METABOLISME PURIN DAN PIRIMIDIN

Disusun oleh :

Miya Nur Safita 12030234220 / Kimia B 2012

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

JURUSAN KIMIA

PRODI KIMIA

2015

Purin dan Pirimidin

• Makanan dalam bentuk nukleoprotein, didegradasi oleh enzim proteolitik menjadi

asam nukleat.

• Asam nukleat didegradasi oleh nuklease menjadi nukleotida.

• Mononukleotida dihidrolisis oleh nukleotidase dan fosfatase menjadi nukleosida yang

dapat diserap langsung atau dipecah lebih lanjut menjadi basa purin dan pirimidin

bebas.

• Pada manusia, purin dalam asam nukleat yg dikonsumsi langsung dikonversi menjadi

asam urat. Asam urat ini mungkin diabsorpsi atau diekskresikan melalui urin.

Struktur purin dan pirimidin

• Purin dan Pirimidin adalah:

- senyawa nukleotida, merupakan molekul intraseluler dengan BM rendah.

- berperan dalam berbagai proses biokimia

- sebagai prekursor monomer RNA dan DNA.

Metabolisme Purin dan Pirimidin

Biosintesis Purin

1. Sintesis purin diawali oleh reaksi pembentukan molekul PRPP (5-phospho ribosil

pyro  phosphate) yang berasal dari ribosa-5P yang mengkaitkan ATP dan ion Mg²+

sebagai aktivator.

2. Selanjutnya pembentukan senyawa 5-Phosphoribosilamin dari hasil reaksi PRPP

dengan glutamin. Reaksi ini menghasilkan pula asam amino glutamat + Ppi.

3. Berikutnya pembentukan senyawa GAR (glycin amid ribosil-5P) dari hasil reaksi

ribosilamin-5P dengan glisin yang mengaktipkan ATP dan Mg²+ sebagai aktivator

dan yang dikatalisis oleh enzim GAR synthetase.

4. Kemudian GAR melakukan reaksi formilasi yang dikatalisis oleh enzim

transformilase dengan koenzim FH4 (tetrahidrofolat) dan senyawa donor gugus

formil, membentuk senyawa formil glisin amid ribosil-5P nya. Atom karbon gugus

formil tersebut menempati posisi atom C-8 inti purin. 5.

5. Kemudian senyawa formil glisin amid ribosil 5P melakukn reaksi aminasi (pada atom

karbon ke-4 nya) dengan senyawa donor amino (berupa glutamin) dan terbentuknya

senyawa formil-glisinamidin-ribosil-5P. Atom N gugus amino yang baru menempati

posisi N-3 inti purin. 

6. Selanjutnya terjadi reaksi penutupan rantai dan terbentuknya senyawa amino-

imidazole- ribosil-5P, selanjutnya senyawa-senyawa amino- imidazole- ribosil-5P

melakukan fiksasi CO2 dengan biotin sebagai koenzim dan atom karbon yang

difiksasi tersebut menempati atom C (6) inti purin. Dilanjutkan reaksinya dengan

aspartat membentuk senyawa 5-amino-4-imidazole-N-suksinil karboksamid ribosil

5P. 

7. Senyawa 5-amino-4-amidazole-karboksamid-ribosil-5P, melakukan reaksi formilasi

yang dikatalisis oleh enzim transformilase dengan koenzim FH4 (tetrahidrofolat) dan

senyawa donor gugus formil, maka terbentukny senyawa 5- formamido- 4- imidazole

karboksamide- ribosil-5P

8. Akhirnya terjadilah reaksi penutupan cincin yang ke-2 kalinya terbentuklah derivat

purin yang pertama berupa IMP (inosin monophosphate= inosinic acid) yaitu derivat

hiposantin atau 6- oksipurin. Sedangkan AMP dan GMP diturunkan dari IMP.

Konversi IMP menjadi AMP dan GMP

Katabolisme Purin

Pada manusia hasil akhir katabolisme purin adalah asam urat. Sebagian mamalia (tidak

termasuk manusia) dapat mengoksidasi asam urat menjadi allantoin, yang selanjutnya dapat

didegradasi menjadi urea dan amonia.

Tahapan reaksi pembentukan asam urat adalah sebagai berikut:

1. Gugus amino akan dilepaskan dari AMP membentuk IMP, atau dari adenosin

membentuk inosin (hipoxantin).

2. IMP dan GMP oleh enzim 5’-nukleotidase akan diubah ke bentuk nukleosida, yaitu

inosin dan guanosin

3. Purine nukleosida fosforilase akan menubah inosin dan guanosin menjadi basa purin,

yaitu hipoxantin dan guanin.

