Materi Biokimia-Metabolisme Protein (Katabolisme)(2)

  • View
    98

  • Download
    4

Embed Size (px)

Text of Materi Biokimia-Metabolisme Protein (Katabolisme)(2)

  • METABOLISME

    PROTEIN

    (KATABOLISME)

    BIOKIMIAProgram studi Ilmu dan Teknologi Pangan

    Universitas Sebelas Maret (UNS) Surakarta

    Dosen:

    Danar Praseptiangga, S.TP., M.Sc., Ph.D.

  • Senyawa makromolekul yang sangat vital bagi organisme dantersusun atas asam amino-asam amino yang dihubungkan melaluiikatan peptida, sehingga senyawa ini disebut juga polipeptida

    Struktur dan fungsi ditentukan oleh kombinasi, jumlah danurutan asam amino

    Sifat fisik dan kimiawi dipengaruhi oleh asam aminopenyusunnya

    Sumber asam-asam amino yang mengandung unsur-unsur C, H,O, dan N yang tidak dimiliki oleh lemak atau karbohidrat

    Bahan pembentuk jaringan-jaringan baru yang selalu terjadidalam tubuh dan mempertahankan jaringan yang telah ada

    Kekurangan protein dalam waktu lama dapat menggangguberbagai proses dalam tubuh dan menurunkan imunitas

    12/12/2012 Biokimia - Dr. Danar Praseptiangga

    2

    Protein

  • Protein dalam bahan makanan yang diserap oleh usus dalam bentuk asam amino

    Protein jika dihidrolisis dengan asam, alkali atau enzim akan dihasilkan campuran asam-asam amino

    Sebuah asam amino terdiri dari gugus amino, sebuah gugus hidroksil, sebuah atom hidrogen, dan gugus R yang terikat pada sebuah atom C

    Penggantian separuh dari jumlah kelompok protein tertentu dengan protein baru disebut half-time atau waktu paruh jangka hidup protein

    3

    Biokimia - Dr. Danar Praseptiangga

    Protein

  • Asam amino : sumber utama glukosa melalui jalur glukoneogenesis

    Glukoneogenesis dan glikogenolisis penting untuk memback-up sumber glukosa pada saat puasa

    Asam amino dalam tubuh terutama digunakan untuk sintesis protein. Jika asupan glukosa rendah, asam amino dapat diubah menjadi glukosa melalui jalur glukoneogenesis (pembentukan glukosa baru dari prekursor non karbohidrat)

    Proporsi protein sebagai sumber energi dalam diet yang dianjurkan adalah sebesar ~15%

    4

    Protein

    Biokimia - Dr. Danar Praseptiangga

  • H2NAminogroup C

    Side chain

    R

    H

    C

    O

    OH

    Carboxylgroup

    Non-ionized form

    STRUKTUR ASAM AMINO

    Biokimia - Dr. Danar Praseptiangga

    5

  • HH H H H H HO O O H H O H H O

    N C C N NC C C C

    H CH3 CH2

    OH

    N-terminus

    N C C

    CH2

    C

    O

    OH

    CH2

    N C C

    CH

    CH3H3C

    CH2

    OH

    H H O

    N C C

    H H O

    N C C

    H H O

    N C C

    CH2

    SH

    OH

    C-terminus

    POLYPEPTIDE CHAIN

    Biokimia - Dr. Danar Praseptiangga

    6

  • Amino Acids

    Biokimia- Dr. Danar Praseptiangga

    7

  • Klasifikasi Protein Atas dasar komposisi kimia penyusun :

    Protein sederhana (simple protein) protein yang tersusun hanya atas asam amino saja tanpamengikat senyawa lainnya.

