BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Biokimia merupakan ilmu yang mempelajari struktur dan fungsi komponen selular, seperti protein, karbohidrat, asam lemak, minyak, dan biomolekul lainnya. Sekitar 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 kita. Protein yang terdapat dalam makanan di cerna dalam lambung dan usus menjadi asam-asam amino yang diabsorpsi dan di bawa oleh darah ke hati. Protein dalam tubuh dibentuk dari asam amino. Bila ada kelebihan asam amino akan di ubah menjadi asam ketogkutarat yang dapat masuk kedalam siklus asam sitrat. Hati adalah organ tubuh dimana terjadi reaksi Anabolisme dan Katabolisme. Proses Metabolik dan katabolik juga terjadi dalam jaringan 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. Hati berfungsi sebagai pengatur konsentrasi asam amino dalam darah.
Asam amino adalah senyawa organik yang memiliki gugus fungsional karboksil (-COOH) dan amina (biasanya -NH2). Dalam biokimia seringkali pengertiannya dipersempit: keduanya terikat pada satu atom karbon (C) yang sama (disebut atom C "alfa" atau α). Gugus karboksil memberikan sifat asam dan gugus amina memberikan sifat basa. Dalam bentuk larutan, asam amino bersifat amfoterik: cenderung menjadi asam pada larutan basa dan menjadi basa pada larutan asam. Perilaku ini terjadi karena asam amino mampu menjadi zwitter-ion. Asam amino termasuk golongan senyawa yang paling banyak dipelajari karena salah satu fungsinya sangat penting dalam organisme, yaitu sebagai penyusun protein. Unit dasar penyusun struktur protein adalah asam amino. Dengan kata lain protein tersusun atas asam-asam amino yang saling berikatan.
B. Tujuan
Adapun tujuan penulisan makalah ini adalah:
1. Menyelesaikan tugas mata kuliah biokimia dengan membuat makalah ini, yang berjudul perubahan asam amino menjadi produk khusus.
2. Menambah pengetahuan mahasiswa mengenai:
a. Apa itu asam amino?
b. Apa saja asam amino yang merupakan bahan untuk menjadi produk khusus?
c. Apa saja produk khusus dari proses metabolism dan katabolisme asam amino tersebut?
C. Batasan Masalah
Pada makalah ini, penulis hanya membahas mengenai bagaimana perubahan terjadi pada asam amino, serta apa saja produk khusus dari perubahan asam amino tersebut.
BAB II
PEMBAHASAN
A. Pengertian Asam Amino
Asam amino yang merupakan monomer (satuan pembentuk) protein adalah suatu senyawa yang mempunyai dua gugus fungsi yaitu gugus amino dan gugus karboksil. Pada asam amino, gugus amino terikat pada atom karbon yang berdekatan dengan gugus karboksil (C-α) atau dapat dikatakan juga bahwa gugus amina dan gugus karboksil dalam asam amino terikat pada atom karbon yang sama.
Struktur asam amino secara umum adalah satu atom C yang mengikat empat gugus: gugus amina (NH2), gugus karboksil (COOH), atom hidrogen (H), dan satu gugus sisa (R, dari residue) atau disebut juga gugus atau rantai samping yang membedakan satu asam amino dengan asam amino lainnya. Atom C pusat tersebut dinamai atom Cα ("C-alfa") sesuai dengan penamaan senyawa bergugus karboksil, yaitu atom C yang berikatan langsung dengan gugus karboksil. Oleh karena gugus amina juga terikat pada atom Cα ini, senyawa tersebut merupakan asam α-amino. Asam amino biasanya diklasifikasikan berdasarkan sifat kimia rantai samping tersebut menjadi empat kelompok. Rantai samping dapat membuat asam amino bersifat asam lemah, basa lemah, hidrofilik jika polar, dan hidrofobik jika nonpolar.
B. Dasar Reaksi Pada Metabolisme Asam Amino
1. Deaminasi Oksidatif
Deaminasi adalah suatu reaksi kimia pada metabolisme yang melepaskan gugus amina dari molekul senyawa asam amino. Gugus amina yang terlepas akan terkonversi menjadi amonia. Pada manusia, deaminasi terjadi terutama pada hati, walaupun asam glutamat juga mengalami deaminasi pada ginjal. Proses deaminasi dalam lingkungan aerobik akan menghasilkan asam okso, disebut dengan demainasi oksidatif dan terjadi terutama di dalam hati.
