1. Pencernaan
Protein
sebagian besar zat
makanan harus dipecahkan menjadi molekul-molekul yang lebih kecil terlebih
dahulu sebelum diabsorpsi dari saluran pencernaan. Mekanisme ini disebut Proses
Pencernaan.
Perubahan kimia dalam
proses pencernaan dilakukan dengan bantuan enzim-enzim saluran pencernaan yang
mengkatalisis hidrolisis :
-
Protein menjadi
asam amino;
-
Pati menjadi
monosakarida;
-
Triasilgliserol
menjadi monoasilgliserol, gliserol dan asam lemak.
2. Mekanisme
Pencernaan Protein
-
Proses
Mengunyah: Zat makanan yang mengandung protein masuk ke dalam mulut,
-
Masuk ke dalam
lambung: Enzim pepsin bersama HCl mengubah protein asli menjadi proteosa dan
pepton yang masih merupakan derivat protein yang agak besar,
-
Isi lambung (kimus)
yang konsistensinya kental seperti rum susu, secara intermitten masuk ke dalam
duodenum melalui spinkter pylorus: Sekresi pankreas dan empedu yang sangat basa
menetralkan asam dalam kimus → pH menjadi alkali (perlu untuk aktivitas enzim
berikutnya),
-
Getah pankreas
yang mengandung enzim tripsin & kimotripsin → mengubah protein asli,
proteosa dan pepton menjadi polipeptida,
-
Getah pankreas
yang juga mengandung enzim peptidase:
o
Karboksipeptidase
→ menghidrolisis ikatan peptida
terminal pada ujung karboksil rantai polipeptida.
o
Aminopeptidase
& Dipeptidase
→
memecahkan ikatan peptida terminal pada ujung amino bebas rantai polipeptida.
-
Isi duodenum
terus masuk ke dalam usus: Getah usus yang disekresi oleh kelenjar Brunner
& Lieberkuhn juga mengandung enzim aminopeptidase & dipeptidase,
-
Proses
hidrolisis peptida akan terus berlanjut sampai protein makanan hampir
seluruhnya berubah menjadi asam amino penyusunnya,
-
Asam amino di
absorpsi oleh mukosa usus halus,
-
Asam amino masuk
ke dalam sirkulasi darah.
3.
Metabolisme protein Meliputi:
·
Degradasi protein (makanan dan protein intraseluler) menjadi asam amino,
·
Oksidasi asam amino,
·
Biosintesis asam amino,
·
Biosintesis protein,
·
Katabolisme protein, hidrolisis protein menjadi asam amino,
Struktur Protein
Dilihat dari tingkat organisasi struktur, protein dapat
diklasifikasikan ke dalam empat kelas dengan urutan kerumitan yang berkurang.
Kelas-kelas itu adalah :
1)
Struktur primer: Ini adalah hanya urutan asam amino
di dalam rantai protein. Struktur primer protein dilakukan oleh ikatan-ikatan
(peptida) yang kovalen.
2)
Struktur sekunder: Hal ini merujuk ke banyaknya
struktur helix-aa atau lembaran berlipatan-B setempat yang berhubungan dengan
struktur protein secara keseluruhan. Struktur sekunder protein diselenggarakan
oleh ikatan-ikatan hidrogen antara oksigen karbonil dan nitrogen amida dari
rantai polipeptida.
3)
Struktur tersier: Hal ini menunjuk ke cara rantai protein
ke dalam protein berbentuk bulat dilekukkan dan dilipat untuk membentuk
struktur tiga-dimensional secara menyeluruh dari molekul protein. Struktur
tersier diselenggarakan oleh interaksi antara gugus-fufus R dalam asam amino.
4)
Struktur kuartener. Banyak protein ada sebagai oligomer,
atau molekul-molekul besar terbentuk dari pengumpulan khas dari subsatuan yang
identik atau berlainan yang dikenal dengan protomer.
Fungsi Protein
1.
Membentuk jaringan/ bagian tubuh lain
2.
Pertumbuhan (bayi, anak, pubertas)
3.
Pemeliharaan (dewasa)
4.
Membentuk sel darah
5.
Membentuk hormon, enzim, antibody,dll
6.
Memberi tenaga (protein sparing efek)
7.
Pengaturan (enzim, hormone)
Proses Katabolisme Protein
Asam-asam amino
tidak dapat disimpan oleh tubuh. Jika jumlah asam amino berlebihan atau terjadi
kekurangan sumber energi lain (karbohidrat dan protein), tubuh akan menggunakan
asam amino sebagai sumber energi. Tidak seperti karbohidrat dan lipid, asam
amino memerlukan pelepasan gugus amina. Gugus amin ini kemudian dibuang karena
bersifat toksik bagi tubuh.
Terdapat 2
tahap pelepasan gugus amin dari asam amino, yaitu:
1.
Transaminasi : Enzim aminotransferase memindahkan amin kepada α ketoglutarat
menghasilkan glutamat atau kepada oksaloasetat menghasilkan aspartat
2.
