Metabolisme Protein dan Asam Amino

1. Metabolisme Protein dan Asam Amino

2. Pencernaan protein • Anabolisme protein • Katabolisme protein • Pembuangan zat sisa

3. Pencernaan protein • Mekanise mekanis….fisiologi • Mekanisme kimiawi :Protein/polipeptida diurai …hidrolisis ikatan C-N polipeptida. • Enzim proteolisis: inaktif disekresi mencegah auto-digestion • Diaktifkan : HCl untuk pepsinogen; enteropeptidase dan trypsin untuk enzim pankreas. • Enzim dibagi endo- dan ekso-peptidase.

7. Absorpsi • Bervariasi ; • ko-transport yang tergantung jumlah natrium • Dipeptida dan tripeptida dibawa oleh H+ ion dependent co-transporter. • Dalam sel polipeptida dapat ditransport dalam bentuk asam amino ataupun dalam bentuk protein utuh..

9. Beberapa peptida berukuran besar melewati sel dengan transitosis. • Contoh: imunoglobulin dari air susu ibu dapat diserab karena Kripta Lieberkuhn enterosit bayi memiliki pit/celah yang lebih besar dibandingkan remaja atau dewasa.

10. Protein Transport di Darah • Asam amino berdifusi melewati membran basolateral • Enterosit darah portal  liver  jaringan • Ditransport sebagian besar dalam bentuk asam amino bebas • Liver • Kemungkinan pemecahan asam amino • Sebagaimana yang dibutuhkan • Sintesis asam amino non essensial

11. Asam Amino di Liver • Tempat uptake yang terutama • Ketika asam amino memasuki liver • 20% sintetis protein dan senyawa yang mengandung N • Sebagian menetap di hepar • 57% dikatabolisasi di liver • 23% dibebaskan ke sirkulasi sistemik

12. AnaolismeAsam amino dan Protein Asam amino : yang bisa dibentuk oleh tubuh merupakan asam amino non essensial Jumlah yang dapat disintesa tubuh: 12 dari 20 jenis asam amino

14. Protein : merupakan susunan dari asam amino • Disusun berdasarkan kode genetik • Merupakan hasil akhir proses translasi DNA → RNA → polipeptida • Menggunakan asam amino yang ada di sel • Asam amino tidak pernah ada dalam bentuk statis sebagai deposit di tubuh, tetapi selalu mengalami turn-over sesuai dengan kebutuhan tubuh

15. Metabolisme Protein dalam Sel • Transport asam amino dari darah ke sel • tRNA berfungsi mengangkut asam amino

16. Sintesis Protein • Selalu berjalan, aktivitas semicontinuous tetapi bervariasi di antara masing-masing jaringan • Kecepatan reaksi diatur oleh hormon dan suplai asam amino dan energi • Secara kebutuhan energi : MAHAL • Membutuhkan 5 ATP tiap ikatan peptida • Merupakan 20 % pengeluaran energi tubuh

17. Sintesis protein • Another link

18. Turnover Protein

19. Katabolisme protein Enzim-enzim yang berperanan • Glutamat dehidrogenase • Glutamin sintetase • Amino transferase Fungsi umum :Untuk merubah ion ammonium menjadi α-amina nitrogen pada beberapa asam amino

20. Contoh : Glutamat dehidrogenase

21. Contoh : Glutamin sintetase

22. Contoh : Amino Transaminase

23. Pembentukanmasing-masingasam amino • Kerjasama katabolisme dan anabolisme • Merupakan kombinasi dari hasil kerja enzim-enzim tersebut Pembentukan Alanin :

24. Serin dan sistein

25. Serin menjadi Glisin

26. Phenil alanin dan tirosin

27. Coba lihat pembentukan asam amino lainnya…………..

28. Sintesis dan Degradasi Protein • Sintesis harus melebihi degradasi untuk mencukupi deposisi dan sekresi netto protein • Perubahan pada deposisi dapat di capai dengan kombinasi perubahan sintesis dan degradasi • Mencukupi bagi kontrol yang baik untuk deposisi protein

29. Degradasi Sintesis Turnover Proteins • Degradasi dan resintesis protein • Sejumlah asam amino didegradasi dan harus digantikan melalui intake makanan • ‘Obligatory losses’ • Untuk adanya pertumbuhan dibutuhkan synthesis > degradation

30. Pengaturan Hormonal • Insulin • Ketersediaan glukosa ke sel bertambah • Pertumbuhan sintesis protein • Glukagon • Sintesis protein berkurang • Degradasi protein bertambah

31. Katabolisme Protein • Terjadi pada saat • Protein diet melebihi kebutuhan • Komposisi yang diabsorbsi asam amino tidak seimbang • Glukoneogenesis meningkat