2. Dekarboksilasi
Dekarboksilasi adalah reaksi kimia yang melibatkan penghapusan kelompok karboksil (-COOH) dari senyawa semula menjadi karbon dioksida (CO2).
3. Transaminasi
Transaminasi adalah proses katabolisme asam amino yang melibatkan pemindahan gugus amino dari asam amino yang satu ke asam amino yang lainnya. Pada proses ini tidak ada gugus amino yang hilang, karena setiap gugus amino yang lepas diikat oleh senyawa keton. Gugus amino tersebut dipindahkan pada salah satu dari tiga senyawa keton yaitu asam piruvat, oksaloasetat atau α ketoglutarat. Proses transaminasi terjadi pada mitokondria dan ada pula yang terjadi pada sitoplasma. Proses transaminasi ini dibantu oleh dua enzim yaitu alanin transaminasi dan glutamat transaminasi yang berfungsi sebagai katalisator. Alanin transaminasi mempunyai suatu kelebihan tersendiri pada asam piruvat-alanin sebagai satu pasang substrat tetapi tidak kepada asam asam amino yang lain. alanin transaminasi terdapat dalam jumlah banyak, oleh karena itu alanin transaminasi yang di hasilkan dari proses transaminasi diubah menjadi glutamat transaminasi. glutamat transaminasi mempunyai kelebihan tersendiri terhadap glutamate-ketoglutarat sebagai satu pasang substrat dan seperti alanin transaminasi yang tidak memiliki kelebihan terhadap pasangan asam amino yang lain. Kerja dari enzim enzim transaminasi tersebut dibantu oleh piridoksalfosfat sebagai koenzim.
C. Perubahan Asam Amino
1. Transaminasi:
Alanin + alfa-ketoglutarat → piruvat + glutamate
2. Diaminasi:
• asam amino + NAD+ → asam keton + NH3
• NH3 → merupakan racun bagi tubuh, tetapi tidak dapat dibuang oleh ginjal → harus diubah dahulu jadi urea (di hati) → agar dapat dibuang oleh ginjal Ekskresi NH3
• NH3 → tidak dapat diekskresi oleh ginjal
• NH3 harus dirubah dulu menjadi urea oleh hati
• Jika hati ada kelainan (sakit) → proses perubahan NH3 → urea terganggu → penumpukan NH3 dalam darah → uremia
• NH3 bersifat racun → meracuni otak → coma
• Karena hati yang rusak → disebut Koma hepatikum
Perubahan rangka karbon asam amino menjadi zat antara amfibolik
Pemecahan asam amino bentuk zat antara metabolik utama yang dapat diubah menjadi glukosa atau dapat dioksidasi pada daur asam sitrat. Kerangka karbon 20 asam amino pembentuk protein disalurkan menjadi 7 molekul : piruvat, asetil KoA, asetoasetil KoA, α-ketoglutarat, suksinil KoA, fumarat dan oksalo asetat. Asam amino yang dipecah menjadi asetil-KoA atau asetoasetil- KoA disebut ketogenik.
D. Produk Dari Asam Amino
Adapun hasil dari asam amino antara lain:
Beberapa perubahan yang terjadi pada asam amino antara lain:
a. Sebagian asam amino yaitu alanin, serin, glisin, sistesin, metionon, dan triptofan diubah mnejadi piruvat kemudian diubah menjadi glukosa oleh karena itu disebut asam amino glukogenik.
b. Sedangkan fenilanin,tiropsin,leusin,isoleusin, dan lisin seperti halnya asam lemak diubah menjadi asaetil KoA kemudian dapat digunakan untuk memperoleh energy atau dapat diubah menjadi lemak.asam amino disebut asam amino katogenik.
c. Sedangkan sisa asam amino lainnya kecuali asam aspartat diubah mnejadi asam glitamat,dideaminase dan langsung memasuki siklus TCA (Tri Carboxylic Acid). Asam amino ini juga merupakan asam amino glugekonik karena dapat menghasilkan energy atau keluar dari siklus dan diubah menjadi glikosa. Protein adalah rangkaian atau polimer dari sejumlah asam amino.
