Protein: polimer asam
amino.
Fungsi protein antara lain sebagai enzim, sebagai
hormon, sebagai alat transport dalam darah, ikut mempertahankan keseimbangan
asam basa cairan tubuh, dan sebagai antibodi.
Protein struktural adalah protein yang berfungsi
struktural misalnya kolagen, keratin, dll
Protein fungsional adalah yang mengerjakan fungsi
tertentu misalnya enzin, hormon.
Pencernaan protein
Protein dalam makanan dicerna à
proteosa à
pepton à
polipeptida à
asam amino.
Hcl lambung : 1.
Mengaktifkan proenzim.
2.
Denaturasi protein
3. pH optimum
enzim à
akan menghidrolisis protein dalam lambung à selanjutnya
pencernaan diteruskan dalam usus oleh enzim-enzim endopeptidase lainnya dan
enzim-enzim eksopeptidase. Dipeptida dicerna oleh dipeptidase. Asam amino yang
terbentuk akan diserap masuk ke dalam darah.
Absorpsi asam amino:
·
Selektif.
·
Absorpsi L-asam
amino lebih cepat dari D-asam amino.
·
Perlu energi
(transport aktif) à dapat dari kadar rendah ke tinggi.
·
Pada keadaan
normal tak terjadi absorpsi protein atau polipeptida.
·
Pada keadaan
tertentu dapat terjadi absorpsi protein/ polipeptida (sedikit) misalnya pada
keadaan alergi.
·
Bayi dapat
mengabsorpsi antibodi dalam colostrum/ asi melalui pinocytosis.
Metabolisme asam amino:
Asam amino yang terbentuk di usus akan diabsorpsi
dan dibawa oleh peredaran darah ke dalam sel-sel tubuh.
A) KATABOLISME:
1.
Katabolisme nitrogen asam amino à urea
2.
Katabolisme kerangka karbon asam amino à senyawa
amfibolik
B) ANABOLISME à sintesis
protein
Ada 20
macam asam amino dasar : 10 macam adalah asam amino essensial.
C) PEMBENTUKAN PRODUKSI KHUSUS
Pada
keadaan asam amino dari makanan berlebihan:
1.
Untuk sintesis protein
2.
Untuk sintesis produk khusus (serotonin), dll
3.
Sisa à
katabolisme
N
à
urea
Kerangka C à senyawa
amfibolik (misalnya anggota siklus asam sitrat) à sintesis lemak,
sintesis glikogen.
Pada
keadaan kelaparan: katabolisme asam amino meningkat.
N
à
urea
Kerangka
C à
senyawa amfibolik (energi, sintesis glukosa)
Keseimbangan
nitrogen
· Protein
dalam tubuh bersifat dinamis, selalu ada sintesis dan degradasi.
· Dengan
mengukur jumlah nitrogen yang masuk dan keluar kita dapat memperkirakan kondisi
metabolisme protein tubuh, oleh karena nitrogen dalam tubuh terutama terdapat
pada protein.
· N
masuk tubuh lewat makanan
· N
keluar tubuh lewat urine, keringat, dan feses.
· Keseimbangan
nitrogen tubuh dikatakan positif bila N masuk tubuh = N yang keluar dari tubuh à
berarti sintesis protein à katabolismenya, terjadi misalnya pada
masa penyembuhan, masa pertumbuhan, dan masa hamil.
· Keseimbangan
nitrogen yang negatif berarti katabolisme protein = sintesisnya, terjadi misalnya pada waktu
kelaparan, sakit.
· Keseimbangan
nitroen yang setimbang terdapat pada orang dewasa normal dan sehat.
Macam-macam
asam amino:
a.
Esensial: arginin (ARG*), histidin (HIS), isoleusin (ILE), leusin (LEU), lysin
(LYS), metionin (MET), fenilalanin (PHE), treonin (THR), triptofan (TRP), valin
(VAL).
*Semi essensial karena dapat disintesis tubuh tetapi
tak mencukupi untuk pertumbuhan anak.
b.
Non esensial: alanin (ALA), aspargin (ASN), aspartat (ASP), sistein (CYS),
glutamat (GLU), glutamin (GLN), prolin (PRO), serin (SER), tirosin (TYR), hydroxyprolin*,
hydroxylisin*.
