METABOLISME PROTEIN

oleh

TETI ANDRIANTI

61109012

Fakultas Kedokteran Universitas Batam

Batam

Januari, 2010

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur saya panjatkan kepada Allah, karena berkat limpahan rahmat dan

karunia-Nya, saya dapat menyelesaikan referat ini. Tak lupa shalawat beserta salam saya

sampaikan kepada Nabi Muhammad SAW yang telah membawa umat dari alam kebodohan ke

alam yang berilmu pengetahuan seperti sekarang ini.

Begitu banyak pengetahuan dan penjelasan didalam ilmu kesehatan khususnya dalam

ilmu kedokteran. Sebagai mahasiswa kedokteran kita harus memahami ilmu apa saja yang

terdapat didalam kesehatan ini, baik yang berupa pengetahuan teori, praktek maupun lisan.

Dalam referat ini, saya membahas tentang metabolism protein. Referat ini disajikan berdasarkan

referensi yang di dapatkan dari teks book.

Ucapan terimakasih yang tak terhinga bagi pembimbing yang telah membimbing saya.

Sesungguhnya apa yang saya bikin tidak sesempurna yang dinginkan, dan saya mohon maaf

apabila ada kesalahan yang tidak disengaja, kritik dan saran sangat saya harapkan demi referat

yang lebih baik lagi.

Batam, Januari 2010

penulis

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL.......................................................................................................... i

KATA PENGANTAR...................................................................................................... ii

DAFTAR ISI.................................................................................................................... iii

BAB I

Pendahuluan...................................................................................................................... 1

I.1 Latar Belakang.................................................................................................. 2

I.2 Identifikasi Masalah......................................................................................... 2

I.3 Tujuan pembelajaran......................................................................................... 2

BAB II

Tinjauan Pustaka............................................................................................................... 3

BAB III

Pembahasan..................................................................................................................... 20

BAB VI

Penutup.............................................................................................................................. 7

REFERENSI.................................................................................................................... 22

BAB 1

PENDAHULUAN

Protein (akar kata protos dari bahasa Yunani yang berarti "yang paling

utama") adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan

polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain

dengan ikatan peptida. Molekul protein mengandung karbon, hidrogen, oksigen,

nitrogen dan kadang kala sulfur serta fosfor. Protein berperan penting dalam struktur

dan fungsi semua sel makhluk hidup dan virus.

Kebanyakan protein merupakan enzim atau subunit enzim. Jenis protein lain

berperan dalam fungsi struktural atau mekanis, seperti misalnya protein yang

membentuk batang dan sendi sitoskeleton. Protein terlibat dalam sistem kekebalan

(imun) sebagai antibodi, sistem kendali dalam bentuk hormon, sebagai komponen

penyimpanan (dalam biji) dan juga dalam transportasi hara. Sebagai salah satu

sumber gizi, protein berperan sebagai sumber asam amino bagi organisme yang tidak

mampu membentuk asam amino tersebut (heterotrof).

Protein merupakan salah satu dari biomolekul raksasa, selain polisakarida,

lipid, dan polinukleotida, yang merupakan penyusun utama makhluk hidup. Selain

itu, protein merupakan salah satu molekul yang paling banyak diteliti dalam

biokimia. Protein ditemukan oleh Jöns Jakob Berzelius pada tahun 1838.

I.I Latar Belakang

Banyak penyakit yang ditimbulkan oleh kesalahan manusia itu sendiri.

Salah satunya adalah pada proses metabolism protein. Akibat kekurangtahuan pada

metabolism protein ini, menyebabkan terjadinya berbagai kemungkinan penyakit.

Salah satunya adalah arthritis gout. Oleh karena itu, kita perlu mengetahui

bagaimana metabolism protein terjadi, agar kita dapat mencegah timbulnyah

berbagai penyakit dan memiliki pola hidup yang sehat.

I.2 Identifikasi Masalah

Berdasarkan scenario 1 pada blok biomedik, pasien (Nyonya Ani) mengalami

berbagai gangguan dalam kesehatannya. Salah satu nya adalah gangguan

metabolisme protein, dapat dilihat dari hasil pemeriksaan laboratorium yang

menyatakan kadar asam urat dalam darah pasien adalah 8 mg/dL, sedangkan kadar

asam urat dalam darah normal adalah 4 mg/dL.