4. Guanin akan mengalami deaminasi menjadi xantin.

5. Hipoxantin akan dioksidasi oleh enzim xantin oksidase membentuk xantin, yang

selanjutnya akan dioksidasi kembali oleh enzim yang sama menjadi asam urat, yang

merupakan produk akhir dari proses degradasi purin pada manusia. Asam urat akan

diekskresikan ke dalam urin.

Kelainan Metabolisme Purin

Asam urat adalah produk akhir katabolisme purin pada manusia, guanine yang berasal

dari guanosin dan hiposantin yang berasal dari adenosine melalui pembentukan santin,

keduanya dikonversi menjadi asm urat, reaksinya berturut-turur dikatalisis oleh enzim

guanose dan santin oksidase.

Metabolisme Pirimidin

Sebenarnya, biosintesis purin dan pirimidin memerlukan bahan pembentukan yang

sama, misalnya terdapat PRPP, glutamin, asam aspartate, dan koenzim tetrahidrofolat (FH4).

Tetapi, pada tahap penambahan gugus ribose-P. pada purin penambahan gugus

tersebut sudah berlangsung di awal, sedangkan pada biosintesis pirimidin berlangsung setelah

beberapa tahap lebiih jauh.

Biosintesis Pirimidin

1. Biosintesis pirimidin diawali oleh reaksi pembentukan karbamoil-P yang dihasilkan

dari reaksi antara glutamin, ATP dan CO2 yang dikatalisis oleh enzim karbamoil-P

sintetase yang berlangsung didalam sitosol.

2. Berikutnya karbamoil-P berkondensasi dengan asam aspartat menghasilkan senyawa

karbamoil-asparta. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim aspartat transkarbamoilase yang

merupakan enzim alosterik..

3. Berikutnya terjadi reaksi penutupan rantai sambil membebaskan H2O dari molekul N-

karbamoilaspartat sehingga dihasilkan asam dehidro orotat (DHOA= dihidroorotic

acid). Reaksi tersebut dikatalisis oleh enzim dihidroorotase.

4. Berikutnya melalui reaksi yang dikatalisis oleh enzim DHOA dehidrogenase dengan

koenzim NAD+, DHOA menghasilkan asam arotat (OA=orotic acid) dengan cara

oksidasi dan NAD+ berperan sebagai senyawa penerima elektron.

5. Selanjutnya terjadi reaksi penambahan gugus ribosa-P pada asam orotat. Reaksi ini

dikatalisis oleh enzim orotat fosforibosil transferase dan dihasilkan orotidilat OMP

(orotidin mono posphate).

6. Enzim orotidilat dikarboksilase mengkatalisis reaksi dikarboksilasi orotidilat dan

menghasilkan uridilat (uridin mono phosphate), yang selanjutnya difosfolirasi menjadi

UTP kemudian menerima gugus amino dari glutamin, membentuk sitidin trifosfat atau

CTP.

Katabolisme Pirimidin

Sitosin dan 5-metil sitosin diubah menjadi urasil dan timin. Ada kemungkinan bahwa

nantinya urasil dan timin direduksi menjadi turunan dihidro, yang pada saat cincinnya

terbuka akan kehilangan nitrogen dan karbon untuk membentuk β-alanin (dari dihidrourasil)

dan asam β-aminoisobutirat (dari dihidrotimin). Untuk asam β-aminoisobutirat, belum ada

penelitian lebih jauh tetapi telah diketahui bahwa senyawa tersebut terdapat dalam urin

manusia.

Katabolisme Pirimidin

Kelainan Metabolisme Pirimidin

1. Hasil akhir katabolisme pirimidin: CO2, ammonia, betalanin dan propionate sangat

mudah larut dalam air bila overproduksi dan jarang didapati kelainan

2. Hiperurikemia dengan overproduksi PPRP akan terjadi peningkatan nukleotidan dan

peningkatan eksresi dari betalanin

3. Defisiensi folat dan vitamin B12 dengan defisiensi TMP.

Daftar Pustaka

Harper. 2001. Biokimia Edisi Ke-27. Buku Kedokteran (EGC). Jakarta.

Lehninger, A. L. Biochemistry, 2d. Ed., New York : Worth Publisher, Inc.

Mathews, Christoper K. 1998. Biochemistry Third Edition. San Francisco: Addison-Wesley

Publishing Company.

Page, David S. 1997. Prinsip-prinsip Biokimia. Jakarta : Erlangga.

Schepartz, Cantarow. 1974. Biochemistry. Philadelphia: W. B. Saunders Company.

Soeharsono, Martoharsono. 2006. Biokimia 2. Yogyakarta : Gadjah mada University Press.

Yuliadi, Nano. 2013. Metabolisme Asam Nukleat.

http://nanoyuliadii.blogspot.com/2013/07/metabolisme-asam-nukleat.html (Diakses

pada tanggal 13 Februari 2015).