Makalah Perubahan Asam Amino Menjadi Pro
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.
1
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.
2
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
3
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
4
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 NH 3 → 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:
Asam amino sebagai prazat
Glisin
Produk khusus
Berkaitan dengan system heme, sintesis
purin,sintesis glutation, asam glikoholat,
sintesis kreatinin.
Donor gugusan metil
Sintesis kreatinin
Histamin
Serotonin,melatonin
Melanin,adrenalin,noradrenalin,tiroksin
Metionoin
Arginin
Eistidin
Tripotofan
Fenilanin dan Tirosin
5
Glutamat
Gama amino butyric acid (GABA) =
neurotransmitter
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.
6
Tabel Nama dan struktur 20 macam asam amino penyusun protein.
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Nama Biasa
Alanin
Valin
Leusin
Isoleusin
Prolin
Fenilalanin
Triptofan
Metionin
Glisin
Serin
Treonin
Sistein
Tirosin
Asparagin
Glutamin
Asam aspartat
Asam glutamate
Lisin
Arginin
Histidin
Nama Sistematika
As. 2-amino propanoat
As. 2-amino-3-metil butanoat
As. 2-amino-4-metil pentanoat
As. 2-amino-4-metil pentanoat
As.2-amino-3 fenilpropanoat
As. 2-amino-3 fenilpropanoat
As. 2-amino-3 (3-idolil)-propanoat
As. 2-amino-4-(metal tin) butanoat
As. 2 amino etanoat
As. 2-amino-3-hidroksil propaniat
As. 2-amino-3-hidroksin propaniat
As. 2-amino-3-merkapto propanoat
As. 2-amino-3-(p-hidroksil fenil) propanoat
As. 2-amino-suksinat
As. 2 amino glutaramat
As. 2-amino-suksinat
As. 2-glutarat
As. 2,6-diamino-heksanoat
As. 2-amino-5-guanido valerat
As. 2-amino-3-imidazol propanoat
Table 20 macam asam amino
No
Nama biasa
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Alanin
Valin
Leusin
Isoleusin
Prolin
Fenilalanin
Triptofan
Metionin
Glisin
Serin
Singkatan (symbol)
3 huruf
1 huruf
Ala
A
Val
V
Leu
L
Ile
I
Pro
P
Fen
F
Trp
W
Met
M
Gli
G
Ser
S
7
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Treonin
Sistein
Tirosin
Asparagin
Glutamin
Asam aspartat
Asam glutamat
Lisin
Arginin
Histidin
Tre
Sis
Tiv
Asn
Gln
Asp
Glu
Lis
Arg
His
T
C
Y
N
G
D
E
K
R
H
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
8
demikian secara tidak langsung membentuk sulfat urin (yakni, lewat sistein). Lsistein 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, 5hidroksitriptofan, 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 5hidroksitriptofan. 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
9
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 5hidroksiindolasetat 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 H 2O2 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.
10
7. Tirosin Membentuk Epinefrin Dan Norepinefrin
Tirosin adalah precursor epinefrin dan norepinefrin yang dibentuk didalam selsel 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
11
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.
12
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 genetic yang akan kita bawa sebagai gen hereditas suatu
individu dari induknya. Oleh karenanya kita akan memiliki sebuah kode genetic
dengan susunan yang hamper mirip dengan saudara kita, yang menandakan
adanya hubungan keluarga yaitu pada kode genetic 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
13
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-asamamino.html. Diambil pada Februari 2014.
Syafutri, Yuniza . (2011). Metabolisme Protein.
http://yunizasyafutrieza.blogspot.com/2011/05/metabolisme-protein.html.
Diambil pada Februari 2014.
14
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.
1
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.
2
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
3
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
4
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 NH 3 → 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:
Asam amino sebagai prazat
Glisin
Produk khusus
Berkaitan dengan system heme, sintesis
purin,sintesis glutation, asam glikoholat,
sintesis kreatinin.
Donor gugusan metil
Sintesis kreatinin
Histamin
Serotonin,melatonin
Melanin,adrenalin,noradrenalin,tiroksin
Metionoin
Arginin
Eistidin
Tripotofan
Fenilanin dan Tirosin
5
Glutamat
Gama amino butyric acid (GABA) =
neurotransmitter
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.
6
Tabel Nama dan struktur 20 macam asam amino penyusun protein.
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Nama Biasa
Alanin
Valin
Leusin
Isoleusin
Prolin
Fenilalanin
Triptofan
Metionin
Glisin
Serin
Treonin
Sistein
Tirosin
Asparagin
Glutamin
Asam aspartat
Asam glutamate
Lisin
Arginin
Histidin
Nama Sistematika
As. 2-amino propanoat
As. 2-amino-3-metil butanoat
As. 2-amino-4-metil pentanoat
As. 2-amino-4-metil pentanoat
As.2-amino-3 fenilpropanoat
As. 2-amino-3 fenilpropanoat
As. 2-amino-3 (3-idolil)-propanoat
As. 2-amino-4-(metal tin) butanoat
As. 2 amino etanoat
As. 2-amino-3-hidroksil propaniat
As. 2-amino-3-hidroksin propaniat
As. 2-amino-3-merkapto propanoat
As. 2-amino-3-(p-hidroksil fenil) propanoat
As. 2-amino-suksinat
As. 2 amino glutaramat
As. 2-amino-suksinat
As. 2-glutarat
As. 2,6-diamino-heksanoat
As. 2-amino-5-guanido valerat
As. 2-amino-3-imidazol propanoat
Table 20 macam asam amino
No
Nama biasa
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Alanin
Valin
Leusin
Isoleusin
Prolin
Fenilalanin
Triptofan
Metionin
Glisin
Serin
Singkatan (symbol)
3 huruf
1 huruf
Ala
A
Val
V
Leu
L
Ile
I
Pro
P
Fen
F
Trp
W
Met
M
Gli
G
Ser
S
7
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Treonin
Sistein
Tirosin
Asparagin
Glutamin
Asam aspartat
Asam glutamat
Lisin
Arginin
Histidin
Tre
Sis
Tiv
Asn
Gln
Asp
Glu
Lis
Arg
His
T
C
Y
N
G
D
E
K
R
H
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
8
demikian secara tidak langsung membentuk sulfat urin (yakni, lewat sistein). Lsistein 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, 5hidroksitriptofan, 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 5hidroksitriptofan. 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
9
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 5hidroksiindolasetat 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 H 2O2 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.
10
7. Tirosin Membentuk Epinefrin Dan Norepinefrin
Tirosin adalah precursor epinefrin dan norepinefrin yang dibentuk didalam selsel 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
11
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.
12
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 genetic yang akan kita bawa sebagai gen hereditas suatu
individu dari induknya. Oleh karenanya kita akan memiliki sebuah kode genetic
dengan susunan yang hamper mirip dengan saudara kita, yang menandakan
adanya hubungan keluarga yaitu pada kode genetic 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
13
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-asamamino.html. Diambil pada Februari 2014.
Syafutri, Yuniza . (2011). Metabolisme Protein.
http://yunizasyafutrieza.blogspot.com/2011/05/metabolisme-protein.html.
Diambil pada Februari 2014.
14