Asam Amino.docx

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Didalam kehidupan, protein merupakan molekul yang sangat penting dalam tubuh maklhuk hidup. Hal ini disebabkan oleh hampir semua reaksi kimia dalam sistem biologi dikatalisis oleh enzim dan hampir semua enzim adalah protein. Seitar 75 % asam amino digunakan untuk sintesis protein. Asam-asam amino dapat diperoleh dari protein yang kita makan atau dari hasil degradasi protein di dalam tubuh. Protein yang terdapat di dalam makanan dicerna dalam lambung dan usus menjadi asam-asam amino yang diabsorpsi dan dibawa oleh darah ke hari. Protein dalam tubuh dibentuk dari asam amino. Hati adalah organ tubuh dimana terjadi reaksi anabolisme dan katabolisme. Proses metabolik dan katabolik juga terjadi di luar hati. Asam amino yang terdapat dalam darah berasal dari tiga sumber, yaitu absorpsi melalui dinding usus, hasil penguraian protein dalam sel dan hasil sintesis asam amino dalam sel. Unit dasar penyusun struktur protein adalah asam amino. Asam amino ini bekerja dalam proses kehidupan di dalam tubuh makhluk hidup. Asam amino merupakan asam karboksilat yang mempunyai gugus amino. Asam amino yang terdapat sebagai komponen protein mempunyai gugus –NH2 pada atom karbon α dari posisi gugus –COOH. Jenis-jenis asam amino, urutan cara asam amino tersebut terangkai, serta hubungan spasial asam-asam amino tersebut menentukan struktur 3 dimensi dan sifat-sifat biologis protein sederhana. Semua makhluk hidup memiliki protein tanpa memandang fungsi dan aktivitas biologisnya. Protein dibangun oleh susunan dasar yang sama, yaitu 20 asam amino baku yang molekulnya sendiri tidak mempunyai aktivitas biologis. Protein berbeda satu sama lain karena masing-masing mempunyai deret unit asam amino sendiri-sendiri. Asam amino merupakan abjad struktur protein karena molekul-molekul ini dapat disusun dalam sejumlah deret yang hampir tidak terbatas untu membuat berbagai protein dalam jumlah yang hampir tidak terbatas pula.

1.2 Tujuan a. Mengetahui tentang asam amino, termasuk unsur-unsur yang menyusunnya. b. Mengetahui klasifikasi asam amino c. Mengetahui proses sintesis asam amino d. Mengetahui proses oksidasi asam amino e. Mengethui proses metabolism asam amino

BAB II ISI 2.1 Nitrogen Nitrogen bebas (N2) memenuho 78% komposisi atmosfer bumi. Baik tumbuhan maupun hewan membutuhkan nitrogen. Nitrogen adalah unsure pembentuk asam amino. Asam amino adalah molekul pembentuk protein. Protein bagi tubuh berguna sebagai penyusun tubuh seperti otot dan daging. Protein juga berperan dalam proses metabolism protein dan hormone. Di alam, nitrogen berbentuk persenyawaan seperti N2, NO2, NO3, dan NH4. Unsure nitrogen menjadi unsure yang terpenting karena menjadi penyusun asam amino (komponen pembentuk protein) dan penyusun asam nukleat (komponen pembentuk DNA dan RNA). Nitrogen adalah unsure makro pertumbuhan tanaman. Kekurangan unsure N mengakibatkan daun menguning dan buah menjadi kecil. Tanaman yang ekurangan N membutuhkan asupan pupuk N yang cukup. Sumber nitrogen terbesar adalah N2 di atmosfer bumi. Namun molekul ini relatif stabil (sukar bereasi) sehingga dibutuhkan energy besar untuk memecahnya. Proses pemecahan nitrogen di udara secara alami bisa terjadi melalui: a. Petir (energi petir), petir memiliki energy yang besar untuk memecah N sehingga dapat berseyawa dengan oksigen membentuk Nitrat (NO3). Nitrat jatuh ke tanah dan menjadi unsure hara yang menyuburkan tanaman. b. Fiksasi oleh mikroorganisme pengikat nitrogen Umumnya tidak ada makhluk hidup yang mampu memanfaatkan nitrogen secara langsung dari udara. Akan tetapi, ada beberapa bakteri yang mampu memfiksasi (mengikat) N dari udara dan mengubahnya menjadi nitrat. Contohnya Rhizobium, bakteri kemoautotrof, yang bersimbiosis dengan tanaman kacang-kacangan membentuk bintil pada akar. Selain rhizobium, beberapa bakteri seperti Azotobacter, Marsiella crenata, Rhodospirillum dan Clostridium juga memiliki kemampuan dalam menambat nitrogen. Ada juga dari kelompok alga biru seperti Anabaena azolae dan Anabaena cicadae Siklus Nitrogen