I.3 Tujuan

Agar mahasiswa mampu menjelaskan dan memahami proses metabolime

protein.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

PROTEIN

Protein dibuat dari sejumlah besar asam amino yang dirangkai membentuk

rantai oleh ikatan peptida yang menghubungkan gugus amino di satu gugus karboksil

di asam amino berikutnya. Selain itu beberapa protein mengandung karbohidrat

(glikoprotein) dan lemak (lipoprotein). Rantai asam amino yang lebihn kecil disebut

peptide atau polipeptida. Rantai yang mengandung 2-10 residun asam amino disebut

peptida, rantai yang mengandung lebih dari 10 tetapi kurang dari 100 residu asam

amino disebut polipeptida, dan rantai yang mengandung 100 atau lebih residu asam

amino disebut protein.

Urutan asam amino di rantai peptide disebut struktur primer suatu protein.

Rantai-rantai tersebut tergulung-gulung dan berlipat-lipat sangat kompleks, dan

istilah struktur sekunder suatu protein adalah susunan spasial (ruang) yang

dihasilkan oleh gulungan dan lipatan tersebut. Struktur tersier suatu protein adalah

susunan rantai-rantai yang tergulung menjadi lapisan, Kristal, atau serat. Banyak

molekul protein terbentuk dari subunit-subunit, dan istilah struktur kuatener

digunakan untuk menyebutkan susunan subunit-subunit tersebut.

Struktur Protein

1) Struktur Primer

Tingkat struktur ini mengacu pada jumlah dan urutan asam amino dalam

suatu protein

2) Struktrur Sekunder

Tingkatan berikut ini lazimya mengacu pada jumlah polipeptida sebagai

akibat ikatan hidrogen diantara ikatan peptida.

3) Struktur Tersier 4) Struktur Kuartener

KEBUTUHAN ASAM AMINO MANUSIA

Secara nutrisonal esensial Secara nutrisional non

esensial

Arginin Alanin

Histidin Asparagin

Isoleusin Aspartat

Leusin Sistein

Metionin Glutamate

Fenilalanin Glutamine

Treonin Glisin

Tritofan Hidroksiprolin

Valin Hidroksilisin

Lisin Prolin

Sarin

Tirosin

Protein Plasma

Tipe utama protein yang terdapat dalam plasma adalah albumin, globulin dan

fibrinogen.

Fungsi utama albumin adalah membentuk tekanan osmotik koloid di

dalam plasma, yang akan mencegah hilangnya plasma dari kapiler.

Globulin melakukan sejumlah fungsi enzimatik dalam plasma, tetapi

yang sama pentingnya, globulin berperan pada imunitas alamiah tubuh dan imunitas

tubuh yang didapat untuk melawan invasi organism.

Fibrinogen berpolimerisasi menjadi pilinan fibrin yang penjang selama

proses koagulasi darah. Dengan demikian, terbentuk bekuan darah kyang akan

membantu memperbaiki kebocoran system sirkulasi.

Pembentukan Protein Plasma

Pada dasarnya, semua albumin dan fibrinogen plasma dan 50-80% globulin

dibentuk di hati. Sisa globulin dibentuk hamper seluruhnya di jaringan limfoid.

Kecepatan pembentukan protein plasma oleh hati sebanyak 30 gram/hari.

Keadaan penyakit tertentu menyebabkan hilangnya protein plasma dengan cepat.

Luka bakar berat yang menghilangkan area permukaan kulit yang luas menyebebkan

kehilangan plasma sebanyak beberapa liter tiap hari melalui area yang terbakar.

Pembentukan protein plasma yang cepat oleh hati berguna untuk mencegah kematian

pada keadaan tersebut.

Pada sirosis hati, sejumlah besar jaringan fibrosa terbentuk di antara sel-

sel parenkim hati, sehingga kemampuannya untuk mensintesis protein plasma

menjadi berkurang. Hal tersebut akan menurunkan tekanan osmotic koloid plasma

sehingga akan terjadi endema seluruh tubuh.

Protein Plasma sebagai Sumber Asam Amino untuk Jaringan.

Sewaktu jaringan kekurang protein, protein plasma dapat bertindak

sebagai sumber untuk menggantikan kembali protein jaringan dengan cepat. Seluruh

protein plasma dapat diinhibisi in toto oleh mekrofag jaringan melalui proses

pinositosis, bagitu berada di dalam sel ini. Protein plasma dipecah menjadi asam

amino yng ditranspor kembali ke dalam darah dan dipakai di seluruh tubuh untuk

membangun protein sel di manapun protein tersebut dibutuhkan. Protein plasma

berfungsi sebagai media penyimpanan protein yang labil dan merupakan sumber

asam aminoyang tersedia dengan mudah bila jaringan tertentu membutuhkannya.