Asam amino adalah molekul organik kecil yang pada umumnya terbuat dari karbon, hidrogen, oksigen, dan nitrogen. Protein dibuat dari suatu pool yang terdiri dari 20 asam amino yang berbeda. Ratusan atau ribuan asam amino dirangkai dengan suatu urutan tertentu untuk membentuk rantai asam amino.
Fungsi protein tergantung pada struktur 3 dimensinya yang pada gilirannya ditentukan oleh sekuen asam amino penyusun protein tersebut,jadi DNA menetukan karateristik organisme karena DNA menentukan sekuen asama amino dari semua protein yang ada pada organism.DNA mengandung sandi genetic pada tiapasam amino yang ditampilkan dalam 3 pasang basa yang disebut kodon. Urutan kodon tersebut mencerminkan uritan asam amino yang dirangkai menjadi protein.
Tabel Nama dan struktur 20 macam asam amino penyusun protein.
Tabel 20 macam asam amino
Asam amino terdiri dari 2 berdasarkan sumbernya. Yaitu:
1) 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.
2) 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.
E. Konversi Asam Amino Menjadi Produk Khusus
Adapun beberapa produk khusus yang dihasil oleh asam amino antara lain.
1. Sulfat Urin Terutama Berasal Dari Sistein
Sulfat urin hampir seluruhnya terbentuk dari oksidasi L-sistein. Sulfur pada asam amino metionin (sebagai homosistein) dialihkan kepada sistein, dengan demikian secara tidak langsung membentuk sulfat urin (yakni, lewat sistein). L-sistein berfungsi sebagai precursor tourin yang mengadakan konjugasi dengan asam-asam empedu hingga terbentuk, misalnya, asam tourokolat.
2. Dekarboksilaasi Histidin Membentuk Histamin
Histamine terbentuk dari dekarboksilasi histidin. Yaitu suatu reaksi dalam jaringan tubuh yang dikatalis oleh enzim asam L-amino aromatic dekarboksilase. Enzim ini juga mengkatalis reaksi dekarboksilasi dopa, 5-hidroksitriptofan, fenilalanin, tirosin dan triptofan. Senyawa histidin yang terdapat dalam tubuh mencakup ergotionein yang ditemukan di dalam sel darah merah, serta hati. Senyawa 1-metil histidin yang ada dalam urin manusia mungkin berasal dari anserine. Senyawa 3-metilhistidin yang dalam urin manusia ditemukan dengan kadar sekitar 5 mg/dL, menunjukkan kadar rendah yang abnormal didalam urin penderita penyakit Wilson. (Penyakit Wilson adalah suatu kondisi medis yang diturunkan yang ditandai dengan adanya kelebihan tembaga dalam tubuh, menyebabkan kerusakan hati dan sistem saraf).
3. Arginin, Melalui Ornitin Merupakan Precursor Senyawa-Senyawa Poliamina
Arginin berfungsi sebagai donor formamidin untuk sintesis keratin dan untuk sintesis streptomisin. Peristiwa lain yang dialami arginin mencakup konversi lewat ornitin menjadi putresin, spermin serta spermidin dan sintesis arginin fosfat dalam otot.
4. Triptofan Membentuk Serotonin
Lintasan sekunder untuk metabolism triptofan melalui dihidroksilasi menjadi 5-hidroksitriptofan. Oksidasi triptofan menjadi derivate hidroksi analog dengan konversi fenilalanin menjadi triptofan dan fenilalanin hidroksilase hati juga mengkatalis reaksi hidroksilasi triptofan. Dekarboksilasi 5-hidroksitriptofan membentuk 5-hidroksitiptamin (serotonin) yakni suatu vosokontriktor kuat dan perangsang kontraksi otot polos. Enzim 5-hidroksitriptofan atau hidroksilase yang membentuk serotonin dari hidroksitriptofan ditemukan dalam ginjal, hati dan lambung. Serta reaksi perubahan tersebut diatas menjadi serotonin dikatalis oleh enzim monoamina.