Siklus nitrogen merupakan perubahan nitrogen melalui rantai pangan dari senyawa anorganik sederhana, terutama amonia menjadi senyawa organik kompleks. Siklus ini melibatkan bakteri, tanaman, dan hewan. Semua organisme dapat mengubah amonia (NH3) menjadi senyawa nitrogen organik, yang mengandung ikatan C-N. tetapi, hanya beberapa organism yang dapat mensintesis amonia dari gas N2. Meskipun gas N2 ada sekitar 80% ada di atmosfer, karena N tidak reaktif. Reduksi dari gas N2 menjadi amonia, disebut proses fiksasi nitrogen. Amonia dapat juga diperoleh melalui reduksi ion nitrat (NO3-) yang ada dalam tanah. Reduksi nitrat dapat dilakukan oleh tanaman dan mikroorganisme. Di alam, ada kesetimbangan antara N total dalam bentuk anorganik dan organik. Perubahan bentuk N organik menjadi N anorganik terjadi melalui katabolisme, denitrifikasi dan pembusukan. Menurut Fried (2005), tumbuhan, seperti juga bentuk kehidupan lainnya, memerlukan nitrogen. Walaupun sekitar 79 persen atmosfer terdiri atas nitrogen elemental, tumbuhan tidak dapat mengambilnya secara langsung. Nitrogen harus dikonversi melalui proses-proses intermediet menjadi bentuk-bentuk yang dapat digunakan. Bakteria pemfiksasi nitrogen mampu mengkombinasikan nitrogen atmosferik dengan hidrogen menjadi ion-ion amonium (NH4+). Sianobakteria (alga biru-hijau) juga memiliki kemampuan itu. Amonia lalu dilepaskan ke lingkungan, sehingga dapat diambil dan digunakan oleh tumbuhan. Selain itu, bakteri pemfiksasi nitrogen juga bisa hidup secara mutualistik dalam nodul-nodul khusus pada tumbuhan semacam semanggi, alfalfa, dan legum (kacang-kacangan dan polong-polongan). Bakteri-bakteri tersebut memfiksasi nitrogen dan menyuplai amonia yang dihasilkan langsung ke tumbuhan. Amonia yang diserap oleh tumbuhan dikonversi menjadi asam-asam amino dan senyawa-senyawa nitrogen lainnya malalui perantara enzim nitrogenase. Amonia yang dihasilkan melalui fiksasi nitrogen lalu menjalani pemrosesan selanjutnya, disebut nitrifikasi. Pada langkah pertama, bakteri semacam Nitrosomonas mengkonversi amonia (atau ion-ion amonium) menjadi nitrit (NO2-). Nitrit sangat beracun bagi tumbuhan, sehingga diperlukan konversi yang kedua. Konversi tersebut dilakukan oleh bakteri semacam Nitrobacter yang mengkonversi nitrit menjadi nitrat (NO3-). Tumbuhan berbunga lebih mudah menggunakan nitrat daripada amonia sebagai sumber nitrogen, sehingga nitrifikasi penting dalam menjaga kelestarian flora di bumi. Nitrat juga bisa dihasilkan dari nitrogen atmosferik melalui berbagai proses fisik, misalnya saja halilintar dan reaksi deangan kabut fotokimiawi. Fiksasi nitrogen mengintroduksi nitrogen baru ke dalam siklus, akan tetapi terjadi dekomposisi pada sumber organik nitrogen, yaitu nitrogen yang telah diinkorporasikan ke dalam organism hidup. Buangan-buangan bernitrogen, misalnya urin, protein, dan senyawasenyawa nitrogen lainnya, dilepaskan oleh bakteri dan fungi saat pembusukan jasad hewan dan tumbuhan mati. Buangan-buangan tersebut merupakan sumber nitrogen kedua. Saat proses amonifiksasi, senyawa-senyawa organic itu dikonversi menjadi amonia, proses nitrifikasi dua tahap lalu menghasilkan nitrat. Sejumlah nitrogen elemental dikembalikan ke atmosfer melalui kerja bakteri denitrifikasi, yang mengubah NO3- dan NO2- menjadi N2-. Seluruh proses tersebut indtroduksi nitrogen elemental melalui fiksasi nitrogen dan nitrifikasi, pengembalian N2 ke atmosfer melalui denitrifikasi, pendaur ulang nitrogen organic melalui pembusukan, amonifikasi dan nitrifikasi adalah tahap-tahap penyusun siklus nitrogen.

Menurut Effendi (2003), denitrifikasi yaitu reduksi nitrat menjadi nitrit (NO2), dinitrogen oksida (N2O), dan molekul nitrogen (N2). Proses reduksi nitrat berjalan optimum dari kondisi anoksik (tak ada oksigen). Proses ini juga melibatkan bakteri dan jamur. Dinitrogen oksida adalah produk utama dari denitrifikasi pada perairan dengan kadar oksigen sangat rendah, sedangkan molekul nitrogen adalah produk utama dari proses denitrifikasi pada perairan dengan kondisi anaerob.