*Terbentuk
selama prossesing kolagen sesudah ditranslasi.
Hewan
tingkat tinggi dan manusia tak dapat mensintesis asam amino esensial.
·
Asam amino esensial
: tak dapat disintesis oleh tubuh, hanya bisa didapat dari luar/ makanan.
·
Asam amino non esensial:
dapat disintesis oleh tubuh oleh senyawa lain.
Sintesis
protein perlu ke 20 jenis asam amino.
Protein
hewani mempunyai nilai biologis lebih tinggi dibanding protein nabati oleh
karena komposisi asam aminonya lebih lengkap dan kadarnya lebih tinggi. Penting
dilihat terutama asam amino essensialnya.
Biosintesis
asam amino non essensial dari senyawa amfibolik.
· Dari
senyawa amfibolik
1.
Alfaketoglutarat à GLU à
GLN
2.
Pyr à
ALA
3.
Oksaloasetat à
ASP à
ASN
4.
D-3 fosfogliserat à SER
5.
Kholin/ glioksilat à GLY
· Dari
asam amino non esensial lain
1.
GLU à
PRO à
HIDROKSIPROLIN
2.
SER à
GLY
· Dari
asam amino esensial
1. MET + SER (A.A non ess) à
CYS
2. PHE à TYR
3. LYS à HIDROKSILIN
Biosintesis
asam amino non esensial dari senyawa amfibolik
- contoh
: anggota siklus asam sitrat dapat diubah menjadi asam amino melalui reaksi
transaminasi (transfer gugus amino) yang dikatalisis oleh enzim transaminase
(amino transferase)
- α
ketoglutarat (suati asam keto) + gugus amino (dari alanin) menjadi glutamat
(suatu asam amino), sedangkan alanin kehilangan gugus aminonya dan berubah
menjadi piruvat (suatu asam keto)
Hasil akhir:
Organisme ureotelic:
urea (mamalia)
Organisme uricotelic:
uric acid = asam urat (reptil, burung)
Organisme ammonotelic:
amonia (NH3) à
ikan bertulang
Tahap katabolisme
nitrogen asam amino
A. Transaminasi
B. Deaminasi oksidatif
C. Transport amonia
D. Siklus urea
A. Transaminasi
Enzimnya : enzim transaminase = amino transferase
Koenzim: piridoksal fosfat
Transaminase yang didapatkan pada hampir seluruh jaringan pada
mamalia adalah:
-
Alanin
transaminase
-
Glutamat
transaminase
Lisin, treonin, prolin,
dan OHProlin tidak mengalami transaminasi.
B. Deaminasi oksidatif
Enzimnya: L-glutamat
dehidrogenase
-
reversibel
-
sebagai enzim
pengendali
-
inhibitor
allosterik: ATP, GNP, NADH
-
aktivator
allosterik: ADP, GDP
-
didapat berbagai
jaringan dalam sitoplasma dan mitokondria
C. Transport amonia
Amonia
bersifat toksik, jadi tidak diangkut dalam bentuk bebas dari jaringan
ekstrahepatik.
Mekanisme utama:
terjadi pada kebanyakan jaringan: glutamin sintetase akan mengubah glutamin
yang non toksik.
|
GLU
didapat dari α-ketoglutarat (TCA cycle) melalui reaksi transaminasi dengan AA
lain.
GLN
diangkut dalam darah ke hati, ginjal, dan GIT (usus)
Dalam
hati gln dihidrolisis untuk melepas amonia yang akan masuk siklus urea.
|
Dalam
ginjal glutaminase membebaskan amonia untuk diekskresikan dengan kelebihan asam
dari darah.
D. Siklus urea
- dari amonia
- dari CO2
- dari ASP
Reaksi endergonik: sintesis 1 mol urea è
perlu 3 ml ATP
Pengendalian: glutamat dehidrogenase dan karbamoil fosfat
sintase I.