5. N-Asetilase Serotonin Membentuk Melatonin
Melatonin berasal dari serotonin melalui N-asetilasi yang diikuti metilasi gugus 5-hidroksi. Reaksi metilasi terdapat dalam jaringan korkup pineal. Selain metilasi N-asetilserotonin, juga terdapat metilasi langsung serotonin dan 5-hidroksiindolasetat yakni metabolit serotonin. Serotonin dan 5-metoksitriptamin dimetabolisir menjadi asam yang bersesuaian oleh enzim monoamina oksidase. Melatonin yang beredar dalam sirkulasi darah diambil oleh semua jaringan, termasuk otak.
6. Melanin Merupakan Polimer Dari Katabolit Triptofan
Melanin disintesis dari melanosom yaitu partikel dalam melanosit yang berkaitan dengan membran sel. polimer eumelanin yang timbul diperkirakan menangkap radikal bebas dan mengalami penguraian parsial oleh H2O2 yang dihasilkan oleh proses auto-oksidasi. Feomelanin dan eumelanin kemudian membentuk kompleks dengan protein dari matriks melanosom hingga terbentuk melanoprotein.
Contohnya:
Beberapa cacat dalam biosintesis melanin dapat menyebabkan albinisme.
Istilah albinisme mencakup suatu spectrum sindrom klinis yang ditandai dengan hipomelanosis yang timbul akibat cacat bawaan pada sel-sel pigmen (melanosit) mata dan kulit. Tanda-tanda klinis yang lazim terdapat pada 10 macam bentuk albinisme okulokutaneus manusia, mencakup berkurangnya pigmentasi pada kulit dan mata. Keseluruhan 10 bentuk tersebut dapat dibedakan berdasarkan cirri-ciri klinis, biokimiawi, ultrastruktur dan genetiknya.
7. Tirosin Membentuk Epinefrin Dan Norepinefrin
Tirosin adalah precursor epinefrin dan norepinefrin yang dibentuk didalam sel-sel neuron. Meskipun dopa adalah zat antara dalam pembentukan baik melanin dalam melanosit maupun norepinefrin dalam sel-sel neuron, namun enzim yang berlainan melaksanakan reaksi hidroksilasi tirosin dalam berbagai tipe sel. enzim tiroksin hidroksilase membentuk dopa dalam sel-sel neuron dan adrenal pada lintasan reaksi yang menghasilkan norepinefrin dan epinefrin. Dopa dekarboksilase, yakni suatu enzim yang tergantung pada piridoksal fosfat membentuk dopamine. Senyawa terakhir ini mengalami hidroksilase selanjutnya enzim dopamine meta-oksidase, yaitu enzim yang tergantung pada tembaga dan tampaknya menggunakan vitamin C untuk menghasilkan norepinefrin. Dalam medulla adrenal, feniletanolamina-N-metil transferasse memakai S-adenosilmetionin untuk melaksanakan metilasi senyawa amina primer norepinefrin dalam pembentukan epinefrin. Tirosin juga merupakan precursor hormone tiroid triyodotironin dan tiroksin.
8. Gamma-Aminobutirat, Yang Dibentuk Dari Glutamate, Dikatabolisir Menjadi Suksinat Semialdehid
GABA dibentuk melalui dekarboksilasi L-glutamat, suatu reksi yang dikatalis oleh enzim yang tergantung pada piridoksal fosfat L-glutamat dekarboksilase.
9. Kreatinin Terbentuk Dari 3 Asam Amino-Glisin, Arginin Dan Metionin
Keratin terdapat di dalam otot, otak dan darah, baik secara fosfokreatin maupun dalam bentuk bebas. Keratin dalam jumlah kecil ditemukan pada urin normal. Kreatinin yaitu bentuk anhidrida keratin, sebagian besar dibuat dalam otot melalui proses dehidrasi nonenzimatik keratin fosfat yang irreversibel. Untuk sintesis keratin, 3 asam amini, glisin, arginin dan meitonin terlibat secara langsung. Reaksi pertama berupa transmidiasiari arginin menjadi glisin untuk membentuk guanidoasetat (glikosiamina). Reaksi ini terjadi dalam ginjal dan bukan didalam hati ataupun otot jantung. Sintesis kreatinin disempurnakan melalui metilasi glikosiamina oleh metionin aktif didalam hati.