2.2 Klasifikasi Asam Amino Molekul protein tersusun dari satuan-satuan dasar kimia yaitu asam amino. Asam amino yang merupakan monomer protein adalah suatu senyawa yang mempunyai dua gugus fungsi yaitu gugus amino dan gugus karboksil. Dalam molekul protein, asam-asam amino ini saling berhubungan dengan suatu ikatan yang disebut ikatan peptida (-CONH-). Bersasarkan sintesisnya, Suhardjo (1992) membedakan asam amino menjadi 3 golongan, yaitu sebagai berikut.

a. Asam Amino Esensial Merupakan asam Amino yang tidak dapat dibentuk oleh tubuh sendiri. Asam amino ini sangat diperlukan oleh tubuh dan harus disuplai dalam bentuk jadi dalam menu yang dimakan sehari-hari. Ada 8 asam amino esensial untuk orang dewasa, sedangkan pada anak-anak ada 10 asam amino esensial. 1. Leusin (Asam amino dengan rantai bercabang)

- Membantu mencegah penyusutan otot - Membantu pemulihan pada kulit dan tulang

2. Isoleusin (Asam amino dengan rantai bercabang)

- Membantu mencegah penyusutan otot - Membantu dalam pembentukan sel darah merah

3. Valin (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. Lisine

- Kekurangan lisin akan mempengaruhi pembuatan protein pada otot dan jaringan penghubugn lainnya - Bersama dengan Vitamin C membentuk L-Carnitine - Membantu dalam pembentukan kolagen maupun jaringan penghubung tubuh lainnya (cartilage dan persendian)

5. Triptopan

- Pemicu serotonin (hormon yang memiliki efek relaksasi) - Merangsang pelepasan hormon pertumbuhan

6. Metionin

- 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. Treonin

- Salah satu asam amino yang membantu detoksifikasi - Membantu pencegahan penumpukan lemak pada organ hati - Komponen penting dari kolagen - Biasanya kekurangannya diderita oleh vegetarian

8. Fenilalanin

- Prekursor untuk tyrosine - Meningkatkan daya ingat, mood, fokus mental

- Digunakan dalam terapi depresi - Membantuk menekan nafsu makan

b. Asam Amino Semi-Esensial Merupakan asam amino

yang dapat menjamin proses kehidupan jaringan

orang dewasa, tetapi tidak mencukupi untuk pertumbuhan anak-anak. Asam amino ini dapat menghemat pemakaian beberapa asam amino esensial, akan tetapi tidak sempurna menggantikannya. 1. Arginin (asam amino essensial untuk anak-anak)

- 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. Histidin (asam amino essensial pada beberapa individu)

- 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. Sistin

- 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. Asam Glutamik

- Pemicu dasar untuk glutamine, proline, ornithine, arginine, glutathine, dan GABA - Diperlukan untuk kinerja otak dan metabolisme asam amino lain

5. Tirosin

- Pemicu hormon dopamine, epinephrine, norepinephrine, melanin (pigmen kulit), hormon thyroid - Meningkatkan mood dan fokus mental

6. Glutamin

- Asam amino yang paling banyak ditemukan dalam otot manusia - Dosis 2 gram cukup untuk memicu produksi hormon pertumbuhan - Membantu dalam membentuk daya tahan tubuh - Sumber energi penting pada organ tubuh pada saat kekurangan kalori - Salah satu nutrisi untuk otak dan kesehatan pencernaan - Mengingkatkan volume sel otot

7. Taurin

- Membantu dalam penyerapan dan pelepasan lemak - Membantu dalam meningkatkan volume sel otot

8. Ornitin

- Dalam dosis besar bisa membantu produksi hormon pertumbuhan - Membantu dalam penyembuhan dari penyakit - Membantu daya tahan tubuh dan fungsi organ hati

c. Asam Amino Non-Esensial Merupakan asam amino yang dapat disintesis tubuh sepanjang bahan dasarnya memenuhi bagi pertumbuhan. 1. Aspartic Acid

- Membantu mengubah karbohidrat menjadi energy - Membangun daya tahan tubuh melalui immunoglobulin dan antibodi - Meredakan tingkat ammonia dalam darah setelah latihan

2. Glisin

- 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. Alanin

- 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. Serin

- Diperlukan untuk memproduksi energi pada tingkat sel - Membantuk dalam fungsi otak (daya ingat) dan syaraf

Berdasarkan sifatnya, Damin Sumardjo (2009) mengklasifikasikan asam amino menjadi tiga kelompok, yaitu sebagai berikut :

a. Asam amino bersifat basa, yaitu asam amino dengan rantai samping mengandung gugus amino atau lingkar heterosiklik berupa heteroatom nitrogen. b. Asam amino bersifat asam, yaitu asam amino dengan rantai samping mengandung gugus karboksil. c. Asam amino netral, yaitu asam amino dengan rantai samping selain yang disebutkan.

Menurut Damin Sumardjo (2009), berdasarkan polaritasnya asaam amino dapat dikelompokan menjadi asam amino polar dan asam amino nonpolar. Asam amino polar bersifat hidrofilik (menyukai air) dan asam amino nonpolar yang bersifat hidrofobik (tidak menyukai air). Berikut merupakan asam amino polar dan asam amino nonpolar.

Berdasarkan keistimewaan struktur kimia, asam amino penyusun protein menurut Damin Sumardjo (2009) dibedakan sebagai berikut. a. Asam amino alifatik, merupakan asam amino yang rantai sampingnya terbuka atau tidak membentuk lingkar. b. Asam amino siklik, merupakan asam amino yang memiliki rantai tertutup atau membentuk lingkaran. Asam amino siklik dibedakan atas asam amino aromatik dan asam amino heterosiklik.