    Protein terkonjugasi (conjugated protein) protein yang asam amino penyusunnya mengikatsenyawa lain baik organik maupun anorganik

    Protein turunan/derivate (derived protein) protein yang telah dimodifikasi baik secaraenzimatis, fisikawi maupun kimiawi

    Atas dasar kelarutannya :

    Albumin larut dalam air, mengendap dengan (NH4)2SO4 Globulin larut dalam garam netral (NaCl)

    Histone larut dalam air

    Prolamine larut dalam 50-90% etanol

    Protamine membentuk kompleks dengan asam nukleat

    Skleroprotein tidak larut dalam air

    Atas dasar bentuk :

    Fibrous protein protein yang berbentuk benang atau serabut (kolagen, elastin, keratin)

    Globular protein protein yang berbentuk globula; mempunyai sifat larut dalam air, asam, basa, dan etanol (albumin, laktalbumin)

    Biokimia- Dr. Danar Praseptiangga

    8

  • Klasifikasi Asam Amino 1. Asam amino non-polar atau hidrofobik

    Biokimia- Dr. Danar Praseptiangga

    9

  • Klasifikasi Asam Amino 2. Asam amino polar, hidrofilik, tidak bermuatan

    polar, netral

    Biokimia- Dr. Danar Praseptiangga

    10

  • Klasifikasi Asam Amino 3. Asam amino polar bermuatan positif dan bermuatan negatif

    Biokimia- Dr. Danar Praseptiangga

    11

  • Struktur Protein atas Konformasinya1. Struktur Primer

    adalah struktur protein ditinjau dari urutan asam aminonya

    contoh: H3N+ - Gly-Ala-Lys-Val-Met-Ala- COO-

    * The amino acid sequence of a protein

    is a unique characteristic of the protein

    is encoded by the nucleotide sequence of DNA, is thus a form ofgenetic information

    is read from the amino terminus to the carboxyl terminus

    Biokimia- Dr. Danar Praseptiangga

    12

  • Struktur Protein atas Konformasinya

    Biokimia- Dr. Danar Praseptiangga

    13

  • Struktur Protein atas Konformasinya2. Struktur Sekunder

    adalah struktur protein ditinjau tidak hanya atas urutan asamaminonya saja tetapi juga struktur bangunnya (berbentuk -heliks(stabil) atau -pleated sheet (lembaran berlipat), termasuk ikatanhidrogen yang menghubungkan antar ikatan peptida dalam satumolekul protein maupun antar molekul protein (inter-chain hydrogenbond)

    3. Struktur Tersier

    adalah struktur protein yang digambarkan kembali atas bentuk primerdan sekundernya sehingga diketahui bentuk lipatan intramolekulernya.Ikatan yang digambarkan tidak hanya ikatan antar peptida tetapi jugaikatan antar gugus R dari rantai peptida yang satu dengan yang laindan ditentukan oleh kombinasi dari berbagi interaksi : interaksihidrofobik (memberikan kekuatan utama untuk menstabilkan strukturtersier semua protein), ikatan disulfide (S-S), ikatan hidrogen yangterbentuk antar cabang yang polar (jarang dijumpai), dan ikatan ion(jarang dijumpai)

    Biokimia- Dr. Danar Praseptiangga

    14

  • Struktur Protein atas Konformasinya

    4. Struktur Kuartener

    adalah struktur protein yang teridri atas dua atau lebih strukturtersiernya yang bergabung secara kovalen. Dengan kata lain strukturini merupakan penggambaran struktur protein yang terdiri darisubunitnya yang saling berikatan secara kovalen

    Biokimia- Dr. Danar Praseptiangga

    15

  • Sifat-sifat fisikokimia protein

    Sifat fisikokimia setiap protein tidak sama, tergantungpada jumlah dan jenis asam aminonya

    BM protein sangat besar

    Ada protein yang larut dalam air dan ada yang tidaklarut dalam air tetapi seluruh protein tidak larut dalampelarut lemak

    Daya larut protein akan berkurang karena garamProtein akan terpisah sebagai endapan (salting out)