Deaminasi oksidatif : Pelepasan amin dari glutamat menghasilkan ion ammonium
Gugus-gugus amin dilepaskan menjadi ion amonium (NH4+) yang selanjutnya masuk
ke dalam siklus urea di hati. Dalam siklus ini dihasilkan urea yang selanjutnya
dibuang melalui ginjal berupa urin.
Proses yang terjadi
di dalam siklus urea digambarkan terdiri atas beberapa tahap yaitu:
1) Dengan peran enzim
karbamoil fosfat sintase I, ion amonium bereaksi dengan CO2 menghasilkan
karbamoil fosfat. Dalam raksi ini diperlukan energi dari ATP
2) Dengan peran enzim
ornitin transkarbamoilase, karbamoil fosfat bereaksi dengan L-ornitin
menghasilkan L-sitrulin dan gugus fosfat dilepaskan.
3) Dengan peran enzim
argininosuksinat sintase, L-sitrulin bereaksi dengan L-aspartat menghasilkan
L-argininosuksinat. Reaksi ini membutuhkan energi dari ATP
4) Dengan peran enzim
argininosuksinat liase, L-argininosuksinat dipecah menjadi fumarat dan
L-arginin
5) Dengan peran enzim
arginase, penambahan H2O terhadap L-arginin akan menghasilkan L-ornitin dan
urea.
Hubungan Antara Katabolisme Karbohidrat, Lemak, & Protein
Anda sudah mengetahui bahwa di dalam sel reaksi
metabolisme tidak terpisah satu sama lain yaitu membentuk suatu jejaring yang
saling berkaitan. Di dalam tubuh manusia terjadi metabolisme karbohidrat,
protein, dan lemak. Bagaimana keterkaitan ketiganya? Pada bagan terlihat
karbohidrat, protein, dan lemak bertemu pada jalur siklus Krebs dengan masukan
asetil koenzim A. Tahukah Anda bahwa Asetil Ko-A sebagai bahan baku dalam
siklus Krebs untuk menghasilkan energi yang berasal dari katabolisme
karbohidrat, protein, maupun lemak. Titik temu dari berbagai jalur metabolisme
ini berguna untuk saling menggantikan “bahan bakar” di dalam sel, Hasil
katabolisme karbohidrat, protein, dan lemak juga bermanfaat untuk menghasilkan
senyawa- senyawa lain yaitu dapat membentuk ATP, hormon, komponen hemoglobin
ataupun komponen sel lainnya.
Lemak (asam heksanoat) lebih banyak mengandung hidrogen
terikat dan merupakan senyawa karbon yang paling banyak tereduksi, sedangkan
karbohidrat (glukosa) dan protein (asam glutamat) banyak mengandung oksigen dan
lebih sedikit hidrogen terikat adalah senyawa yang lebih teroksidasi.
Senyawa karbon yang tereduksi lebih banyak menyimpan
energi dan apabila ada pembakaran sempurna akan membebaskan energi lebih banyak
karena adanya pembebasan elektron yang lebih banyak. Jumlah elektron yang
dibebaskan menunjukkan jumlah energi yang dihasilkan. Perlu Anda ketahui pada
jalur katabolisme yang berbeda glukosa dan asam glutamat dapat menghasilkan
jumlah ATP yang sama yaitu 36 ATP. Sedangkan katabolisme asam heksanoat dengan
jumlah karbon yang sama dengan glukosa (6 karbon) menghasilkan 44 ATP, sehingga
jumlah energi yang dihasilkan pada lemak lebih besar dibandingkan dengan yang
dihasilkan pada karbohidrat dan protein. Sedangkan jumlah energi yang
dihasilkan protein setara dengan jumlah yang dihasilkan karbohidrat dalam berat
yang sama.
Dari penjelasan itu dapat disimpulkan jika kita makan
dengan mengkonsumsi makanan yang mengandung lemak akan lebih memberikan rasa
kenyang jika dibandingkan dengan protein dan karbohidrat. Karena rasa kenyang
tersebut disebabkan oleh kemampuan metabolisme lemak untuk menghasilkan energi
yang lebih besar.
·
Anabolisme
protein:
Protein tersusun atas senyawa asam
amino. Asam amino yang satu dengan asam amino yang lain dihubungkan oleh suatu
ikatan petisida. Penggabungan molekul-molekul asam amino dipengaruhi oleh
proses fosforilasi. Suatu molekul asam amino terdiri atassuatu gugus karboksil
( -COOH ) dan gugus amino (-NH2). Penggabungan gugusan amino(-NH2) pada suatu
substrat disebut aminasi.
Ada
dua cara sintesis protein , yaitu melalui reaksi aminasi reduksi dan reaksi transaminasi. Dalam penyusunan asam
amino, asam glutamat memegang peranan yang penting. Asam glutamat
terbentuk oleh adanya reaksi antara asam -ketoglutarat dan NHᾰ3 dengan bantuan
ezim dehidrogenase glutamat. aminasi dari asam aksaloasetat akanmenghasilkan
asam aspartat, dan aminasi dari asam piruvat akan menghasilkan alanin.Semua
proses ini berlangsung dalam reaksi aminasi reduksi.