2.3 Biosintesis Asam Amino Menurut Kuchel (2002), Biosintesis yang terjadi pada asam amino adalah sebagai berikut: a. Biosintesis glutamat dan aspartat Glutamat dan aspartat disintesis dari asam α-keto dengan reaksi tranaminasi sederhana. Katalisator reaksi ini adalah enzim glutamat dehidrogenase dan selanjutnya oleh aspartat aminotransferase, AST.

Reaksi biosintesis glutamat Aspartat juga diturunkan dari asparagin dengan bantuan asparaginase. Peran penting glutamat adalah sebagai donor amino intraseluler utama untuk reaksi transaminasi. Sedangkan aspartat adalah sebagai prekursor ornitin untuk siklus urea. b. Biosintesis alanin Alanin dipindahkan ke sirkulasi oleh berbagai jaringan, tetapi umumnya oleh otot. Alanin dibentuk dari piruvat. Hati mengakumulasi alanin plasma, kebalikan transaminasi yang terjadi di otot dan secara proporsional meningkatkan produksi urea. Alanin dipindahkan dari otot ke hati bersamaan dengan transportasi glukosa dari hati kembali ke otot. Proses ini dinamakan siklus glukosa-alanin. Fitur kunci dari siklus ini adalah bahwa dalam 1 molekul,

alanin, jaringan perifer mengekspor piruvat dan amonia ke hati, di mana rangka karbon didaur ulang dan mayoritas nitrogen dieliminir. Ada 2 jalur utama untuk memproduksi alanin otot yaitu: 1.

Secara langsung melalui degradasi protein

2.

Melalui transaminasi piruvat dengan bantuan enzim alanin transaminase, ALT (juga

dikenal sebagai serum glutamat-piruvat transaminase, SGPT). Glutamat + piruvat

α-ketoglutarat + alanin

Siklus glukosa-alanin c.

Biosintesis sistein

Sulfur untuk sintesis sistein berasal dari metionin. Kondensasi dari ATP dan metionin dikatalisis oleh enzim metionin adenosiltransfrease menghasilkan S-adenosilmetionin (SAM).

Biosintesis S-adenosilmetionin (SAM) SAM merupakan precursor untuk sejumlah reaksi transfer metil (misalnya konversi norepinefrin menjadi epinefrin). Akibat dari tranfer metil adalah perubahan SAM menjadi Sadenosilhomosistein. S-adenosilhomosistein selanjutnya berubah menjadi homosistein dan adenosin dengan bantuan enzim adenosilhomosisteinase. Homosistein dapat diubah kembali menjadi metionin oleh metionin sintase. Reaksi transmetilasi melibatkan SAM sangatlah penting, tetapi dalam kasus ini peran S-adenosilmetionin dalam transmetilasi adalah sekunder untuk produksi homosistein (secara

esensial oleh produk dari aktivitas transmetilase). Dalam produksi SAM, semua fosfat dari ATP hilang: 1 sebagai Pi dan 2 sebagai Ppi. Adenosin diubah menjadi metionin bukan AMP. Dalam sintesis sistein, homosistein berkondensasi dengan serin menghasilkan sistationin dengan bantuan enzim sistationase. Selanjutnya dengan bantuan enzim sistationin liase sistationin diubah menjadi sistein dan α-ketobutirat. Gabungan dari 2 reaksi terakhir ini dikenal sebagai trans-sulfurasi.

Peran metionin dalam sintesis sistein d.

Biosintesis tirosin Tirosin diproduksi di dalam sel dengan hidroksilasi fenilalanin. Setengah dari

fenilalanin dibutuhkan untuk memproduksi tirosin. Jika diet kita kaya tirosin, hal ini akan mengurangi kebutuhan fenilalanin sampai dengan 50%. Fenilalanin hidroksilase adalah campuran fungsi oksigenase: 1 atom oksigen digabungkan ke air dan lainnya ke gugus hidroksil dari tirosin. Reduktan yang dihasilkan adalah tetrahidrofolat kofaktor tetrahidrobiopterin, yang dipertahankan dalam status tereduksi oleh NADH-dependent enzyme dihydropteridine reductase (DHPR).

Biosintesis tirosin dari fenilalanin e.

Biosintesis ornitin dan prolin Glutamat adalah prekursor ornitin dan prolin. Dengan glutamat semialdehid menjadi

intermediat titik cabang menjadi satu dari 2 produk atau lainnya. Ornitin bukan salah satu dari 20 asam amino yang digunakan untuk sintesis protein. Ornitin memainkan peran signifikan

sebagai akseptor karbamoil fosfat dalam siklus urea. Ornitin memiliki peran penting tambahan sebagai prekursor untuk sintesis poliamin. Produksi ornitin dari glutamat penting ketika diet arginin sebagai sumber lain untuk ornitin terbatas. Penggunaan glutamat semialdehid tergantung kepada kondisi seluler. Produksi ornitin dari semialdehid melalui reaksi glutamat-dependen transaminasi. ketika konsentrasi arginin meningkat, ornitin didapatkan dari siklus urea ditambah dari glutamat semialdehid yang menghambat reaksi aminotransferase. Hasilnya adalah akumulasi semialdehid. Semialdehid didaur secara spontan menjadi Δ1pyrroline-5-carboxylate yang kemudian direduksi menjadi prolin oleh NADPH-dependent reductase. f.