Siklus urea terjadi di
hati, produk akhirnya yaitu urea akan masuk sirkulasi darah dan dibuang lewat
ginjal (urin). Enzim yang berperan:
·
Reaksi 1:
karbamoil fosfat sintase
·
Reaksi 2:
ornitin transkarbamoilase
·
Reaksi 3: asam
argininosuksinat sintetase
·
Reaksi 4:
argininosuksinase
·
Reaksi 5:
arginase
*Reaksi 1 dan 2 terjadi di dalam
matriks mitokondria hati.
*Reaksi 3, 4, 5 terjadi di dalam
sitosol hati.
·
NH3 dihasilkan
oleh :
-
Hasil
katabolisme nitrogen asam amino di jaringan tubuh
-
Hasil kerja
bakteri usus terhadap sisa protein atau asam amino dalam makanan dan urea dalam
sekresi usus.
·
Akibatnya kadar
amonia dalam vena porta à dalam darah sistemik
·
Amonia akan
dirubah menjadi urea di hati.
·
Pada cirhosis
hepatis:
-
Kadar amonia
darah meningkat, apalagi bila disertai perdarahan gastrointestinal.
-
Amonia bersifat
toksik terutama pada sistem saraf: terjadi gangguan penglihatan, gangguan
bicara, flapping tremor, coma sampai kematian.
·
Pada kerusakan
ginjal berat : terjadi uremia (kadar ureum meningkat)
Gangguan
siklus urea:
Ø N-asetil
glutamat sintase: dapat diterapi dengan pemberian N-asetlglutamat.
Ø Karbamoil
fosfat sintase I: hiperamonemia tipe I.
Ø Ornitin
transporter: sindroma hiperornitinemia, hiperamonemia, homositrulinuria
(sindroma HHH)
Ø Ornitin
transkarbamoilase: hiperamonemia tipe 2, suatu gangguan X-link
Ø Argininosuksinat
sintase: sitrulinemia, ekskresi sitrulin meningkat.
Ø Argininosuksinase:
argininosuksinikasiduria
Ø Arginase:
Hiperaginemia, defek autosomal. Penyakit metabolik ini dapat dideteksi dengan
Tandem Mass Spectrometry.
Katabolisme kerangka asam amino:
·
Kerangka C asam
amino à
senyawa amfibolik (senyawa keto)
·
Asam amino yang
membentuk senyawa amfibolik anggota siklus asam sitrat = oksaloasetat, fumarat,
suksinil ko-A, α-ketoglutarat bersifat glukogenik (dapat dibentuk menjadi
glukosa)
·
Asam amino yang
membentuk PYR akan membentuk oksaloasetat à bersifat
glukogenik.
·
Asam amino yang
membentuk asetil-koA (tidak lewat PYR)/ aseto asetil koA bersifat ketogenik à
dapat membentuk senyawa keton
·
Yang murni
ketogenik: LEU (leusin), LYS (lisin).
·
Yang campuran:
ILE, PHE, TYR (karena membentuk fragmen ketogenik dan glukogenik)
·
A.A lainnya:
glukogenik saja.
Keperluan
biomedik
Gangguan metabolisme
-
Gangguan
kongenital/ genetik
-
Jarang terjadi
-
Diagnosa sulit
-
Fatal pada usia
muda
-
Kemunduran
mental
-
Tx: diet rendah
asam amino yang terganggu dan terapi gene.
Penyakit gangguan metabolik asam
amino
Alur metabolik
|
|
|
· Misalnya
enzim 3 cacat à
C, B, A akan menumpuk
· Penumpukan
metabolit akan menimbulkan gejala penyakit
· Contoh
gangguan metabolisme Asam Amino:
1. Alkaptonuria: gangguan metabolisme tirosin
Cacat enzim homogentisat oksidase à
adanya homogentisat dalam urin
2. Maple urine disease:
terjadi akumulasi asam keto dari leu, val, dan ile.
Cacat enzim α keto dekarboksilase,
terjadi gangguan susunan saraf pusat.
3. Penyakit hartnup
-
Cacat pada
mekanisme transpor membran untuk triptofan à gangguan
absorpsi dan transport renal TRP
-
Terjadi kelainan
kulit, ataksia sereblar intermittent, gangguan mental.
Produk khusus dari asam
amino dan peran asam amino individual
Produk khusus dapat berasal dari
asam amino itu sendiri, kerangka C atau bagian dari asam amino itu.
