metabolisme protein

5/17/2018 Metabolisme Protein - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/metabolisme-protein-55ab5a14e1f32 1/8

Metabolisme Protein

Protein bersama karbohidrat dan lemak merupakan sumber energi bagi

tubuh. protein tersusun dari molekul-molekul yang disebut asam amino. Di dalam

tubuh mamalia asam amino terbagi menjadi dua bagian yaitu asam amino esensial

dan nonesensial.

Asam amino esensial ialah asam amino yang tidak dapat disintesis olehtubuh.

Asam amino esensial dapat disintesis oleh tubuh namun tetap diperlukanasupan

dari makanan untuk menjaga keseimbangan asam amino tersebut di dalamtubuh.

Metabolisme protein meliputi:

1. Degradasi protein (makanan dan protein intraseluler)menjadi asam amino

2. Oksidasi asam amino

3. Biosintesis asam amino

4. Biosintesis protein

Manusia memakan banyak protein untuk menggantikan protein endogen.

Kelebihan asam amino tidak dapat disimpan karena langsung mengalami

katabolisme dalam tubuh. Rantai karbon asam amino mengalami proses

katabolisme yang diubah menjadi CO2, H2O dan energi (ATP) melalui siklus asam

sitrat dan rantai pernafasan. Jalur katabolisme merupakan beberapa proses

dengan zat yaitu: Jalur sangat panjang (contohnya triptophan) sementara yang

lainnya pendek (contohnyaalanin). Beberapa jalur asam amino menunjukkan hasil

akhir produk katabolisme utama seperti pada gambar di bawah ini.



Setiap asam amino didegradasi menjadi piruvat atau zat siklus asam sitrat

lainnya dan dapat menjadi prekrusor sintesis glukosa di hepar yang disebut

glikogenik atau glukoneogenik. Untuk beberapa asam amino seperti tirosin dan

fenilalanin, hanya sebagian dari rantai karbonnya yang digunakan untuk

mensintesis glukosa karena sisa rantai karbon di ubah menjadi asetil koa yang

tidak dapat digunakan untuk sintesis glukosa.

1. Penguraian Protein Dalam Tubuh

Asam amino yang dibuat dalam hati, maupun yang dihasilkan dari proses

katabolisme protein dalam hati, dibawa oleh darah kedalam jaringan untuk

digunakan.proses anabolik maupun katabolik juga terjadi dalam jaringan diluar

hati.asam amino yang terdapat dalam darah berasal dari tiga sumber, yaitu

absorbsi melalui dinding usus, hasil penguraian protein dalam sel dan hasil sintesis

asam amino dalam sel. Banyaknya asam amino dalam darah tergantung

keseimbangan antara pembentukan asam amino dan penggunaannya. Hati

berfungsi sebagai pengatur konsentrasi asam amino dalam darah.

Dalam tubuh kita, protein mengalami perubahan – perubahan tertentu

dengan kecepatan yang berbeda untuk tiap protein. Protein dalam dara, hati dan

organ tubuh lain mempunyai waktu paruh antara 2,5 sampai 10 hari. Protein yang



terdapat pada jaringan otot mempunyai waktu paruh 120 hari. Rata-rata tiap hari

1,2 gram protein per kilogram berat badan diubah menjadi senyawa lain. Ada tiga

kemungkinan mekanisme perubahan protein, yaitu :

1) Sel-sel mati, lalu komponennya mengalami proses penguraian atau

katabolisme dan dibentuk sel – sel baru.

2) Masing-masing protein mengalami proses penguraian dan terjadi sintesis

protein baru, tanpa ada sel yang mati.

3) Protein dikeluarkan dari dalam sel diganti dengan sintesis protein baru.

Protein dalam makanan diperlukan untuk menyediakan asam amino yang akan

digunakan untuk memproduksi senyawa nitrogen yang lain, untuk mengganti

protein dalam jaringan yang mengalami proses penguraian dan untuk mengganti

nitrogen yang telah dikeluarkan dari tubuh dalam bentuk urea. Ada beberapa

asam amino yang dibutuhkan oleh tubuh, tetapi tidak dapat diproduksi oleh

tubuh dalam jumlah yang memadai. Oleh karena itu asam amino tersebut,yang

dinamakan asam essensial yang dibutuhkan oleh manusia.

Kebutuhan akan asam amino esensial tersebut bagi anak-anak relatiflebih

besar daripada orang dewasa. Kebutuhan protein yang disarankan ialah 1 sampai

1,5 gram per kilogram berat badan per hari.

2. Asam Amino Dalam Darah

Jumlah asam amino dalam darah tergantung dari jumlah yang diterima dan

jumlah yang digunakan. Pada proses pencernaan makanan, protein diubah

menjadi asam amino oleh beberapa reaksi hidrolisis serta enzim – enzim yang

bersangkutan. Enzim-enzim yang bekerja pada proses hidrolisis protein antara

lain ialah pepsin, tripsin, kimotripsin, karboksi peptidase, amino peptidase,

tripeptidase dan dipeptidase.