Biosintesis serin Jalur utama untuk serin dimulai dari intermediat glikolitik 3-fosfogliserat. NADH-

linked dehidrogenase mengubah 3-fosfogliserat menjadi sebuah asam keto yaitu 3fosfopiruvat, sesuai untuk transaminasi subsekuen. Aktivitas aminotransferase

dengan

glutamat sebagai donor menghasilkan 3-fosfoserin, yang diubah menjadi serin oleh fosfoserin fosfatase. g.

Biosintesis glisin Jalur utama untuk glisin adalah 1 tahap reaksi yang dikatalisis oleh serin

hidroksimetiltransferase. Reaksi ini melibatkan transfer gugus hidroksimetil dari serin untuk kofaktor tetrahidrofolat (THF), menghasilkan glisin dan N5, N10-metilen-THF. h.

Biosintesis aspartat, asparagin, glutamat dan glutamin Glutamat disintesis dengan aminasi reduktif α-ketoglutarat yang dikatalisis oleh

glutamat dehidrogenase yang merupakan reaksi nitrogen-fixing. Glutamat juga dihasilkan oleh reaksi aminotranferase, yang dalam hal ini nitrogen amino diberikan oleh sejumlah asam amino lain. Sehingga, glutamat merupakan kolektor umum nitrogen amino. Asam amino aspartat sebagai produk yang disekresikan, NH4+ yang terbentuk dikeluarkan dari bakterioid ke sitosol sel-sel yang mengandung bakterioid ( ke luar membran bakterioid) dan diubah menjadi asam glutamat, senyawa amida seperti glutamin atau asparagin, atau senyawa yang kaya akan nitrogen yang disebut ureida, seperti alantoin dan asam alantoat (suatu ureida). Sel-sel akar diluar struktur bintil membantu mentranspor amida atau ureida ini ke xilem, yang selanjutnya akan ditranspor ke pucuk. Aspartat dibentuk dalam reaksi transaminasi yang dikatalisis oleh aspartat transaminase, AST. Reaksi ini menggunakan analog asam α-keto aspartat, oksaloasetat, dan

glutamat sebagai donor amino. Aspartat juga dapat dibentuk dengan deaminasi asparagin yang dikatalisis oleh asparaginase. Asparagin sintetase dan glutamin sintetase mengkatalisis produksi asparagin dan glutamin dari asam α-amino yang sesuai. Glutamin dihasilkan dari glutamat dengan inkorporasi langsung amonia dan ini merupakan reaksi fixing nitrogen lain. Tetapi asparagin terbentuk oleh reaksi amidotransferas.

2.4 Degradasi Asam Amino Menurut Dita (2010), degradasi protein merupakan suatu proses pemecahan protein dari ikatan-ikatan yang terdapat di dalamnya. Degradasi ini dapat terjadi akibat adanya pemanasan atau kontaminasi dengan zat kimia. Pada eukariot kebanyakan gangguan terjadi pada sistem tunggal yang meliputi ubiquitin dan proteosom. Ubiquitin pada degradasi protein memperlihatkan bahwa keberadaan 76 protein asam amino yang sangat berlimpah dan melibatkan reaksi proteolisis yang tergantung pada energi, dimana energi tersebut dapat membantu proses ubiquitin dalam degradasi protein. Beberapa penemuan menunjukkan hasil yang positif terhadap identifikasi seri tiga enzim yang menyertakan molekul ubiquitin baik secara tunggal maupun berantai. Asam amino lisin pada protein merupakan salah satu contoh molekul ubiquitin yang dapat dijadikan protein target untuk proses degradasi. Suatu protein dapat bersifat ubiquitin tergantung pada kehadiran atau tidaknya motif asam amino yang ada di dalam protein yang merupakan pertanda sinyal keberhasilan degradasi protein. Sinyal ini tidak memiliki karakteristik yang kompleks, tetapi ada tipe tertentu yang dapat digunakan sebagai karakteristik, diantaranya : 1. N-degron, merupakan suatu urutan elemen yang dipresentasikan pada N-terminal atau rantai ujung N pada suatu protein. 2. Sekuen PEST, dimana tipe ini merupakan tipe yang memiliki sekuen internal yang banyak mengandung prolin (P), asam glutamat (E), serin (S), dan treonin (T). Komponen yang kedua proses degradasi protein adalah proteosom, yaitu suatu struktur di dalam protein berubiquitin. Degradasi protein pada eukariot dan prokariot dapat mengalami perbedaan. Eukariot memiliki proteosom yang luas, struktur multi subunit dengan sebuah koefisien sedimetasi 26S, mengandung silinder cekung 20S dan dua ‘cap’ 19 S. Prokariot memiliki proteosom kurang kebih sama dengan ukuran yang sama tetapi kurang kompleks dan terdiri dari berbagai salinan yang hanya memiliki dua macam protein. Proteosom eukariotik juga mengandung 14 tipe berbeda pada subunit protein dengan rongga yang sebagai sebagai pintu masuk, sehingga suatu protein harus direntangkan agar dapat masuk ke

dalam proteosom. Protein yang telah terbentang akan dengan mudah memasuki proteosom. Pembentangan ini memungkinkan terjadinya proses pengikatan energi dan terlibat dalam struktur yang sama. Setelah pembentangan ini maka protein dapat masuk ke dalam proteosom dan membelah menjadi rantai peptida pendek 4-10 asam amino yang panjang. Peptida ini dapat kembali ke dalam sitoplasma dan dapat melibatkan kembali pada sintesis protein (Dita, 2010)

