metabolism e
DESCRIPTION
metabolismeTRANSCRIPT
Metabolisme NitrogenMetabolisme Nitrogen
Metabolisme NitrogenMetabolisme Nitrogen
Nitrogen merupakan biolimiting elemenNitrogen merupakan biolimiting elemen Ekskresi tidak sebanyak C dan HEkskresi tidak sebanyak C dan H
Dalam sistem hidup N:Dalam sistem hidup N: Protein: asam aminoProtein: asam amino Asam nukleatAsam nukleat DllDll
Asam amino: 20Asam amino: 20 20 jalur biosintesis20 jalur biosintesis 20 jalur degradasi20 jalur degradasi
Siklus NitrogenSiklus Nitrogen
N2 NH3
NO2-
NO3-
Asam aminoNukleotidaGlikoaminoKoenzimPorpirin
ProteinDNA, RNAPolisakaridaFosfolipid
Tanaman & bakteri
Tanaman & bakteriNitrosomonas
Nitrobacter
Bakteri nitrogen fixing
Bakteri denitrifying
Semua organisme
Semua organisme
Energi
Energi
Penggunaan amonia: biogenesis nitrogen Penggunaan amonia: biogenesis nitrogen organik organik (Aminasi)(Aminasi)
Sumber N berbeda tetapi selalu menjadi NHSumber N berbeda tetapi selalu menjadi NH33 untuk dirubah menjadi untuk dirubah menjadi N organikN organik
NH3
CO2, ATP Aspartat -Ketoglutarat Glutamat
Karbamoil fosfat Asparagin Glutamat Glutamin
ArgininPirimidin
Urea
Asam amino lain
Nukleotida PurinGula aminoTriptofanHistidin
transaminasi
12
34
1. Aminasi reduktif 1. Aminasi reduktif -ketoglutarat-ketoglutarat
Glutamat dehidrogenaseGlutamat dehidrogenase
-ketoglutarat dari siklus asam sitrat-ketoglutarat dari siklus asam sitrat Bakteri menggunkan NADPH sel mamaliamenggunakan NADHBakteri menggunkan NADPH sel mamaliamenggunakan NADH -ketoglutarat juga bisa digunakan untuk transaminasi-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)+
2. Pembentukan amida biologis2. Pembentukan amida biologis
Glutamin sintetaseGlutamin sintetase
Sintetase: melibatkan energi dari ATPSintetase: melibatkan energi dari ATP
C
CH2
CH2
HC NH3
COO-
+ NH3+ ATP
C
CH2
CH2
HC NH3
COO-
+ ADP+ P
O-
O
NH2
O
2. Pembentukan amida biologis2. Pembentukan amida biologis
Asparagin sintetaseAsparagin sintetase
Mengkonsumsi lebih sedikit amoniak dibanding glutamin sintaseMengkonsumsi lebih sedikit amoniak dibanding glutamin sintase Dapat menggunakan glutamin (transaminasi) selain amoniakDapat 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
4. Pembentukan arginin dan pirimidin4. Pembentukan arginin dan pirimidin
Karbamoil fosfat sintetaseKarbamoil fosfat sintetase
NH3 + HCO3-+ 2ATP
P
O
C NH2
O
+ 2ADP+ P
O
O--O
+ 2ADP+ P + GluGln + HCO3
-+ 2ATP
Metabolisme NitrogenMetabolisme Nitrogen
Karbohidrat dan lemak bisa disimpan untuk Karbohidrat dan lemak bisa disimpan untuk digunakan kembalidigunakan kembali
Protein tidak dapat disimpanProtein tidak dapat disimpan Jumlah N sangat sedikitJumlah N sangat sedikit Perlu suplai terus menerus dari luarPerlu suplai terus menerus dari luar
Kapasitas biosintesis N berbeda-beda antar Kapasitas biosintesis N berbeda-beda antar organisme---organisme---evolusievolusi Asam amino esensialAsam amino esensial Laktobasilus vs tanamanLaktobasilus vs tanaman
TransaminasiTransaminasi
Berperan sebagi distribusi N pada asam amino Berperan sebagi distribusi N pada asam amino dan degradasi asam aminodan degradasi asam amino