Setelah protein diubah menjadi asam-asam amino, maka dengan proses

absorpsi melalui dinding usus, asam amino tersebut sampai kedalam pembuluh

darah. Proses absorpsi ini ialah proses transpor aktif yang memerlukan energi.



Asam-asam amino dikarboksilat atau asam diamino diabsorbsi lebih lambat

daripada asam amino netral.

Dalam keadaan berpuasa, konsentrasi asam amino dalam darah biasanya

sekitar 3,5 sampai 5 mg per 100 ml darah. Segera setelah makan makanan sumber

protein, konsentrasi asam amino dalam darah akan meningkat sekitar 5 mg

sampai 10 mg per 100 mg darah. Perpindahan asam amino dari dalam darah

kedalam sel-sel jaringan juga proses tranpor aktif yang membutuhkan energi.

3. Reaksi Metabolisme Asam Amino

Tahap awal pembentukan metabolisme asam amino, melibatkan pelepasan

gugus amino, kemudian baru perubahan kerangka karbon pada molekul asam

amino. Dua proses utama pelepasan gugus amino yaitu, transaminasi dan

deaminasi.

Transaminasi

Transaminasi ialah proses katabolisme asam amino yang melibatkan

pemindahan gugus amino dari satu asam amino kepada asam amino lain. Dalam

reaksi transaminasi ini gugus amino dari suatu asam amino dipindahkan kepada

salah satu dari tiga senyawa keto, yaitu asam piruvat, a ketoglutarat atau

oksaloasetat, sehingga senyawa keto ini diubah menjadi asam amino, sedangkan

asam amino semula diubah menjadi asam keto. Ada dua enzim penting dalam

reaksi transaminasi yaitu alanin transaminase dan glutamat transaminase yang

bekerja sebagai katalis dalamreaksi berikut :



Pada reaksi ini tidak ada gugus amino yang hilang, karena gugus amino yang

dilepaskan oleh asam amino diterima oleh asam keto. Alanin transaminase

merupakan enzim yang mempunyai kekhasan terhadap asam piruvat-alanin.

Glutamat transaminase merupakan enzim yang mempunyai kekhasan terhadap

glutamat-ketoglutarat sebagai satu pasang substrak .

Reaksi transaminasi terjadi didalam mitokondria maupun dalam cairan

sitoplasma. Semua enzim transaminase tersebut dibantu oleh piridoksalfosfat

sebagai koenzim. Telah diterangkan bahwa piridoksalfosfat tidak hanya

merupakan koenzim pada reaksi transaminasi, tetapi juga pada reaksi-reaksi

metabolisme yang lain.

Deaminasi Oksidatif

Asam amino dengan reaksi transaminasi dapat diubah menjadi asam

glutamat. Dalam beberapa sel misalnya dalam bakteri, asam glutamat dapat

mengalami proses deaminasi oksidatif yang menggunakan glutamat

dehidrogenase sebagai katalis.

Asam glutamat + NAD+ a ketoglutarat + NH4+ + NADH + H+

Dalam proses ini asam glutamat melepaskan gugus amino dalam bentuk

NH4+. Selain NAD+ glutamat dehidrogenase dapat pula menggunakan NADP+

sebagai aseptor elektron. Oleh karena asam glutamat merupakan hasil akhir

proses transaminasi, maka glutamat dehidrogenase merupakan enzim yang

penting dalam metabolisme asam amino oksidase dan D-asam oksidase.

4. Pembentukan Asetil Koenzim A

Asetil koenzim A merupakan senyawa penghubung antara metabolisme asam

amino dengan siklus asam sitrat. ada dua jalur metabolic yang menuju kepada

pembentukan asetil koenzim A, yaitu melalui asam piruvat dan melalui asam

asetoasetat

Asam-asam amino yang menjalani jalur metabolic melalui asam piruvat ialah

alanin, sistein, serin dan treonin. alanin menghasilkan asam piruvat dengan



langsung pada reaksi transaminasi dengan asam a ketoglutarat. Treonin diubah

menjadi gllisin dan asetaldehida oleh enzim treonin aldolase. glisin kemudian

diubah menjadi asetil koenzim A melalui pembentukan serin dengan jalan

penambahan satu atom karbon, seperti metal, hidroksi metal dan formil. koenzim

yang bekerja disini ialah tetrahidrofolat.

5. Siklus Urea

Hans Krebs dan Kurt Heneseleit pada tahun 1932 mengemukakan serangkaian

reaksi kimia tentang pembentukan urea. Mereka berpendapat bahwa urea

terbentuk dari ammonia dan karbondioksidamelalui serangkaian reaksi kimia yang

berupa siklus, yang mereka namakan siklus urea. Pembentukan urea ini terutama

berlangsung didalam hati. Urea adalah suatu senyawa yang mudah larut dalam

air, bersifat netral, terdapat dalam urine yang dikeluarkan dari dalam tubuh.

