AAN KUSWANDI TAMHAR BEKASI: METABOLISME PROTEIN

METABOLISME PROTEIN

Katabolisme Protein

Protein yang terdapat di dalam sel dan makanan didegradasi menjadi monomer penyusunnya, yaitu asam amino, oleh enzim protease. Protease tersebut dapat berada di dalam lisosom maupun dalam lambung dan usus. Asam amino dihasilkan dari proses hidrolisis protein. Setelah gugus amin dilepas dari asam anino, beberapa asam amino diubah menjadi asam piruvat dan ada juga yang diubah menjadi asetil koenzim A. Gugus amin yang dilepas dari asam amino dibawa ke hati untuk diubah menjadi ammonia (NH₃) dan dibuang lewat urin. 1 gram protein menghasilkan energi yang sama dengan 1 gram karbohidrat, yaitu 4,1 kkal.

Katabolisme protein pertama kali berlangsung di dalam lambung. Di tempat ini, pepsin memecah protein dengan memutuskan ikatan peptida yang ada di sisi gugus amin (NH₂) bebas. Kemudian, di dalam usus, protein juga dipecah oleh tripsin dan kimotripsin. Hasil pemecahan ini adalah bagian-bagian kecil polipeptida. Selanjutnya, senyawa ini dipecah kembali oleh aktivitas aminopeptidase menjadi asam amino-asam amino bebas. Produk ini kemudian melalui dinding usus halus masuk ke dalam aliran darah menuju ke berbagai organ, lalu ke dalam sel.

Beberapa asam amino mengalami proses deaminasi dan dekarboksilasi. Proses deaminasi asam amino dapat terjadi secara oksidatif dan nonoksidatif. Contoh asam amino yang mengalami proses deaminasi oksidatif adalah asam glutamat. Reaksi pemecahan asam glutamate dikatalis oleh enzim L-glutamat dehidrogenase yang dibantu oleh NAD atau NADP.

Dekarboksilasi asam amino merupakan cara lain dalam degradasi asam amino penyusun protein. Reaksi ini menghasilkan senyawa amin. Pemecahan asam amino protein menghasilkan limbah nitrogen berupa ammonia. Senyawa ini bersifat racun bagi organism tertentu. Agar tidak membahayakan tubuh, biasanya gugus amino diekskresi dari tubuh dalam bentuk urea, yaitu suatu senyawa yang larut dalam air dan bersifat nontoksik. Pembentukan urea dimulai dari reaksi antara gugus amino dengan karbon dioksida. Urea yang terbentuk biasanya dikeluarkan dari tubuh melalui urin. Lihatlah skema

Asam amino dihasilkan dari proses hidrolisis protein. Setelah gugus amin dari asam amino dilepas, beberapa asam amino diubah menjadi asam piruvat dan ada juga yang diubah menjadi aasetil koenzim A. Gugus amin yang dilepas dari asam amino dibawa ke hati untuk diubah menjadi ammonia (NH₃) dan dibuang lewat urin.

Asam amino

Glutamat

HCO₃^- , 2ATP

NH₄⁺

H⁺ + 2ADP + Pi

Mitokondria

Karbamoil fosfat

Anabolisme Protein

Protein tersusun atas senyawa asam amino. Asam amino yang satu dengan asam amino yang lain dihubungkan oleh suatu ikatan peptide. Penggabungan molekul-molekul asam amino dipengaruhi oleh proses fosforilasi. Suatu molekul asam amino terdiri atas suatu gugus karboksil (-COOH) dan gugus amino (-NH₂). Penggabungan gugusan asam amino (-NH₂) pada suatu substrat disebut aminasi.

Ada dua cara sintesis protein, yaitu melalui reaksi aminasi reduksi dan reaksi transaminasi. Dalam penyusunan asam amino, asam glutamat memegang peranan yang penting. Asam glutamat terbentuk oleh adanya reaksi antara asam α-ketoglutarat dan NH₃ dengan bantuan enzim dehidrogenase glutamat. Aminasi dari asam oksaloasetat akan menghasilkan asam aspartat, dan aminasi dari asam piruvat akan menghasilkan alanin. Semua proses ini berlangsung dalam reaksi aminasi reduksi.

Reaksi-reaksi tersebut adalah :

Asam α-ketoglutarat + NH₃ asam α-iminoglutarat + H₂O

Asam α-iminoglutarat + NADH₂ ^{glutamat dehidrogenase} asam glutamat + NAD

Asam oksaloasetat + NH₃ + NADH₂^{aspartat dehidrogenase} asam aspartat + H₂O + NAD
Asam piruvat + NH₃ + NADH₂ ^{alanin dehidrogenase} alanin + H₂O + NAD

Reaksi transaminasi merupakan reaksi yang melibatkan transfer atau pemindahan gugus amino dari suatu asam amino ke suatu asam α-ketoglutarat baru dan asam amino baru. Enzim yang berperan adalah enzim transaminase.

Persamaan reaksinya adalah :

Sintesis asam aspartat dari asam glutamat.

Asam aspartat + asam oksaloasetat ^{glutamat aspartat dehidrogenase} asam α-ketoglutarat + asam aspartat

Sintesis protein merupakan penerjemahan rangkaian kode-kode genetika yang berjumlah ratusan, ribuan, bahkan jutaan, menjadi rangkaian asam amino suatu protein tertentu melalui suatu proses yang sangat kompleks. Sintesis protein akan dibahas lebih lanjut pada bab sintesis polipeptida.