32. Katabolisme Protein • Sejumlah hasil katabolisme protein dapat ditemukan setiap waktu • Diekspresi sebagai urinary nitrogen excretion • Sisa rantai karbon digunakan untuk energi, ekskresi nitrogen dalam bentuk urea • Nitrogen minimal yang diekskresikan disebut endogenous urinary nitrogen (EUN)

33. Katabolisme Protein • Protein dipecah menjadi asam amino oleh enzim-enzim protease dan peptidase • Half life protein berbeda-beda, dari hitungan milidetik sampai ratusan jam • Terdapat 2 jalur utama degradasi protein

34. 2 jalur utama degradasi protein • Jalur lisosom : untuk protein ekstraseluler, membran protein dan protein intraseluler yang half-lifenya panjang : jalur ini spontan, tidak membutuhkan ATP • Jalur ubikuitin-proteasom : Untuk protein yang abnormal, berumur pendek: berlangsung di sitosol dan butuh ATP

35. Marker oleh ubikuitin

36. Pembuanganzatsisa NH3 • NH3 beracun dan harus secepatnya didetoksifikasi dan diekresikan dari tubuh • Ikan : NH3 • Mammalia : Urea • Burung : Asam Urat • Sintesis asam urat • Jalur yang sama dengan purin • Sintesis urea— siklus urea • Detoksifikasi NH3 menjadi ureum • Sintesis arginin

37. Eksresi Nitrogen Urin HEPAR Asam Amino Asam keto NH3 CO2 Urea Darah Ginjal Urea Urin

38. Biosintesis Urea • Dibagi atas 4: • Proses Transaminasi :bertujuan untuk memindahkan gugus Amina dari berbagai asam amino ke Glutamat • Deaminasi oksidative glutamat : dengan enzim glutamat dehidrogenase maka gugus NH3 dikeluarkan

39. 3. Transport amonia (NH3) : amonia akan dibawa dalam bentuk “aman” dengan diikatkan ke glutamin (glutamin sintetase) dan dilepaskan kembali oleh glutaminase 4. Sintesis urea : beberapa diantaranya terjadi di mitokondria sel hepar, sisanya di sitosol

43. Metabolik disorder • Hiperamonemia tipe 1 : def karbamoil fosfat sintetase • Hiperamonemia tipe 2 : def ornitin transkarbamoilase • Sitrulinemia : def arginosuksinat sintetase • Arginosuksinasiduria: def arginosuksinase • Hiperarginemia: def arginase

44. Deaminasi • Pengeluaran gugus amino dari asam amino tanpa dipindahkan • Menghasilkan ammonia dan asam α-keto • Ammonia dikeluarkan melalui siklus urea • Asam α-keto acid dimetabolisasi melalu beberapa jalur • Dikatalisasi oleh enzim dehidratase • Pyridoxal phosphate (PLP) membutuhkan (B6)

45. Deaminasi amino Dehydratase + NH4 Asam α-Keto Asam α-Keto PLP H2O

46. Penggunaan Asam Keto Untuk Energi • Asam keto • Masuk siklus TCA dan dipecah menjadi CO2 dan H2O serta melepaskan energi • Digunakan sebagai glukoneogenesis • Beberapa, tapi tidak semua asam amino • Pada hepar (dan renal) • Lipogenesis (biosintesis asam amino) • Ketogenesis • Badan ketone (asetosetat, asetil-KoA) • Digunakan sebagai sumber energi oleh beberapa jaringan

47. Kerangka karbon protein

48. Asam Amino Ketogenik • Leusin dan isoleusin • Dikonversi menjadi asetoasetat atau asetil KoA pada hepar • Sumber energi bagi jaringan lain

49. Kelainan-kelainan pada konversi metabolisme kerangka karbon protein • Gangguan metabolisme bisa berupa blok, inhibisi, maupun defisiensi pada masing-masing metabolisme kerangka karbon. • tirosin; tirosinemia tipe 1, tipe2 dan neonatal tirosinemia • Alkapton uria: kekurangan enzim homogentisat oksidase, urin nerwarna kegelapan jika teroksidasi udara, gejala lain berupa artritis dan pengumpulan pigmen di sendi

50. Maple syrup urin disease • Kelainan metabolisme kerangka asam amino bercabang, terdapat peningkatan leusin, isoleusin, asam α-keto dan asam α-hidroksi • Urin berbau sirup maple, gejala, muntah,asidosis dan koma • Mekanisme:belum diketahui pasti • Terapi: ganti sumber protein diet, nno/rendah leusin, isoleusin, asam α-keto dan asam α-hidroksi