Dalam reaksi pembentukan karbamil fosfat ini, satu mol ammonia bereaksi

dengan satu mol karbondioksida dengan bantuan enzim karbamilfosfat sintetase.

Reaksi ini membutuhkan energi, karenanya reaksi ini melibatkan dua mol ATP

yang diubah menjadi ADP. Disamping itu sebagai kofaktor dibutuhkan mg++ dan

N-asetil-glutamat.

Karbamil fosfat yang terbentuk bereaksi dengan ornitin membentuk sitrulin.

Dalam reaksi ini bagian karbomil bergabung dengan ornitin dan memisahkan

gugus fosfat. Sebagai katalis pada pembentukan sitrulin adalah ornitin

transkarbamilase yang terdapat pada bagian mitokondria sel hati.

Selanjutnya sitrulin bereaksi dengan asam aspartat membentuk asam

argininosuksinat. Reaksi ini berlangsung dengan bantuan enzim argininosuksinat

sintetase. Dalam reaksi tersebut ATP merupakan sumber energi dengan jalan

melepaskan gugus fosfat dan berubah menjadi AMP.

Dalam reaksi ini asam argininosuksinat diuraikan menjadi arginin dan asam

fumarat. Reaksi ini berlangsung dengan bantuan enzim argininosuksinase, suatu

enzim yang terdapat dalam hati dan ginjal. Reaksi terakhir ini melengkapi tahap



reaksi pada siklus urea. Dalam reaksi ini arginin diuraikan menjadi urea dan ornitin.

Enzim yang bekerja sebagai katalis dalam reaksi penguraian ini ialah arginase yang

terdapat dalam hati. Ornitin yang terbentuk dalam reaksi hidrolisis ini bereaksi

dengan karbamilfosfat untuk membentuk sitrulin.

6. Biosintesis Protein

Biosintesis protein yang terjadi dalam sel merupakan reaksi kimia yang

kompleks dan melibatkan beberapa senyawa penting, terutama DNA dan

RNA.molekuk DNA merupakan rantai polinukleutida yang mempunyai beberapa

jenis basapurin dan piramidin, dan berbentuk heliks ganda.

Dengan demikian akan terjadi heliks gandayang baru dan proses terbentunya

molekul DNA baru ini disebut replikasi, urutan basa purin dan piramidin pada

molekul DNA menentukan urutan asam amino dalam pembentukan protein.

Peran dari DNA itu sendri sebagai pembawa informasi genetic atau sifat-sifat

keturunan pada seseorang . dua tahap pembentukan protein:

1) Tahap pertama disebut transkripsi, yaitu pembentukan molekul RNA

sesuai pesan yang diberikan oleh DNA.

2) Tahap kedua disebut translasi, yaitu molekul RNA menerjemahkan

informasi genetika kedalam proses pembentukan protein.

Biosintesis protein terjadi dalam ribososm, yaitu suatu partikel yang terdapat

dalam sitoplasma r RNA bersama dengan protein merupakan komponen yang

membentuk ribosom dalam sel, perananya dalam dalam sintesis protein yang

berlangsung dalam ribosom belum diketahui.

m RNA diproduksi dalam inti sel dan merupakan RNA yang paling sedikit

jumlahnya. kode genetika yang berupa urutan basa pada rantai nukleutida dalam

molekul DNA. tiap tiga buah basa yang berurutan disebut kodon, sebagai contoh

AUG adalah kodon yang terbentuk dalam dari kombinasi adenin-urasil-guanin,

GUG adalah kodon yang terbentuk dari kombinasi guanin-urasil-guanin. kodon

yang menunjuk asam amino yang sama disebut sinonim, misalnya CAU dan CAC



adalah sinonim untuk histidin. perbedaan antara sinonim tersebut pada umumnya

adalah basa pada kedudukanketiga misalnya GUU,GUA,GUC,GUG.

Bagian molekut t RNA yang penting dalam biosintesis protein ialah lengan

asam amino yang mempunyai fungsi mengikat molekul asam amino tertentu

dalam lipatan anti kodon. lipatan anti kodon mempunyai fungsi menemukan

kodon yang menjadi pasangannya dalam m RNA yang tedapat dalam ribosom.

pada prosese biosintesis protein, tiap molekuln t RNA membawa satu molekul

asam amino masuk kedalam ribosom. pembentukkan ikatan asam amino dengan t

Rna ini berlangsung dengan bantuan enzim amino asli t RNA sintetase dan ATP

melalui dua tahap reaksi:

1) Asam aminon dengan enzim dan AMP membentuk kompleks aminosil-

AMP-enzim.

2) reaksi antara kompleks aminoasil-AMP-enzim dengan t RNA

3) proses biosintesis akan berhenti apabila pada m RNA terdapat kodon

UAA,UAG,UGA. karena dalam sel normal tidak terdapat t RNA yang

mempunyai antikodon komplementer.

metabolisme protein

Documents