    Jika protein dipanaskan atau ditambahkan alkohol makaprotein akan menggumpal

    Protein dapat bereaksi dengan asam dan basa

    16

    Biokimia- Dr. Danar Praseptiangga

  • Kebutuhan protein

    Kebutuhan manusia akan protein dapat dihitung denganmengetahui jumlah nitrogen yang hilang

    Jika seseorang mengkonsumsi ransum tanpa protein, makanitrogen yang hilang tersebut pasti berasal dari protein tubuhyang dipecah untuk memenuhi kebutuhan metabolisme

    Kebutuhan protein untuk tubuh manusia rata-rata sebesar 1 gprotein/kg berat badan per hari

    17

    Biokimia- Dr. Danar Praseptiangga

  • Fungsi Protein dalam sel hidup Pembangun/pertumbuhan dan pemberi tenaga Pengatur proses dalam tubuh Memperbaiki sel yang rusak Komunikasi antar sel (cell signaling) Pembawa/transpor (misal: oksigen dibawa olehhemoglobin dalam darah)

    Media kontraksi jaringan (otot) Zat cadangan (pada susu dan biji-bijian) Zat pelindung (antibodi) Biokatalisator (enzim) Hormon Toksin (defense)

    Biokimia- Dr. Danar Praseptiangga

    18

  • PETA KONSEP

    Biokimia- Dr. Danar Praseptiangga

    19

    Proses Metabolisme:

    Anabolisme

    Katabolisme

    Karbohidrat, Lemak, Protein

    Proses sintesis sel dan enzim,

    memelihara steady state sel,

    penyerapan unsur hara, ekskresi

    senyawa, pergerakan sel

    Reaksi enzimatik,

    Reaksi Reduksi- OksidasiEnergi

  • LINTASAN METABOLISME PROTEIN

    Biokimia - Dr. Danar Praseptiangga

    20

    DIET PROTEIN

    ASAM AMINO

    TRANSAMINASI

    KARBOHIDRAT/

    GLUKOSA

    NITROGEN AMINO

    DALAM GLUTAMAT

    DEAMINASI

    NH3

    UREA/UREUM

    ASETIL-KOA

    SIKLUS ASAM

    SITRAT

    BENDA KETON

    DERIVAT NITROGEN

    (non protein

    Protein jaringan

  • JALUR BERSAMA METABOLISME

    21

    TRANSPORT ELEKTRON

    Biokimia - Dr. Danar Praseptiangga

  • 22

    Biokimia - Dr. Danar Praseptiangga

  • Metabolic Pool of Amino Acids

    Biokimia - Dr. Danar Praseptiangga

    23

  • Summary of Protein Metabolism

    a) keto acids are funneled into the Krebs cycle (glucogenic/ketogenic)

    b) NH4+ is cleared via urea, NH4

    +, with uric acid however major product is urea (80%)

    c) Creatine/creatinine important for energy consideration

    Biokimia - Dr. Danar Praseptiangga

    24

  • Makanan (protein) Asam Amino

    25

    HATI

    ASAM KETO

    UREA

    SIKLUS ASAM SITRATSEL TUBUH

    ESENSIAL

    Biokimia - Dr. Danar Praseptiangga

  • Protein dalam

    makanan

    Asam Amino

    A. A dalam darah

    A.A. dl HATI

    (ektrasel)

    A.A. Dalam darah A. A. dl Hati

    (intra sel)

    PROTEIN

    Senyawa N lain A. A. ektra sel

    A. A. intra sel

    PROTEI

    N A. Keto Asam lemak

    S

    urea

    Sik. A. Sitrat A. Keto NH3

    pencernaan

    absorbsi

    Biokimia - Dr. Danar Praseptiangga

    26

  • SUMBER ASAM AMINO

    Asam amino yang beredar dalam darah dapat berasaldari : - katabolisme protein makanan

    - sintesis dalam tubuh

    Protein makanan

    Protein yang berasal dari

Search related