glucose

during the first few hours of fasting

Gluconeogenesis

➢ after consumption of the liver glycogen

➢ lactate (muscle, erythrocytes), amino acids

(muscle), glycerol (adipose tissue)

24

CARBOHYDRATE METABOLISM/

UTILIZATION- TISSUE SPECIFICITY

CARBOHYDRATE METABOLISM/

UTILIZATION- TISSUE SPECIFICITY Muscle – cardiac and skeletal

▪ Oxidize glucose/produce and store glycogen (fed)

▪ Breakdown glycogen (fasted state)

▪ Shift to other fuels in fasting state (fatty acids)

Adipose and liver

▪ Glucose → acetyl CoA

▪ Glucose to glycerol for triglyceride synthesis

▪ Liver releases glucose for other tissues

Nervous system

▪ Always use glucose except during extreme fasts

Reproductive tract/mammary

▪ Glucose required by fetus

▪ Lactose → major milk carbohydrate

Red blood cells

▪ No mitochondria

▪ Oxidize glucose to lactate

▪ Lactate returned to liver for Gluconeogenesis

11 October 2021 Natalia Desy P 25

METABOLISME LIPID SY N T HESIS , ST ORAGE, AN D UT I L I Z AT I ON OF FAT T Y AC I D AN D

T RI AC Y L GL YC EROL S

11 October 2021 Natalia Desy P 26

LIPID

Lipid sederhana:

a. Lemak: ester asam lemak dg gliserol

Minyak: lemak dalam keadaan cair

b. Wax (malam): ester asam lemak dg alkohol monohidrat

Lipid kompleks: ester asam lemak yang mengandung gugus2 selain alkohol & asam lemak

a. Fosfolipid

b. Glikolipid

c. Lipid komplek lain

Prekursor dan lipid turunan: asam lemak, gliserol, steroid, alkohol lain, aldehida lemak dan benda keton, hidrokarbon, vitamin larut lemak dan hormon.

11 October 2021 Natalia Desy P 27

lipid

Asam lemak

trigliserida

lipogenesisLipolisis

ketogenesis

11 October 2021 Natalia Desy P 28

LIPID

Lipid → senyawa heterogen meliputi lemak, minyak, steroid, malam (wax)

Bersifat hidrofobik, larut dalam pelarut non polar (eter & kloroform)

Sebagai konstituen makanan yang penting (berenergi tinggi & terkait vitamin larutan lemak & asam lemak esensial yang terkandung dlm lemak makanan)

Disimpan dlm jaringan adiposa sbg insulator panas jaringan subkutan & organ tertentu

Lipoprotein (lipid & protein) sebagai konstituen penting dlm membran sel & mitokondria, pengangkut lipid darah

11 October 2021 Natalia Desy P 29

ASAM LEMAK

Sekelompok senyawa hidrokarbon yang

berantai panjang dengan gugus karboksilat

pada ujungnya

11 October 2021 Natalia Desy P 30

PERAN UTAMA ASAM LEMAK

Unit penyusun fosfolipid dan glikolipid sbg komponen penting bagi membran biologi

Banyak protein dimodifikasi oleh ikatan kovalen asam lemak, yang menempatkan protein-protein tersebut ke lokasi-lokasinya pada membran

Asam lemak merupakan molekul bahan bakar. Disimpan dalam bentuk triasilgliserol, merupakan ester gliserol yang tidak bermuatan. Triasilgliserol disebut juga lemak netral atau trigliserida.

Derivat asam lemak berperan sebagai hormon dan cakra intrasel

11 October 2021 Natalia Desy P 31

TRIACYL GLYCEROLS (TG)

Dalam bidang kedokteran klinis disebut sebagai

trigliserida

Merupakan ester trihidrat alkohol gliserol dan asam

lemak

Sifat hidrofobiknya berperan penting dlm fungsinya

sbg komponen membran biologis

Bentuk simpanan utama asam lemak

Sbg simpanan energi yg lebih efisien dibandingkan

dgn glikogen (TG menghasilkan lbh banyak ATP

dibandingkan dgn oksidasi sempurna glikogen)