2.5 Transaminasi Menurut Martohartono (1976), transaminasi ialah proses katabolisme asam amino yang melibatkan pemindahan gugus amino dari satu asam amino kepada asam amino lain. Reaksi transaminasi dengan enzim aminotransferase. Gugus α-amino dari ke-20 asam L-amino yang biasa dijumpai pada protein, pada akhirnya dipindahkan pada tahap tertentu dalam degradasi oksidatif molekul tersebut. Pembebahasan gugus α -amino dari kebanyakan asam L-amino dikatalisa oleh enzim transaminase dan aminotransferase. Pada transaminase, gugus α-amino dipindahkan secara enzimatik ke atom karbon α pada α -ketoglutarat, sehingga dihasilkan asam α-keto, sebagai analog dengan asam amino yang bersangkutanTransaminasi hanyalah salah satu dari berbagai ragam transformasi asam amino yang dikatalisis oleh enzim-enzim piridoksal pospat. Reaksi lain pada karbon α asam amino adalah dekarboksilasi, deaminasi, rasemisasi, dan pembelahan aldol. Tujuan keseluruhan reaksitransaminase adalah mengumpulkan gugus amino dari berbagai asam amino dalam bentuk hanya satu asam amino, yakni L-glutamat. Jadi, katabolisme gugus amino menyatu menjadi produk tunggal. Kebanyakan tarnsaminase bersifat spesifik bagi α-ketoglutarat sebagai molekul penerima gugus amino di dalam reaksi ini. Tetapi, enzim tersebut tidak terlalu spesifik bagi substrat COOnya yang lain, yaitu asam L-amino yang memberikan gugus aminonya. Beberapa transaminase yang paling penting, yang dinamakan sesuai dengan molekul pemberinya aminonya, sebagai berikut: L-Aspartat + α-ketoglutarat oksalasetat + L- glutamat L-Alanin + α-ketoglutarat piruvat + L-glutamat L-Leusin + α -ketoglutarat α-ketoisokaproat + L- glutamat L-Tirosin + α-ketoglutarat p-hidroksifenilpiruvat + L-glutamat α-ketoglutarat merupakan senyawa umum penerima gugus amino dari kebanyakan asam amino yang lain. L- glutamate berperan untuk menyampaikan gugus amino kepada lintas biosintetik tertentu atau menuju ke urutan akhir reaksi ini. Berdasarkan reaksi diatas dapat disimpulkan bahwa gugus amino yang ada pada asamasam tersebut dikumpulkan ke dalam satu asam amino yaitu asam glutamate. Semua

transaminase memiliki gugus prostetik yang terikat kuat dan mekanisme reaksinya bersifat umum. Gugus prostetik piridoksal-fosfat merupakan turunan piridoksin atau vitamin Piridoksal fosfat berfungsi sebagai senyawa antara pembawa gugus amino pada sisi aktif transaminase. Gugus karbonil dari piridoksal fosfat yang terikat oleh enzim bergabung dengan gugus α-amino dari asam amino yang datang, membentuk senyawa antara yang berikatan, kovalen, yaitu sejenis senyawa yang disebut basa Schiff. Suatu perpindahan ikatan ganda C=N terjadi setelah itu, dan kerangka karbon asam amino terhidrolisis, meninggalkan gugus amino yang terikat kovalen pada gugus prostetik dalam bentuk piridoksamin fosfat. Piruvat yang terbentuk merupakan senyawa antara dalam Siklus Asam sitrat, sedangan glutamate akan mengalami deaminasi oksidatif menghasilkan NH4+dan α -ketoglutarat, αketoglutarat juga merupakan senyawa antara dalam Siklus Asam Sitrat. NH4+ pada sebagian besar vertebrata darat diubah menjadi urea untuk dikeluarkan dari dalam tubuh melalui Siklus Urea.

2.6 Deaminasi Deaminasi adalah mengeluarkan gugus amino dari suatu senyawa. Gugus α-amino dari banyak asam amino dipindahkan kepada α -keto glutarat untuk membuat asam glutamat yang kemudian mengalami deaminasi oksidatif membentuk ion, Ion ammonium dibentuk dari glutamat dengan deaminasi oksidatif. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim

glutamat

dehidroginase, yang tidak biasa karena dapat menggunakan baik maupun Aktivitas enzim glutamat dehidroginase diatur secara alosetrik. Enzim pada vertebrata ini terdiri atas enam sub unit yang identik. Guanosin trifosfat (GTP) dan adenosine trifosfat (ATP) adalah inhibitor alosetrik, sedangkan guanosin difosfat (GDP) dan adenosin difosfat (ADP) adalah activator alosetrik. Jadi, penurunan muatan energi akan mempercepat oksidasi asam amino. Reaksi total yang dikatalisis oleh enzim aminotransferase dan glutamate dehidroginase adalah : Asam α -amino + O + asam α-keto + NADH + (atau NADPH) Pada sebagian besar vertebrata darat, diubah menjadi urea yang kemudian diekskresi. Cara pemecahanan asam amino adalah dengan membentuk zat antara metabolic utama yang dapat diubah menjadi glukosa atau dapat dioksidasi pada daur asam nitrat. Pada kenyataannya rangka karbon 20 asam amino pokok yang membentuk protein disalurkan menjadi hanya 7 molekul yaitu, piruvat, asetil-KoA, asetoasetil- KoA, α -ketoglutarat, suksinil KoA, fumarat dan okseloasetat. Asam amino yang dapat dipecah menjadi asetil KoA atau asetoasetil KoA disebut ketogenik karena asam tersebut pada pemecahannya menghasilkan zat keton. Sebaliknya asam amino yang diubah menjadi piruvat, α -ketoglutarat, suksinil-KoA, fumarat,

atau okseloasetat disebut glukogenik. Sintesa glukosa dari asam amino mungkin dilakukan karena zat antara daur asam sitrat dan piruvat dapat diubah manjadi fosfeonolpiruvat dan kemudian menjadi glukosa

2.7 Oksidasi Asam Amino a.

Pada umumnya, degradasi asam amino dimulai dengan pelepasan gugus amino  menghasilkan kerangka C  diubah mjd senyawa antara metabolisme utama tubuh.

b.

Metabolisme asam amino pada umumnya terjadi di hati.

c.

Kelebihan di luar liver  dibawa ke hati  diekskresikan.

d.

Ammonia  digunakan kembali utk proses biosintesis  diekskresi scr langsung atau diubah terlebih dahulu menjadi asam urat atau urea.

1. Vertebrata terestrial urea  ureotelic. 2. Burung dan reptil  asam urat  uricotelic. 3. Binatang di air  ammonia  ammonoteli

2.8 Gangguan Metabolisme Metabolisme merupakan serangkaian reaksi kimiawi yang diperlukan oleh tubuh untuk mempertahankan siklus hidup, termasuk dalam proses pembentukan dan penggunaan

energi. Beberapa contoh proses metabolism menurut Harvey Richard (2014) adalah sebagai berikut. a. Proses mengubah nitrogen yang tidak terpakai menjadi zat buangan di dalam urine. b. Proses memecah atau mengubah kimia menjadi zat lain yang berguna dan menyalurkannya ke dalam sel-sel tubuh c. Proses memecah karbohidrat, protein, dan lemak dalam makanan untuk menghasilkan energy. Gangguan metabolic bersifat genetic atau diturunkan dari orang tua. Seseorang yang menderita gangguan metabolic memiliki dua buah gen yang tidak normal, satu dari ayah dan satu dari ibu. Beberapa gangguan metabolic dapat didiagnosis dengan tes skrining rutin yang dilakukan saat bayi batu lahir. Beberapa jenis gangguan metabolik yang lebih umum terjadi adalah sebagai berikut. a. Galaktosemia, bayi mengalami sakit kuning, muntah, dan pembesaran hati saat awal menyusui akibat tubuhnya tidak mampu memecah gula galaktosa dengan baik. b. Kelainan Mitokondria, mitikondria merupakan mesin energi di dalam sel tubuh manusia. Gangguan di dalam mitokondria bisa menimbulkan kerusakan otot. c. Gangguan penyimpangan lososom. Beragam kelainan enzim di dalam lisosom dapat mengakibatkan penumpukan zat beracun dan menyebabkan beberapa gangguan metabolic seperti sindroma Hurler, penyakit Fabry, dan penyakit Gaucher. d. Gangguan penyimpanan glikogen. Gangguan

pada

penyimpanan

glikogen

bisa

memicu rendahnya kadar gula darah, nyeri otot, dan kelemahan tubuh e. Penyakit Ataksia Friedreich. Gangguan yang berhubungan dengan protein frataksin ini dapat menyebabkan kerusakan saraf yang menyebabkan penderita tidak mampu berjalan, serta gangguan fungsi jantung. f. Phenylketonuria (PKU). Defisiensi enzim PAH mengakibatkan tingginya kadar fenilalanin dalam darah, sehingga dapat menyebabkan penderita mengalami keterbelakangan mental. g. Maple Syrup Urine Disease. Defisiensi enzim BCKD dapat menyebabkan menumpuknya asam amino dalam tubuh. Hal ini berakibat pada kerusakan saraf dan urine penderita beraroma seperti sirup. h. Gangguan metabolisme zat.Protein yang bertugas mengontrol zat-zat metal dalam tubuh seperti zat besi dan tembaga mengalami gangguan, sehingga zat-zat tersebut menumpuk pada hati, pankreas, usus, dan otak.

i. Kelainan Peroksisom. Peroksisom adalah bagian dari sel yang kaya akan enzim dan berfungsi untuk mengatur pembuangan zat beracun dalam tubuh. Gangguan pada fungsi enzim ini dapat menimbulkan beberapa kelainan seperti sindroma Zellweger dan Adrenoleukodistrofia. Gejala yang dirasakan oleh penderita gangguan metabolik berbeda-beda tergantung dari jenis gangguan metabolik yang diidapnya. Beberapa gejala umum gangguan metabolik adalah sebagai berikut. 