Reaksi
transaminasi merupakan reaksi yang melibatkan transfer atau pemindahan satu
gugus amino dari suatu asam amino kesuatu asam -ketoglutarat baru dan asam
amino baru. Enzim yang berperan adalah enzim transaminase.
Sintesis
protein merupakan penerjemahan rangkaian kode-kode genetika yang
berjumlahratusan,ribuan, bahkan jutaan, menjadi rangkaian asam amino suatu
protein tertentu melalui proses suatu proses yang sangat komleks. sintesis
protein akan dibahas lebih lanjut pada bab sintesis pelipeptida.
Jalur
Metabolisme Protein
4.
Metabolisme Asam Amino
Sumber asam amino :
-
Protein dalam makanan.
-
Proses synthesa asam amino nonessential (transaminasi
terhadap metabolite).
-
Degradasi protein tubuh.
Kegunaan Asam Amino :
-
Membentuk protein yang dibutuhkan.
-
Membentuk glukosa.
-
Membentuk badan-badan keton, dll.
-
Menghasilkan energy.
-
Membentuk molekul nonprotein (derivatasam amino).
5.
Biosintesa Asam Amino
Jenis asam amino :
-
Essential : Histidine, Isoleucine, Leucine, Lysine, Methionine,
Phenylalanine, Threonine, Tryptophan, Valin.
-
Nonessential : Alanine, Arginine, Asparagine, Aspartic acid,
Cysteine, Glutamic acid, Glutamine, Glycine, Proline, Serine, Tyrosine,
Hydroxylysine, Hydroxyproline.
Asam amino disynthese dari asam
amino yang essential (Cys, Tyr, Hyl) ataupun dari metabolite (Glutamic acid,
Aspartic acid, Alanine dll).
6.
Oksidasi Asam Amino
- Pada umumnya, degradasi asam amino dimulai dengan pelepasan gugus amino à menghasilkan kerangka C à diubah mjd senyawa antara metabolisme utama tubuh
- Metabolisme asam amino pada umumnya terjadi di hati
- Kelebihan di luar liver à dibawa ke hati à diekskresikan
- Ammonia à digunakan kembali utk proses biosintesis à diekskresi scr langsung atau diubah terlebih dahulu mjd asam urat / urea
§ Vertebrata
terestrial à urea à
ureotelic
§ Burung & reptil
à asam urat à uricotelic
§ Binatang di air à ammoniaà ammonotelic
v
Proses transaminasi : proses yang mana suatu gugus amino
dipindahkan, biasanya dari Glu > suatu α – keto acid dan reaksi ini menghasilkan asam
amino yg terkait plus α-ketoglutarat
o
Reaksi transaminasi dikatalis oleh enzim transaminase
(aminotransferase)
|
o
Reaksi transaminasi membutuhkan koenzim piridoxal
phosphat (PLP) yang berasal dari vitamin B6
o
minotranferase
à mengkatalisis
§
|
§
Aspartate à OAA
§
Alanine à pyruvate
v
Degradasi asam amino berlanjut dengan pelepasan gugus
amino à diekskresi
o
Di dalam mitokondria à reaksi deaminasi oxidative à dikatalisis oleh L-glutamate dehydrogenase (enzim
terdapat dlm matrik mitokondria)
o
Reaksi kombinasi dr aminotransferase dan glutamate DH à trandeaminasi
o
Glu DH à enzim allosterik komplek.
§
Positive modulator à ADP
§
Negative modulator à GTP à TCA
|
Serin dan
Threonin dapat langsung dideaminasi !
v
Karena mempunyai gugus hidroksil (-OH) pada atom C β maka
asam amino ini dapat langsung di ubah menjadi ammonia
v
Reaksi dikatalisis à serin dehidratase dan threonin dehidratase.
v
Memerlukan PLP sebagai cofactor
Serin à pyruvat + NH4+
Threonin à α ketobutyrate + NH4+
Transport ammonia ke hati
v
Ammonia bersifat toksik bagi jaringan hewan.
v
Pengubahan ammonia menjadi urea terjadi di dalam hati
v
Ammonia > menjadi glutamin > transport ke hati
v
Glutamin > tidak toksik,
bersifat netral dan dapat lewat melalui sel membran
secara langsung.
> merupakan
bentuk utama utk transpor ammonia
>sehingga terdapat di dalam darah lebih tinggi dari Asam Amino yang lain
>juga berfungsi untuk sumber gugus amino pada berbagai reaksi
biosintesis
REFERENSI
http://www.biologi-sel.com/2012/06/katabolisme-karbohidrat-protein-lemak.html
Lehninger,
A.H., 1995. Dasar-dasar Biokimia. Erlangga, Jakarta.
0 komentar:
Posting Komentar