11 October 2021 Natalia Desy P 32

LIPOGENESIS (SINTESIS ASAM LEMAK)

Lipogenesis berlangsung di sitosol dgn

bahan baku utama/ substrat langsung

asetil KoA dan palmitat bebas sbg produk

akhir

Diperlukan kofaktor: NADPH, ATP, Mn2+,

Biotin bikarbonat (HCO3-) sbg sumber CO2

Lipogenesis diatur oleh dua sistem enzim

yaitu asetil KoA karboksilase dan asam

lemak sintase

11 October 2021 Natalia Desy P 33

ASETIL KOA KARBOKSILASE

Sebagai enzim terpenting dlm pengaturan

lipogenesis

Asetil KoA karboksilase diaktifkan oleh sitrat

yg konsentrasinya meningkat dalam keadaan

kenyang dan merupakan indikator dari

banyaknya pasokan asetil KoA

Asetil KoA karboksilase juga diatur oleh

hormon seperti glukagon, epinefrin dan

insulin

11 October 2021 Natalia Desy P 34

LIPOGENESIS DIATUR OLEH STATUS

GIZI

Kelebihan KH disimpan dlm bentuk lemak untuk antisipasi saat defisiensi kalori (kelaparan)

Simpanan lemak sbg sumber energi yg juga digunakan diantara waktu makan

Proses lipogenesis mengubah kelebihan glukosa dan zat-zat antara ( piruvat, laktat, asetil koA) mjd lemak

11 October 2021 Natalia Desy P 35

Status gizi sbg faktor utama yg mengatur laju

lipogenesis (lajunya tinggi pada keadaan makanan

cukup & proporsi KH tinggi)

lipogenesis meningkat jika makanan yg masuk

berupa sukrosa (bkn glukosa) krn fruktosa memintas

titik kontrol fosfofruktokinase pada glikolisis dan

memenuhi jalur lipogenik

Lipogenesis berkurang saat asupan kalori terbatas,

diet tinggi lemak dan defisiensi insulin pada DM

Keadaan menurunnya lipogenesis menyebabkan

peningkatan kadar asam lemak bebas dalam plasma

LIPOGENESIS DIATUR OLEH STATUS GIZI

11 October 2021 Natalia Desy P 36

LIPOLISIS

Triasil gliserol dihidrolisis oleh lipase mjd unsur2nya (asam

lemak & gliserol) sblm di katabolisme lbh lanjut

Sebagian besar proses lipolisis terjadi di jaringan adiposa,

disertai dengan pembebasan asam lemak bebas dlm plasma

tempat asam2 tsb berikatan dgn albumin serum

Hal ini diikuti penyerapan asam lemak bebas (FFA) oleh

jaringan (hati, jantung, ginjal,otot, paru, testis dan jaringan

adiposa) tempat asam ini dioksidasi

Pemakaian gliserol tergantung apakah jaringan memiliki

gliserol kinase dlm jmlh bermakna(hati, ginjal, usus, jaringan

adiposa)

11 October 2021 Natalia Desy P 37

KETOGENESIS DIATUR DALAM 3 TAHAP

11 October 2021 Natalia Desy P 38

KETOGENESIS DIATUR DALAM 3 TAHAP

• Ketosis tjd jk ada peningkatan FFA dlm darah dari lipolisis

• FFA sbg prekursor badan keton hati

• Saat puasa maupun kenyang,hati mengekstraksi 30% FFA yg melewatinya shg konsentrasinya tinggi

Lipolisis

• Setelah diserap hati, FFA mengalami β-oksidasi jd CO2 atau badan keton atau teresterifikasi jd triasil gliserol dan fosfolipid

• Masuknya as lemak dlm jalur oksidatif diatur CPT-I ( karnitin palmitoiltransferase-I), as lemak lain yg terserap diesterifikasi

• Saat kenyang, aktivitas CPT-I rendah shg oksidasi as lemak berkurang dan sebaliknya

Esterifikasi atau β-oksidasi

• Asetil koA dari hasil B oksidasi akan dioksidasi dlm siklus kreb atau memasuki jalur ketogenesis untuk membentuk badan keton

Ketogenesis

Atau siklus asam sitrat

11 October 2021 Natalia Desy P 39

Lemak dari makanan dan biosintesis oleh hati & jaringan

adiposa harus diangkut ke berbagai jaringan untuk

digunakan dan disimpan

Bagaimana cara mengangkut lipid dalam

plasma darah ? Plasma darah berbahan

dasar air, sedangkan lipid bersifat

hidrofobik ?

