Metabolisme Asam Amino

dr. Subandrate, M.Biomed

Bagian Biokimia dan Kimia MedikFK UNSRI

PendahuluanMetabolisme:

Anabolisme Pembentukan, energi (+)Katabolisme Pemecahan, energi (-)

Asam AminoGugus Amino dan Karboksil pada atom C-α

OVERVIEW METABOLISME ASAM AMINO

A m in o A c id R e q u ir e m e n t s o f H u m a n s - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - N u t r i t io n a l ly E s s e n t ia l N u t r i t io n a l ly N o n e s s e n t ia l - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

A r g in in e a A la n i n e H is t id i n e A s p a r a g i n e I s o le u c in e A s p a r ta te L e u c in e C y s te i n e L y s i n e G lu ta m a te M e th io n in e G lu ta m i n e P h e n y la la n i n e G l y c i n e T h r e o n in e P r o l in e T r y p to p h a n S e r in e V a l in e T y r o s in e

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - a “ N u tr i t io n a l l y s e m ie s s e n t ia l .” S y n t h e s iz e d a t r a te s in a d e q u a te to s u p p o r t g r o w t h o f c h i ld r e n .

Biosintesis Asam Amino Non-EsensialTransaminasi:

Amino acid1 +a-Keto acid2 Amino acid2 +a-Keto acid1

Contoh:

Prekursor Biosintesis Senyawa

Intermediet pada Glikolisis, Siklus Kreb’s, HMP-Shunt

Transaminase Penting secara Klinik

Dapat digunakan menilai kerusakan hati dan jantung

Katabolisme Rangka Karbon Asam AminoPenguraian Protein:

ProteasePeptidaseDalam Lisosom

Tergantung T1/2 (30 menit – 150 jam) T1/2 tiap protein berbeda-beda, tergantung

peranProtein Umum: > 100 jamProtein regulator: 30-120 menit

Katabolisme Rangka Karbon Asam AminoAsam Amino Glukogenik α -

ketoglutarate, pyruvate, oxaloacetate, fumarate, atau succinyl CoA:Aspartate -AsparagineArginine -FenilalaninTyrosine -IsoleucineMethionine -ValineGlutamine -GlutamateProline -HistidineAlanine -SerineCysteine -GlycineThreonine -Tryptophan

• Asam Amino Ketogenik Acetyl CoA atau Acetoacetate:- Isoleucine- Leucine- Threonine- Tryptophan- Lysine- Phenylalanine- Tyrosine

Katabolisme Rangka Karbon Asam Amino

Asam Amino Glukogenik

Katabolisme Asam Amino Menjadi Produk Khusus

Pembentukan senyawa Poliamin:Prolin glutamat semialdehid ornitin putresin spermidin spermin

Peran Poliamin: Proliferasi dan pertumbuhan sel

Pembentukan SAM:Metionin Homosistein S-adenosilmetionin Sumber donor metil penting untuk berbagai

reaksi dalam tubuhPembentukan Epinefrin

Tirosin DOPA dopamin Norepinefrin epinefrin

Biosintesis UreaAmonia dihasilkan bakteri usus diabsorpsi oleh usus v porta hati dikonversi menjadi urea

Normal kadar amonia adalah 10 – 20 g/dLAmonia : senyawa toksik utk sistem saraf. Bila terjadi

kegagalan fungsi hati intoksikasi amonia : tremor, slurred speech, pandangan kabur, koma kematian

Mekanisme (Otak): Amonia berikatan dg alfa ketoglutarat glutamat. Akibatnya otak kehabisan alfa-ketoglutarat yg penting pada siklus Krebs. Hal ini menyebabkan kegagalan siklus Krebs/ TCA yg penting untuk memproduksi ekivalen pereduksi (NADH dan FADH2) yg dpt menghasilkan ATP di rantai respirasi mitokondria. kekurangan produksi energi.

Biosintesis Urea

Siklus UreaSebagian besar (80%) terjadi di sel hati1. NH3 + CO2 karbamoil fosfat (karbamoil

sintase)2. karbamoil fosfat + ornitin sitrulin (ornitin

transkarbamoilase)3. sitrulin + aspartat argininosuksinat

(argininosuksinat sintase)4. argininosuksinat L-arginin + fumarat

(argininosuksinase)5. L-arginin ornitin + urea (arginase)

Biosintesis Urea

Biosintesis Urea

Regulasi sintesis urea:Fungsi: membuang amonia yg toksikSiklus tetap berputar bahkan selama defisien

protein, peningkatan lemak/ KHKecepatan reaksi diatur oleh

Gross control: perubahan jumlah enzimFine control : sintesis karbamoil fosfat / N-Ac

glutamat. Arginin merupakan aktivator N-Ac glutamat sintase

Vitamin dalam Metabolisme Asam AminoVitamin B-6 (pyridoxal phosphate)Folic acid (tetrahydrofolate)Vitamin B-12

Pada jalur? Asam amino?

Keterkaitan Antarorgan

Penyakit Terkait Metab. Asam AminoHomosisteinuria: Defisiensi enzim pembentuk

sistein. Penumpukan homosistein. Defek genetik.

Fenilketonuria: Kegagalan pembentukan tirosin dari fenilalanin karena gangguan enzim Fenilalanin hidroksilase

Maple Syrup Urine Disease: Penumpukan BCAA dan BC alpha-keto acid karena defisiensi branched-chain α-keto acid dehydrogenase

Homosistein

Fenilalanin

valine isoleucine leucine

a-ketoglutarate glutamate (transamination)

a-ketoisovalerate a-keto-b-methylbutyrate a-ketoisokaproate

oxidative decarboxylationDehydrogenase of a-keto acids*

CO2

NAD+

NADH + H+

isobutyryl CoA a-methylbutyryl CoA isovaleryl CoA

Dehydrogenation etc., similar to fatty acid b-oxidation

propionyl CoA acetyl CoA

acetoacetate

acetyl CoA

propionyl CoA+ +

BCAA

Senyawa NPN

NH3+NH2

H2N=C-HNCH2CH2CH2CHCO 2-

+NH3+

NH2CONHCH2CH2CH2CHCO2-

NO

Nitric oxide synthase (NOS)

Argininsitrulin+

Nitrat OksidaCell messenger Implicated in a wide range of physiological and pathophysiological events: Vasodilation:

Activates guanylyl cyclase cGMP Nitroglycerin Glycerin + NO Sildenafil (Viagra): in vascular smooth muscle: blocking

fosfodiesterase 5

fosfodiesterase 5 cGMP GMP

Keseimbangan NitrogenN positif (sintesis > katabolisme) mis. pertumbuhan,

penyembuhan,hamilN seimbang (sintesis =

katabolisme) mis. dewasa normal, sehatN negatif (sintesis < katabolisme) mis. kelaparan, sakit

TERIMA

KASIH