ASAM AMINO KECIL
·
Glisin = GLY
Berkaitan dengan
sintesis: heme, purin, glutation (GLU-CYS-GLY), asam glikokholat, kreatin, asam
hipurat
·
Alanin = ALA
Asam amino
glukogenik terpenting. Diekspor dari otot selama puasa dan exercise.
ASAM AMINO AROMATIK
· Phenil
alanin (PHE)
Zat bakal
tyrosine. Pada penderita fenilketonuria enzim yang mengkatalisis reaksi di atas
yaitu fenilalanin hidrokilase defisien (cacat genetik)
·
Tyrosin (TYR)
Zat bakal
melanin pada melanosit. Zat bakal hormon tiroid pada kelenjar tiroid. Zat bakal
katekolamin: adrenalin, noradrenalin, dan dopamin à
neurotransmitter penting.
·
Triptophan (TRP)
Zat bakal serotonin, suatu neurotransmitter.
Zat bakal nicotinamide.
·
Histidin (HIS)
Zat bakal unit karbon tunggal/ one carbon
unit (formimino-FH4). Dekarboksilasi à histamin à
merangsang sekresi asam lambung dan kontraksi otot polos.
ASAM AMINO BERCABANG (VAL,
ILE, LEU)
- Semua
asam amino bercabang
Dikatabolisme
oleh sistem BCKADH (branch chain keto acid dehidrogenase) à
sistem ini defektif pada maple urine syrup disease.
·
Leusin (LEU)
Metabolismenya
perlu biotin.
ASAM AMINO BASA
- Arginin
(ARG)
- Zat
bakal kreatin
- Dibentuk
pada daur urea dari ornithine
- Zat
bakal nitric oxide
- Lisin
(LYS)
Gugus LYS
berinteraksi dengan glutamin ketika faktor XIIIa mengubah polimer fibrin
menjadi bekuan fibrin yang stabil.
ASAM AMINO YANG
MENGANDUNG S (SULPHUR)
- Sistein
(CYS)
Menyediakan
gugus-SH bagi glutation, protein pengangkut hasil (ACYL) dan koenzimA dan
taurin.
- Metionin
(MET)
-
S adenosil
methionin (methionin aktif) merupakan donor metil pada reaksi metilasi,
misalnya noreadrenalin à adrenalin
-
Menyediakan S
untuk biosintesis cystein
-
Biosintesis
spermin dan spermidin
ASAM AMINO HIDROKSI
· Serin
(SER)
- Menyediakan
C untuk sintesis cystein
- Bagian
dari fosfatidilserin
- Diperlukan
untuk sintesis sfingolipid
- Sumber
utama unit 1 carbon dalam tubuh.
·
Threonin (THR)
Fosforilasi THR
oleh protein kinase à terjadi pada beberapa mekanisme
transduksi signal.
ASAM AMINO DAN AMIDANYA
·
Glutamat
-
Berperan pada
katabolisme nitrogen asam amino (transaminasi)
-
Komponen
glutathion dan tetrahidrofolat
-
Dekarboksilasi
pada neuron à
GABA (Gamma Amino Butyric acid)
·
Glutamin
-
Mengangkut
amonia dari jaringan ekstra hepatik ke hati dan sphlanchnic bed
-
Ikut dalam
biosintesis nukleotida purin
-
Ikut dalam
biosintesis GMP
-
Ikut dalam
biosintesis nukleotida pirimidin
-
Menghasilkan ion
amonium melalui kerja glutaminase pada respon renal terhadap asidosis
-
Reaksi
detoksifikasi di hati
-
Zat bakal
glutamat dalam neuron
-
Bahan bakar
untuk eritrosit
·
Aspartat
-
Biosintesis urea
-
Biosintesis
nukleotida purin
-
Biosintesis AMP
-
Biosintesis
nukleotida pirimidin
-
Berlaku sebagai
neurotransmitter
·
Asparagin
-
Sintesis
n-linked diogosakarida
Penerapan dalam klinis
Berikut ini saya akan menjabarkan
lagi asam amino beserta fungsinya yang nantinya bisa diaplikasikan klinis rumah
sakit saat menjadi dokter muda.