11 October 2021 Natalia Desy P 40

Triasil gliserol

•16%

fosfolipid

•30%

Kolesterol

•14%

Ester kolesteril

•36%

FFA 4%

LIPOPROTEIN

11 October 2021 Natalia Desy P 41

4 KELOMPOK UTAMA LIPOPROTEIN

kilomikron

• Berasal dari penyerapan TG dan lipid lain dari usus

• Lipid utamanya trigliserida

VLDL

• Lipoprotein berdensitas sangat rendah

• Berasal dari hati untuk ekspor TG

• Lipid utamanya trigliserida

LDL

• Lipoprotein berdensitas rendah

• Sbg gambaran tahap akhir katabolismeVLDL

• Lipid utamanya kolesterol & fosfolipid

HDL

• Lipoprotein berdensitas tinggi

• Untuk transport kolesterol & metabolisme VLDL dan kolesterol

• Lipid utamanya kolesterol & fosfolipid

11 October 2021 Natalia Desy P 42

Lemak Darah- Profil sangat menentukan kesehatan kardiovaskular- Berasal dari :

- exogen = diet- endogen = lipogenesis dari non-lipid dan lipolisis cadangan lemak

tubuh- Di dalam sirkulasi butuh transporter → protein

11 October 2021 Natalia Desy P 43

Lipoprotein plasma

- Karena lemak bersifat hydrofobik, dan 92% komponen plasma adalah airmaka dalam plasma harus diikat dengan protein → Lipoprotein

- Lipoprotein dalam plasma terdiri dari- VLDL (very low dencity lipoprotein)- IDL (Intermediate dencity lipoprotein)- LDL (low dencity lipoprotein)- HDL (High Dencity lipoprotein)

-masing-masing lipoprotein mempunyai kekhususan sendiri, terkait dengankomposisi lemak dan protein nya

11 October 2021 Natalia Desy P 44

Cholesterol Transport by Blood Lipoproteins

• Cholesterol, cholesterol esters, triacylglycerols, & phospholipids are insoluble and must travel via lipoproteins

11 October 2021 Natalia Desy P 45

Kolesterol- 75-80% disintesis endogen oleh hati dengan bantuan enzim

kolesteril esterase (obat-obatan penurun kadar kolesterol →menghambat kerja enzim tsb)20-25% lainnya berasal diet (dapat dikendalikan)

- Fungsi Kolesterol- prekursor hormon steroid (ex Reproduksi)- prekursor vitamin D (cholecalciferol)- komponen membran sel- bahan dasar sel otak & syaraf- komponen dasar asam/garam empedu

11 October 2021 Natalia Desy P 46

11 October 2021 Natalia Desy P 47

METABOLISME

PROTEIN

11 October 2021 Natalia Desy P

AMINO ACID

R1

C H

C NH2 OH

O

Carboxyl

groups

Side chain

groups

Amino

groups

Carbon

a

11 October 2021 Natalia Desy P 4811 October 2021 Natalia Desy P 48

PEPTIDE BOND

C HNH2

COO

H

R1

NH2

COO

HC H

R2

R1

R2

C H

C HCO

COO

H

NH

NH2

Peptide bond

11 October 2021 Natalia Desy P 4911 October 2021 Natalia Desy P 49

PRIMARY STRUCTURE OF

PEPTIDE AND PROTEIN The primary structure of a protein is simply the linear arrangement

(sequence) of the amino acid residues that compose it.

➢ The chain of amino acids are linked by peptide bonds

➢ The short amino acids sequence that having a defined sequence is called

a peptide

➢ Longer chains are referred to as polypeptides.

Peptides generally contain fewer than 20–30 amino acid residues,

Polypeptides usually contain as many as 4000 residues

Protein = polypeptide (or a complex of polypeptides) has a well-defined

three-dimensional structure.