Metabolisme Asam Amino

Asam-asam amino diperlukan untuk membentuk protein . sebagian harus

dipasok dari makanan (asam amino esensial) karena tidak sapat dibentuk tubuh.

Sisanya adalah asam amino nonesensial, yang berasal dari makanan, tetapi juga

dapat dibentuk dari zat-zat antara metabolic melalui transaminasi dengan

menggunakan nitrogen amino dari asam amino lain. Setelah deaminasi, nitrogen

amino diekskresikan sebagai urea, dan kerangka karbon yang tersisa setelah

transaminasi dapat (1) dioksidasi menjadi CO2 melalui siklus asam sitrat; (2)

digunakan untuk membentuk glukosa (glukoneogenesis); atau (3) untuk membentuk

badan keton.

Jalur Metabolik Diberbagai Tingkat Susunan

1. Di tingkat jaringan dan organ, sifat subsrat yang masuk dan metabolik

yang keluar dari jaringan dan organ dapat diketahui.

2. Di tingkat subselular, setiap organel sel (mitokondria) atau kompartemen

(sitosol) memiliki peran tertentu yang membentuk sebagian pola jalur metabolic

subselular.

Ditingkat Jaringan Dan Organ, Sirkulasi Darah Mengintegrasikan Metabolisme

Asam amino yang berasal dari pencernaan protein makanan dan glukosa

yang berasal dari pencernaan karbohidrat diserap melalui vena porta hati. Hati

memiliki peran mengatur konsentrasi berbagai metabolit larut air dalam darah. Pada

kasus glukosa, hal ini dicapai dengan menyerap glukosa yang melebihi kebutuhan

saat ini dan mengubahnya menjadi glikogen atau lemak (lipogenesis). Di antara

waktu makan, hati bekerja mempertahankan kadar glukosa darah dari glikogen

(glikogenolisis) dan bersama dngan ginjal, dengan mengubahn metabolit

nonkarbohidarat, seperti laktat, gliserol, dan asam amino menjadi glukosa

(glukoneogenesis). Hati juga membentuk berbagai protein plasma utama (albumin)

dan mendeaminasi asam amino yang melebihi kebutuhan dan membentuk urea yang

diangkut ke ginjal untuk diekskresikan.

Di Tingkat Subselular, Glikolisis Berlangsung di Sitosol dan Siklus Asam Sitrat di

Mitokondria

Peran sentral mitokondria terlihat jelas karena organel ini bekerja sebagai

focus metabolisme karbohidarat, lipis dan asam amino. Mitokondria mengandung

enzim-enzim siklus asam sitrat, oksidasi-β asam lemak dan ketogenesis serta rantai

resipiratorik dan ATP sintase.

Pada glukoneogenesis substrat seperti laktat dan piruvat yang terbentuk di

siitosol memasuki mitokondria untuk menghasilkan oksaloasetat sebagai precursor

untuk sintesis glukosa.

Proses Glukoneogenesis

Siklus Asam Sitrat

Jalur katabolik utama untuk asetil-KoA pada organism aerob. Asetil-KoA

produk katabolisme protein diibawa ke siklus asam sitrat dan di oksidasi menjadi

CO2, disertai pembebasan ekuivalen pereduksi (2H). Oksidasi 2H selanjutnya di

rantai respiratorik menyebabkan fosforilasi ADP menjadi ATP. Untuk 1 putaran

siklis, dihasilkan 11 ATP melalui fosforilasi oksidatif dan 1 ATP dihasilkakn di

tingkat substrat dari perubahan suksinil-KoA menjadi suksinat.

Biosintesis Urea

Biosintesis urea berlangsung dalam 4 tahap:

1. Transaminasi

2. Deaminasi oksidatif glutamate

3. Transport ammonia

4. Reaksi siklus urea

Transaminasi

Transaminasi saling mengkonversi pasangan-pasangan asam α-amino dan

asam α-keto. Semua asam amino protein kecuali lisin, treonin, prolin dan

hidroksiprolin ikut serta dalam transaminasi. Transaminasi berlangsung reversible,

dan aminotransferase juga berfungsi dalam biosintesis asam amino.

Alanin - piruvat aminotransferase (alanin aminotransferase ) dan glutamate–

α-ketoglutarat amino transferase (glutamate aminotransferase) mengatalisis

pemindahan gugus amino ke piruvat (membentuk alanin) atau ke α-ketoglutarat

membentuk glutamate. Masing-masing aminotransferase bersifat transferase bersifat

spesifik untuk satu pasangan substrat, tetapi tidak spesifik untuk pasangan lain.