10. Glisin Ikut Serta Dalam Biosintesis Hem, Purin, Kunjugat Glisin Dan Keratin
Sintesis hem: atom alpa karbon dan nitrogen pada asam amino glisin digunakan untuk sintesis moietas porfirin pada Hb. Nitrogen pirol berasal dari nitrogen glisin dan atom karbon yang menghubungkan berasal dari alpa karbo glisin. Sintesis nukleotida purin: keseluruhan molekul glisin membentuk posisi 4,5, dan 7 pada rangka purin.
Pembentukan konjugat glisin: glisin mengadakan konjugasi dengan asam kolat sehingga terbentuk asam glikokolat. Dengan benzoate, glisin membentuk hipurat.
Sintesis keratin: komponen sarkosin (N-metilglisin) pada keratin berasal dari glisin dan S-adenosilmetionin.
11. Alpa-Alanin Merupakan Asam Amino Plasma Yang Utama.
Alanin bersama dengan glisin, membentuk fraksi nitrogen amino yang cukup besar dalam plasma manusia. Alanin juga merupakan komponen utama dinding sel bakteri.
12. Karnosin Merupakan Dipeptida Beta-Alanil
Beta-alanil terutama ditemukan dalam bentuk senyaawa dipeptida otot rangka manusia. Senyawa dipeptida beta-alanil berhubungan erat yaitu anserine tidak dijumpai dalam otot manusia. Beta-alanil-imidazol merupakan buffer pH otot skeletal yang tengah mengadakan kontraksi dalam keadaan anaerob.
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
Asam amino adalah senyawa terpenting pembentuk protein. Dan protein adalah enzim yang bertindak sebagai katalisator suatu zat dalam tubuh. Asam amino juga merupakan senyawa penting dalam tubuh karena asam amino itu merupakan kode genetik yang akan kita bawa sebagai gen hereditas suatu individu dari induknya. Oleh karenanya kita akan memiliki sebuah kode genetik dengan susunan yang hampir mirip dengan saudara kita, yang menandakan adanya hubungan keluarga yaitu pada kode genetik DNA kita masing-masing.
Seperti halnya bahan kimia dalam laboratorium kimia, didalam tubuh kita terdapat senyawa kimia yang jika saling bereaksi akan menghasilkan sebuah larutan atau senyawa baaru tertentu, sesuai bahan atau precursor yang mensintesisnya. Misalnya saja adalah kreatinin yang terbentuk dari 3 asam amino-glisin, arginin dan metionin. Melalui proses dehidrasi nonenzimatik keratin fosfat yang terjadi pada otot, otak maupun darah, proses ini berlangsung hingga pada akhirnya terbentuklah kreatinin. Begitupula dengan zat atau senyawa lainnya yang dihasilkan dari beberapa asam amino, baik esensial maupun nonesensial.
B. Saran
Kami sebagai penulis sekaligus penyusun makalah ini mengharapkan semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua, yaitu sebagai sarana penunjang baiknya proses belajar, ataupun dapat dijadikan sebagai bahan ajar agar kita memiliki pemahaman serta pengetahuan yang baik mengenai asam amino, produk-produk yang dihasilkan dari sintesis beberapa asam amino. Serta dengan makalah ini diharapkan kita lebih mengetahui bahwa sifat, bentuk, karakter, serta beberapa tingkah laku kita itu diperoleh dari kode genetik yang kita bawa, yang sebenarnya, asam aminolah yang membentuknya.
DAFTAR PUSTAKA
Murray, Robert K, dkk. (1995). Biokimia Harper. Jakarta: EGC
Stryer, Lubert. (2000). Biokimia Vol. 2 Ed 4. Jakarta: EGC
Ayu, Monica. (2012). Biokimia-Asam amino.
http://monicaayurossalya.blogspot.com/2012/03/biokimia-asam-amino.html. Diambil pada Februari 2014.
Cerminan Hati Al-Insan. (2012). Metabolisme Asam Amino.
http://cerminanhatial-insan.blogspot.com/2012/06/metabolisme-asam-amino.html. Diambil pada Februari 2014.
Syafutri, Yuniza . (2011). Metabolisme Protein.
http://yunizasyafutrieza.blogspot.com/2011/05/metabolisme-protein.html. Diambil pada Februari 2014.
*Sumber: https://www.academia.edu/8579004/Makalah_Perubahan_Asam_Amino_Menjadi_Produk_Khusus
0 Komentar untuk "Perubahan Asam Amino Menjadi Produk Khusus"