It is implied that proteins and peptides are the natural products of a cell.

11 October 2021 Natalia Desy P 5011 October 2021 Natalia Desy P 50

BODIES PROTEIN :

Function : Multifunction, motor of cell actvities

Structure : variable ;

Primary, Secondary,

Tertiary, Quarternary

Each determined by specific gene in DNA

All bodies protein are produced by the cell it self.

(endogenous)

11 October 2021 Natalia Desy P 5111 October 2021 Natalia Desy P 51

4 LEVELS OF PROTEIN STRUCTURES

Primary Structure : sequence of amino acids

Secondary Structure

Turn

Loop

The Alpha-Helix

–Sheets

Super-secondary Structure

Tertiary Structure : globular, fibrous

Quaternary Structure: dimer, trimer, tetramer

11 October 2021 Natalia Desy P 5211 October 2021 Natalia Desy P 52

PROTEIN FUNCTIONS

Proteins can be grouped into several broad functional classes:

1. Enzymes, catalist of chemical reactions in cells2. structural proteins, which provide structural rigidity to the

cell; 3. transport proteins, which control the flow of materials across

cellular membranes; 4. regulatory proteins, which act as sensors and switches to

control protein activity and gene function; 5. signaling proteins, including cell surface receptors and other

proteins that transmit external signals to the cell interior; and 6. motor proteins, which cause motion.

11 October 2021 Natalia Desy P 5311 October 2021 Natalia Desy P 53

PROTEIN FUNCTIONS

Several critical and complex cell processes❖synthesis of nucleic acids (DNA replication, Transcription) ❖synthesis of proteins (Translation), ❖signal transduction, ❖photosynthesis

are carried out by huge macromolecular assemblies sometimes referred to as molecular machines.

11 October 2021 Natalia Desy P 5411 October 2021 Natalia Desy P 54

PROTEIN DISTRIBUTION

Extra cellular :Blood plasma : Albumin, globulins, fibrinogen

Extracellular fluid :

Sweat :

Tears : Lysozyme

Gastrointestinal juices : digestive enzymes

Extracellular matrix : collagen, fibronectin, growth factors ,

hormones

11 October 2021 Natalia Desy P 5511 October 2021 Natalia Desy P 55

PROTEIN

DISTRIBUTION

Intracellular :

Membrane : receptors , Cell adhesion , ion canals, ports,

signal transduction, enzymes

Cytoplasm : enzymes, Hb, Mb, myosine

Mitochondrial matrix : enzymes

insoluble : tubulin

Endoplasmic reticulum : enzymes

Cytoskeleton ; actin, cadherin

Nucleus : Replication enzymes, transcription enzymes

& factors

11 October 2021 Natalia Desy P 5611 October 2021 Natalia Desy P 56

NITROGEN BALANCE AND PROTEIN REQUIREMENTS

11 October 2021 Natalia Desy P 5711 October 2021 Natalia Desy P 57

AMINO ACIDS

1. There are nine essential or indispensable amino acids, which cannot be synthesized in the body. For premature infat, there is the tenth aminoacid, arginine

2. The non-essential or dispensable amino acids, which can be synthesized from metabolic intermediates, as long as there is

enough total protein in the diet.

If one of these amino acids is omitted from the diet, nitrogen balance can still be maintained.

Only three amino acids, alanine, aspartate and glutamate, can be considered to be truly dispensable; they are synthesized

from common metabolic intermediates (pyruvate, oxaloacetate and α-ketoglutarate respectively)

11 October 2021 Natalia Desy P 5811 October 2021 Natalia Desy P 58

..ASAM AMINO..

❖ Asam amino diet yang berlebihan tidak

akan disimpan dalam tubuh → digunakan

untuk pembentukan energi yang bisa

dilakukan oleh KH atau lipid.

❖ Asam amino diet yang berlebihan tidak

memberikan manfaat apapun.

❖ Asam amino yang berlebihan secara terus

menerus memperberat kerja hepar dan

ginjal → hepar dan ginjal dapat rusak.