Pemindahan nitrogen amino ke α-ketoglutarat membentuk L-glutamat.

Pemindahan nitrogen ini sebagai ammonia kemudian dikatalisis oleh L-glutamat

dehidrogenase (GDH) hati, yang dapat menggunakan NAD+ atau NADP+.

Deaminasi Oksidasi

Terjadi di hati. Satu asam imino dibentuk oleh dehidrogenase, dan senyawa

ini dihidrolisis menjadi asam keto, dengan menghasilkan NH4.

Flavin terduksi mengalami reoksidasi oleh oksigen molecular, dan

membentuk hydrogen peroksida (H2O2), yang kemudian terurai menjadi O2 dan H2O

oleh katalase.

Glutamin Sintase Mengikat Amonia Menjadi Glutamin

Ammonia bersifat toxik bagi susunan saraf pusat. Gejala intoksikasi

ammonia mencakup tremor, berbicara pelo, penglihatan kabur, koma dan akhirny

kematian. Ammonia bias bersifat toksik bagi otak karena xat ini bereaksi dengan α-

ketoglutarat untuk membentuk glutamate. Kadar α-ketoglutarat yang menurun ini

kemudian menggangu fungsi siklus asam trikarboksilat di neuron.

Oleh karena itu glutamine dikatalisis oleh Glutamine sintase. Glutamine

berfungsi mengubah ammonia menjadi suatu bentuk yang nontoksik.

Siklus Urea

Sebagian besar NH4+ yang terbentuk oleh deaminasi asam amino di hati

diubah menjadi urea, dan urea diekskresikan di dalam urine. NH4+ membentuk

karbomil fosfat, dan di mitokondria gugus ini dipindahkan ke ornitin, membentuk

sitrulin. Enzim yang berperan adalah ornitin karbamoiltransferase. Arginin diubah

menjadi sitrulin , setelah itu ureanya dipisahkan dan ornitin kembali terbentuk.

Gugus-gugus yang mengandung nitrogen dan ikut berperan membentuk urea

diarsir. Reaksi 1 dan 2 terjadi di matriks mitokondriahati dan reaksi 3,4, dan 5 di

sitosol hati. CO2 (sebagai bikarbonat), ion ammonium, ornitin dan sitrulin masuk ke

matriks mitokondria melaluipembawa spesifik (lihat lingkaran biru) yang terdapat di

membrane dalam mitokondria.

Asam Urat

Biosintesis nukleotida purin

Jaringan tubuh dapat mensintesis purin dari zat-zat antara amfibolik. Asam

nukleat dan nukleotida yang dimakan diuraikan di saluran cerna menjadi

mononukleotida sehingga dapat diserap atau diubah menjadi basa purin. Basa purin

lalu dioksidasi menjadi asam urat yang akan diabsorbsi maupun diekskresikan dalam

urine.

Biosintesis purin dimulai dari α-D-ribosa 5 fosfat yang dikatalisi oleh enzim

menjadi inosin monofosfat (IMP).

Dua mekanismem meregulasi perubahan IMP menjadi GMP dan AMP.

Masing-masing menginhibisi adenilosuksinat sintase dan IMP dehigrogenase. Selain

itu perubahan IMP menjadi adenilosuksinat hingga menjadi AMP membutuhkan

GTP, dan perubahan xantinilat (XMP) menjadi GMP membutuhkan ATP. Regulasi

ini berfungsi menurunkakn sintesis sebuah nukleotida purin jika terjadi defisiensi

nukleotida-nukleotida lain.

Katabolisme Purin Menjadi Asam Urat

Manusia mengubah adenosine dan guanosin menjadi asam urat. Adenosine

mula-mula diubah menjadi inosin oleh adenosine deaminase. Selain pada primata

tingkat tinggi, uratase mengubah asam urat menjadi alatoin, suatu produk yang larut

air pada mamalia. Namun pada manusia tidak memiliki uratase, produk akhir

metabolisme purin adalah asam urat.

Gout “Primer” & “Sekunder”

Gout adalah penyakit yang ditandai oleh serangan artritis berulang; endapan urat

di persendian, ginjal, dan jaringan lain; dan peningkatan kadar asam urat dalam darah dan

urine. Sendi yang paling sering terkena mula-mula adalah sendi metatarsofalangea ibu jari

kaki. Ada dua bentuk gout “primer”. Pertama, produksi asam urat meningkat karena

berbagai kelainan enzim. Kedua, terdapat defisit selektif pada transpor asam urat oleh

tubulus ginjal.