Enzim: Transminase atau aminotransferaseEnzim: Transminase atau aminotransferase Mebibatkan pasangan asam amino dengan asam Mebibatkan pasangan asam amino dengan asam -keto (glutama/-keto (glutama/-ketoglutarat)-ketoglutarat) GOT (glutama oksaloasetat transminase)--liverGOT (glutama oksaloasetat transminase)--liver GPT (glutamat piruvat transaminase)--liverGPT (glutamat piruvat transaminase)--liver
Serum GOT dan GPT (SGOT dan SGPT) menjadi Serum GOT dan GPT (SGOT dan SGPT) menjadi parameter fungsi liverparameter fungsi liver
TransaminasiTransaminasi
Transaminasi untuk transfer NTransaminasi untuk transfer N
Transminasi degradasiTransminasi degradasi
COO-
CH2
CH2
HC NH3
COO-
C
CH2
CH2
C O
COO-
O-
O
R
C O
COO-
R
HC NH3
COO-
++
Alanin + -ketoglutarat piruvat + glutamat
Glutamat + NAD+ + H2O -ketoglutarat + NADH + NH4+
Alanin + NAD+ + H2O piruvat + NADH + NH4+
Aminotransferase
Glu dehidrogenase
TransaminasiTransaminasi
SGOT dan SGPTSGOT dan SGPT
Glutamat + oksaloasetat -ketoglutarat + aspartat
Glutamat + piruvat -ketoglutarat + alanin
SGOT
SGPT
Degradasi asam amino dan metabolisme Degradasi asam amino dan metabolisme produk akhir nitrogenproduk akhir nitrogen
Apabila terdapat kelebihan N Apabila terdapat kelebihan N dari kebutuhan, N dilepaskan dari kebutuhan, N dilepaskan sementara C digunakan sementara C digunakan sebagai sumber energisebagai sumber energi
Transaminasi (degradasi) Transaminasi (degradasi) menghasilkan menghasilkan -keto yang -keto yang masuk siklus asam sitratmasuk siklus asam sitrat
Amino oksidaseAmino oksidase
Degradasi asam amino dan metabolisme Degradasi asam amino dan metabolisme produk akhir nitrogenproduk akhir nitrogen
Hasil degradasi berupa asam Hasil degradasi berupa asam -keto -keto (kerangka karbon) dan NH(kerangka karbon) dan NH33
Asam Asam -keto bisa mengalami oksidasi -keto bisa mengalami oksidasi (melalui siklus asam sitrat) ataupun untuk (melalui siklus asam sitrat) ataupun untuk biosintesis karbohidrat atau badan ketonbiosintesis karbohidrat atau badan keton
NHNH33 bersifat toksik sehingga perlu bersifat toksik sehingga perlu diekskresikan (urea atau asam urat)diekskresikan (urea atau asam urat)
Jalur rantai karbon asam aminoJalur rantai karbon asam amino
Siklus asam sitrat
-ketoglu
suksinat
fumarat
oksaloasetat
piruvat
Ala, Gly, CysSer, Thr
Asetil-CoA
Try, Leu, Iso
Asetoasetat
Leu, Lys, Phe, Tyr
Glu, Gln, HisPro, Arg
Val, MetThr, Iso
Asp, Tyr, Phe
Asn, Asp
Detoksifikasi amonia: Detoksifikasi amonia: EksresiEksresi
Urea: diproduksi dalam siklus ureaUrea: diproduksi dalam siklus urea Diproduksi di liver (mitokondria dan sitosol) kemudian ditransport ke Diproduksi di liver (mitokondria dan sitosol) kemudian ditransport ke
ginjal untuk disaringginjal untuk disaring Level ureum (BUN) di serum menunjukkan fungsional ginjalLevel ureum (BUN) di serum menunjukkan fungsional ginjal
Asam urat: diproduksi dalam biosintesis purinAsam urat: diproduksi dalam biosintesis purin Lebih sedikit airLebih sedikit air
C
NH2
O
H2N
urea
NH
ONH
NH
O
HN
O
uric acid
CNH2
OH2N
NH2
NH2
OOH
NH2
NHHN
NH2
OOH
arginine
O
PO
HOOH
H2N
O
carbamoyl phosphate
NH2
NHO
NH2
OOH citrulline
NH2
NHN
NH2
OOH
arginiosuccinate
-OOC
-OOC
O-
O
O
-O
fumarate
MALAT OKSALOASETAT
ASPARTAT
ornitin
-keto
Glu
NH4+,
NADH,
H+
NAD+, H2O
NH4++ CO2
2 ATP
2 ADP + P
AMP + PP
ATP
NAD+ NADH, H+
Siklus Krebs (siklus urea)Siklus Krebs (siklus urea)