11 October 2021 Natalia Desy P 5911 October 2021 Natalia Desy P 59

ESSENTIAL AND NON-ESSENTIAL AMINO

ACIDS

11 October 2021 Natalia Desy P 6011 October 2021 Natalia Desy P 60

BIOSINTESIS ASAM AMINO

AA ESENSIIL

Tidak dapat disintesis oleh tubuh

Dari glutamat, aspartat, senyawa antara - amfibolik

Diperoleh dari protein diet (asupan makanan)

AA NON ESENSIIL

Dpt disintesis oleh

tubuh dari :

• senyawa antara-

amfibolik

• AA tak esensial lain

• AA esensial dari

protein diet

11 October 2021 Natalia Desy P 6111 October 2021 Natalia Desy P 61

METABOLISME PROTEIN

Protein dicerna menjadi asam amino, diabsorbsi dan dibawa oleh darah ke hati.

Sebagian asam amino diambil oleh hati; protein dalam sel-sel tubuh dibentuk dariasam amino.

Bila kelebihan asam amino dari jumlah yang digunakan untuk biosintesis protein, makakelebihannya akan diubah menjadi asam ketoyang dapat masuk ke siklus asam sitrat ataudiubah menjadi urea.

11 October 2021 Natalia Desy P 6211 October 2021 Natalia Desy P 62

KATABOLISME ASAM AMINO

Protein diet hubungannya dengan keseimbangan nitrogen :

1. N masuk = N keluar → normal

2. N masuk > N keluar → positif (bayi, ibu hamil, pasca kelaparan)

3. N masuk < N keluar → negatif

(pascabedah, kanker, starvasi, kwashiorkor, marasmus)

11 October 2021 Natalia Desy P 6311 October 2021 Natalia Desy P 63

PENGURAIAN PROTEIN DALAM TUBUH

Asam amino dibuat dalam hati (dari proses

katabolisme protein) → dibawa oleh darah ke

jaringan untuk digunakan.

Proses anabolik / katabolik juga terjadi dalam

jaringan di luar hati.

Asam amino dalam darah berasal dari 3 sumber :

1. Absorbsi melalui dinding usus.

2. Hasil penguraian protein dalam sel.

3. Hasil sintesis asam amino dalam sel.

• Waktu paruh protein darah, hati, organ : 2,5–10

hari.

• Waktu paruh protein jaringan otot : 120 hari.

11 October 2021 Natalia Desy P 6411 October 2021 Natalia Desy P 64

PROTEIN

ASAM AMINO

DEAMINASI

RANTAI KARBON

DARI ASAM AMINONH4+

ASAM a-KETO

SIKLUS UREA

UREA ENERGI

SIKLUS Kreb

KATABOLISME PROTEIN

11 October 2021 Natalia Desy P 6511 October 2021 Natalia Desy P 65

KATABOLISME ASAM AMINO

•Nitrogen asam amino : amoniak →

sintesis urea → diekskresi ke urin

•Rangka karbon asam amino :

sebagai senyawa-antara amfibolik

siklus asam sitrat

•Perubahan asam amino menjadi

produk khusus : heme, kreatin, dll.

11 October 2021 Natalia Desy P 6611 October 2021 Natalia Desy P 66

BIOSINTESIS UREA

1. Transaminasi

2. Deaminasi oksidatif

3. Pengangkutan amonia

4. Siklus urea

11 October 2021 Natalia Desy P 6711 October 2021 Natalia Desy P 67

TRANSAMINASI

Transaminasi yaitu proses katabolisme AA yang

melibatkan pemindahan / pelepasan gugus

amino (-NH2) dari satu AA kepada AA yang lain.

Enzimnya → Transaminase

Misal : alanin transaminase

AA + asam piruvat asam α-keto + alanin

glutamat transaminase

AA + asam α- ketoglutarat asam α-keto +

glutamat

11 October 2021 Natalia Desy P 6811 October 2021 Natalia Desy P 68

DEAMINASI OKSIDATIF (DO)

• Pada reaksi deaminasi, gugus amino (-

NH2) dilepaskan dalam bentuk amonia

yang kemudian dikeluarkan dari dalam

tubuh dalam bentuk urea dalam urin.