Nyeri pada perut



Letih dan lesu



Berat badan berkurang



Muntah



Nafsu makan rendah



Tidak normalnya aroma keringat, air liur, urine atau napas



Keterlambatan perkembangan fisik



Kegagalan untuk meningkatkan berat badan atau tumbuh



Sakit kuning



Kejang-kejang



Koma Gangguan metabolik umumnya disebabkan oleh suatu kelainan genetik yang

dirwariskan oleh orang tua atau dari beberapa generasi sebelumnya. Kelainan genetik ini menyebabkan tubuh mengalami gangguan dalam memproduksi enzim, sehingga jumlah enzim tertentu menjadi kurang atau bahkan tidak diproduksi sama sekali. Hilangnya atau rusaknya salah satu enzim ini dapat mengganggu serangkaian proses kimia yang terjadi dalam tubuh, sehingga zat-zat beracun gagal dibuang dari tubuh dan menumpuk di dalam aliran darah. Kondisi inilah yang disebut dengan gangguan metabolik. Gangguan metabolik biasanya sudah muncul sejak bayi baru saja dilahirkan, sehingga dapat didiagnosis dengan melakukan tes skrining rutin. Jika gangguan metabolik gagal dideteksi saat lahir, biasanya tidak akan didiagnosis hingga penderita merasakan gejalanya untuk pertama kali. Gangguan metabolik hanya dapat ditangani secara terbatas, karena sebagian besar jenisnya tidak dapat disembuhkan. Beberapa prinsip umum yang biasanya diikuti dalam penanganan gangguan metabolik adalah sebagai berikut.



Mengurangi atau menghilangkan asupan makanan atau obat yang tidak dapat diolah tubuh secara normal.



Mengeluarkan zat racun yang gagal dikeluarkan oleh tubuh.



Mengganti enzim atau zat kimia lain yang hilang atau tidak aktif, sehingga metabolisme dapat mendekati normal.

Sedangkan tindakan pengobatannya meliputi : 

Mengonsumsi suplemen pengganti enzim yang dapat membantu proses metabolisme.



Menghilangkan zat hasil metabolisme yang berbahaya dari darah dengan menggunakan zat kimia tertentu.



Diet khusus yang menghilangkan beberapa jenis nutrisi yang tidak dapat diserap dengan baik oleh tubuh.

BAB III PENUTUP Berdasarkan pembahasan di atas, dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut. 

Asam amino adalah asam karboksilat yang mempunyai gugus amino. Asam amino yang terdapat sebagai komponen protein mempunyai gugus -NH2 pada atom karbon α dari posisi gugus –COOH. Jenis-jenis asam amino, urutan rangkaian asam serta hubungan spasial asam-asam amino tersebut akan menentukan struktur 3 dimensi dan sifat-sifat biologis protein sederhana.



Asam amino dapat dibedakan berdasarkan berbagai aspek. Berdasarkan sintesisnya, asam amino dikelompokkan menjadi asam amino esensial, asam amino semi-esensial, dan asam amino non-esensial. Berdasarka sifatnya, asam amino dibedakan menjadi asam amino yang bersifat asam, basa, dan netral. Berdasarkan polaritasnya, asam amino dibedakan menjadi asam amino polar dan nonpolar. Sedangkan berdasarkan keistimewaan struktur kimianya, asam amino dikelompokkan menjadi asam amino alifatik dan asam amino silik. Asam amino siklik ada dua jenis, yaitu asam amino aromatic dan asam amino heterosiklik.



Struktur asam amino terdiri atas satu atom C yang mengikat empat gugus, yaitu gugus amin (NH2), gugus karboksil (COOH), atom hydrogen (H), dan satu gugus sisa (R, dari sisa residu).

DAFTAR PUSTAKA Dita. 2010. Degradasi Protein. Ditaa08.student.ipb.ac.id/2010/06/20/degradasi protein. Diakses pada tanggal 11 mei 2017. Effendi, Hefni. 2003. Telaah Kualitas Air Bagi Pengelolaan Sumber Daya dan Lingkungan Perairan. Yogyakarta: Kanisius Fried, George H. dan George J. Hademenos. Schaum’s Outline Biologi Edisi Kedua. Jakarta: Erlangga Kuchel, Philip. 2002. Biokimia. Jakarta : Erlangga. Martohartono, S. 1976. Biokimia. Jilid I. Yogyakarta.Gajah Mada University Press. Richard, Harvey. 2014. Biokimia Edisi ke 6. Tanggerang selatan : binarupa aksara Suhardjo. 1992. Prinsip-prinsip Ilmu Gizi. Yogyakarta : Penerbit Kanisius. Sumardjo, Damin. 2009. Pengantar Kimia: Buku Panduan Kuliah mahasiswa Kedokteran dan Program Strata I Fakultas Bioeksakta . Jakarta : bit Buku Kedokteran ECG.