Pada gout “sekunder”, kadar asam urat di dalam cairan tubuh meningkat sebagai

akibat ekskresi yang menurun atau produksi yang meningkat karena proses penyakit lain.

Sebagai contoh, ekskresi menurun pada pasien yang diberi obat diuretik dan mereka yang

menderita penyakit ginjal. Produksi meningkat pada leukemia dan penumonia karena

meningkatnya pemecahan sel darah putih yang kaya asam urat.

Terapi gout ditujukan untuk meredakan artritis akut dengan obat seperti kolkisin

atau obat antiradang nonsteroid dapat menurunkan kadar asam urat dalam darah. Kolkisin

tidak memengaruhi metabolisme asam urat, dan tampaknya obat ini meredakan serangan

gout dengan menghambat fagositosis kristal asam urat oleh leukosit, suatu proses yang

agaknya menimbulkan gejala sendi. Fenilbutazon dan probenesid menghambat reabsorpsi

asam urat di tubulus ginjal. Allopurinol, yang menghambat xantin oksidase, adalah salah

satu obat yang digunakan untuk menurunkan produksi asam urat.

.

BAB III

PEMBAHASAN

Diketahui bahwa nyonya Ani mengalami gangguan metabolisme . Salah

satunya adalah gangguan metabolisme protein. Dapat dilihat dari kadar asam urat

Nyonya Ani yaitu 8 mg/dL, dimana kita tahu bahwa yang normal adalah 4 mg/dL.

Kadar asam urat Nyonya Ani merupakan 2 kali lipat dari yang normal. Hal ini

merupakan masalah yang serius apabila tidak diobati. Kadar asam urat yang tinggi

akan mendapatkan resiko terkena penyakit artritis gout. Gout adalah penyakit yang

ditandai oleh serangan artritis berulang, endapan urat di persendian, ginjal, dan

jaringan lain; dan peningkatan kadar asam urat dalam darah dan urine.

Peningkatan kadar asam urat dalam darah darah disebabkan oleh pola

makan yang salah. Terlalu banyak mengkonsumsi purin menyebabkan terjadinya

pembentukan asam urat. Ketika kadar asam urat melebihi batas kelarutannya,

terjadilah kristalisasi natrium urat di jaringan lunak dan sendi sehingga menimbulkan

reaksi inflamasi, artritis gout. Namun sebagian besar kasus gout mencerminkan

gangguan pengaturan asam urat di ginjal.

Terapi non obat

       pasien disarankan mengurangi asupan makanan yang mengandung tinggi

purin (misalnya organ, kacang-kacangan), alkohol dan menurunkan berat badan bila

obesitas.

Terapi obat

Probenesid dan sulfinpyrazone

Probenesid dan sulfinpyrazone meningkatkan klirens ginjal untuk

mengeluarkan asam urat dengan menghambat reabsorbsi asam urat di tubular ginjal.

Probenesid diberikan dengan dosis awal 250 mg dua kali sehari selama 1-2 minggu,

kemudian 500 mg dua kali sehari selama 2 minggu. Dosis awal sulfinpirazon 50 mg

dua kali sehari selama 3-4 minggu, kemudian 100 mg dua kali sehari, ditingkatkan

dosis sehari dengan peningkatan 100 mg tiap minggu sampai 800 mg per hari.

 

Allopurinol

Allopurinol merupakan inhibitor xantin oksidase dengan menghambat

pembentukan hipoxantin menjadi xantin dan xantin menjadi asam urat. Karena

waktu paruhnya yang panjang, allopurinol dapat diberikan sehari sekali. Allopurinol

merupakan obat pilihan antihiperurisemia pada pasien dengan riwayat batu urat atau

gangguan fungsi ginjal.

 

BAB IV

PENUTUP

Setelah mengetahui pembahasan mengenai metabolisme protein, diharapkan kita

dapat mengatur pola makan yang lebih sehat dan lebih baik lagi. Dengan demikian kita

dapat menghindari berbagai kemungkinan penyakit yang disebabkan oleh gangguan

metabolime protein.

DAFTAR PUSTAKA

William F. Ganong. 2008. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran ed 22. EGC, Jakarta:EGC

Murray Robert.K, dkk.2009. Biokimia Harper, edisi 27. Jakarta : EGC.

Guyton & Hall.2007. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran, edisi 11. Jakarta : EGC

http://www.farmasiku.com/index.php?target=categories&category_id=177