• Contoh reaksi deaminasi → Pelepasan

nitrogen sebagai amonia dari glutamat →

dikatalisis enzim glutamat dehidrogenase

(glutamat DH).

11 October 2021 Natalia Desy P 6911 October 2021 Natalia Desy P 69

AMONIAK

Berasal dari deaminasi a-amino nitrogen asam2 amino

Bersifat toksik, di jaringan manusia →didetoksikasi, diangkut ke hepar diubah menjadi glutamat, glutamin atau urea (senyawa tidak toksis), reaksinya disebut dengan siklus urea.

Siklus urea berlangsung sebagian di mitokondria dan sebagian di sitosol hepar

Pada kelainan hepar → timbunan amoniak dalam darah → timbul gejala klinis

11 October 2021 Natalia Desy P 7011 October 2021 Natalia Desy P 70

SIKLUS UREA

• Senyawa yang tergolong di dalamnya sebenarnya merupakan hasil akhir dari satu rantai reaksi yang bilamana tidak diekskresikan akan membahayakan sel atau jasad hidup itu sendiri.

• Senyara ber-N misalnya adalah NH3 yang karena sifatnya toksis kemudian diubah menjadi urea atau asam urat.

• Urea adalah zat yang netral (tidak toksis) yang dikeluarkan dari tubuh melalui urin →terbentuk dari 2 molekul amoniak dan 1 molekul CO2 → memerlukan ATP.

• Pengikatan NH3 menjadi urea → siklus urea

11 October 2021 Natalia Desy P 71

STRUKTUR NUKLEOTIDA

3 Komponen▪ Basa

▪ Purin

▪ Pirimidin

▪ Sugars▪ -D-ribosa

▪ -D-deoksiribosa

▪ Fosfat

Nukleosida - basa dan gula

Nukleotida - basa + gula+ fosfat

11 October 2021 Natalia Desy P 72

Base

Sugar

Acid

Basic Structure of Nucleic Acids

Monophosphate

Diphosphate

Triphosphate

Adenine

Guanine

Thymine

Cytosine

Uracil

Nucleoside (Adenosine)

Nucleotide (Adenosine monophosphate, AMP)

Purine

Pyrimidine

Ribose,Deoxyribose

1’

2’3’

4’

5’

Juan

g R

H (

2004)

BC

bas

ics

11 October 2021 Natalia Desy P 73

BIOSINTESIS NUKLEOTIDA

Ada 2 jalur metabolisme nukleotida:

De novo sintesis

•Sintesis nukleotidadimulai denganprekursormetaboliknya: AA, ribosa 5- fosfat, CO2, unit satu karbon

Salvage pathways

•Sintesis nukleotidadengan daur ulang daribasa bebas ataunukleosida yang dilepaskan daripemecahan asamnukleat

11 October 2021 Natalia Desy P 74

STRUCTURES OF PURINES AND

PYRIMIDINES

75

De novo pathway

PRPP: PHOSPHORIBOSIL PIROFOSFAT

11 October 2021 Natalia Desy P 76

NUCLEOTIDE METABOLISM

11 October 2021 Natalia Desy P 77

KELAINAN PADA KATABOLISME

PURIN DAN PIRIMIDIN

Purin

Sindrom Lesch- Nyhan

Penyakit von Gierke

hipourisemia

Pirimidin

Produk akhir hasil

katabolisme pirimidin

bersifat larut dalam air

(CO2; NH3; β-

aminoisobutirat)

Overproduksi hasil

katabolisme pirimidin

umumnya tidak disertai

kelainan klinis

bermakna

11 October 2021 Natalia Desy P 78

ASAM URAT

Produk akhir katabolisme purin yang diekskresikan pada

primata, burung dan beberapa hewan lain

Tingkat ekskresi asam urat oleh manusia dewasa normal ±

0,6 g/24 jam, sebagian berasal dari purin yang diingesti dan

sebagian dari turnover nukleotida purin dari asam nukleat

11 October 2021 Natalia Desy P 79

Terima kasih

banyak

ada Pertanyaan?