Jenis2 asam amino essensial :
1. Leucine (BCAA = Branched-Chain Amino Acids = Asam
amino dengan rantai bercabang)
- Membantu mencegah penyusutan otot
- Membantu pemulihan pada kulit dan tulang
2. Isoleucine (BCAA = Branched-Chain Amino Acids =
Asam amino dengan rantai bercabang)
- Membantu mencegah penyusutan otot
- Membantu dalam pembentukan sel darah merah
3. Valine (BCAA = Branched-Chain Amino Acids = Asam
amino dengan rantai bercabang)
- Tidak diproses di organ hati, dan lebih langsung
diserap oleh otot
- Membantu dalam mengirimkan asam amino lain
(tryptophan, phenylalanine, tyrosine) ke otak
4. Lycine
- Kekurangan lycine akan mempengaruhi pembuatan
protein pada otot dan jaringan penghubug lainnya
- Bersama dengan Vitamin C membentuk L-Carnitine
- Membantu dalam pembentukan kolagen maupun jaringan
penghubung tubuh lainnya (cartilage dan persendian)
5. Tryptophan
- Pemicu serotonin (hormon yang memiliki efek
relaksasi)
- Merangsang pelepasan hormon pertumbuhan
6. Methionine
- Prekusor dari cysteine dan creatine
- Menurunkan kadar kolestrol darah
- Membantu membuang zat racun pada organ hati dan
membantuk regenerasi jaringan baru pada hati dan ginjal
7. Threonine
- Salah satu asam amino yang membantu detoksifikasi
- Membantu pencegahan penumpukan lemak pada organ
hati
- Komponen penting dari kolagen
- Biasanya kekurangannya diderita oleh vegetarian
8. Phenylalanine
- Prekursor untuk tyrosine
- Meningkatkan daya ingat, mood, fokus mental
- Digunakan dalam terapi depresi
- Membantu menekan nafsu makan
Jenis2 asam amino non-essensial :
1. Aspartic Acid
- Membantu mengubah karbohidrat menjadi energy
- Membangun daya tahan tubuh melalui immunoglobulin
dan antibodi
- Meredakan tingkat ammonia dalam darah setelah
latihan
2. Glyicine
- Membantu tubuh membentuk asam amino lain
- Merupakan bagian dari sel darah merah dan
cytochrome (enzim yang terlibat dalam produksi energi)
- Memproduksi glucagon yang mengaktifkan glikogen
- Berpotensi menghambat keinginan akan gula
3. Alanine
- Membantu tubuh mengembangkan daya tahan
- Merupakan salah satu kunci dari siklus glukosa
alanine yang memungkinkan otot dan jaringan lain untuk mendapatkan energi dari
asam amino
4. Serine
- Diperlukan untuk memproduksi energi pada tingkat
sel
- Membantuk dalam fungsi otak (daya ingat) dan
syaraf
Jenis2 asam amino essensial bersyarat :
1. Arginine (asam amino essensial untuk anak2)
- Diyakini merangsang produksi hormon pertumbuhan
- Diyakini sebagai pemicu Nitric Oxide (suatu senyawa
yang melegakan pembuluh darah
untuk aliran darah dan pengantaran nutrisi yang
lebih baik) dan GABA
- Bersama glycine dan methionine membentuk creatine
2. Histidine (asam amino essensial pada beberapa
individu)
- Salah satu zat yang menyerah ultraviolet dalam tubuh
- Salah satu zat yang menyerah ultraviolet dalam tubuh
- Diperlukan untuk pembentukan sel darah merah dan
sel darah putih
- Banyak digunakan untuk terapi rematik dan alergi
3. Cystine
- Mengurangi efek kerusakan dari alkohol dan asap
rokok
- Merangsang aktivitas sel darah putih dalam
peranannya meningkatkan daya tahan tubuh
- Bersama L-Aspartic Acid dan L-Citruline
menetralkan radikal bebas
- Salah satu komponen yang membentuk otot jantung
dan jaringan penyambung (persendian, ligamen, dan lain-lain)
- Siap diubah menjadi energi
- Salah satu elemen besar dari kolagen
4. Glutamic Acid (Asam Glutamic)
- Diperlukan untuk kinerja otak dan metabolisme asam
amino lain
Tidak ada komentar:
Posting Komentar