MAKALAH

JASAD HIDUP

Oleh:

Kelompok 9

Dhina Puspitaningrum (141710101016)

Yogi Dwi Anggoro P (141710101049)

Syafrizal Fendiansyah (141710101028)

Rizka Dwi Khairunnisa (141710101103)

TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS JEMBER

TAHUN 2014

METABOLISME PROTEIN

1.Pengertian Protein, Asam amino, dan Metabolisme

1.1 Pengertian protein

Protein adalah suatu senyawa organik yang mempunyai ikatan peptida dan  berasal dari

monomer asam amino. Protein merupakan salah satu dari biomolekul raksasa, selain polisakarida,

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

1.2 Pengertian Asam amino

Asam amino adalah asam karboksilat yang mempunyai gugus amino. Asam amino terbagi

atas 2 macam,yaitu :

a. Asam amino essensial adalah asam amino yang tidak dapat di sintesis oleh tubuh dan

berasal dari makanan yang kita makan. Contohnya : Histidin, Isoleusin, Leusin, Lysin,

Metionin, Fenilalanin, Treonin, Triftofan, Valin.

b. Asam amino non Essensial adalah asam amino yang dapat disintesis oleh tubuh dan

yang berasal dari tubuh. Contohnya : Alanin, Arginin, Asparagin, Asam aspartat,

Cysteine, Asam glutamat, Glutamine, Glycine, Proline, Serine, Tyrosine, Hydroxylysine,

Hydroxyproline.

Asam amino mempunyai 3 peranan dalam metabolisme, yaitu : berperan sebagai substrat

untuk sistesis protein, menyediakan nitrogen untuk sintesis senyawa yang mengandung nitrogen

lainnya, dan dikatabolisme sebagai energi.

1.3 Metabolisme

Matabolisme adalah segala  proses kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup. Proses

metabolisme terbagi menjadi dua,yaitu :

a. Anabolisme adalah proses sintesis molekul kimia kecil menjadi besar yang membutuhkan

energi (ATP).

b. Katabolisme adalah proses penguraian molekul besar menjadi molekul kecil yang

melepaskan energi (ATP).

2. Katabolisme asam amino

Proses katabolisme asam amino terjadi ketika makanan yang kita makan kebutuhannya

melampaui kebutuhan untuk proses sintesis protein dan lintasan anabolik lainnya. Sehingga akan

digunakan untuk proses katabolisme untuk pembentukan energi (ATP) dan diubah menjadi subtrat

untuk sintesis asam lemak. Satu perempat asam amino yang dilepaskan pada proses ini

dikatabolisme, bersama-sama dengan kelebihan asam amino dalam makanan dan sisanya akan

mengalami repolimerisasi menjadi protein.

Asam-asam amino tidak dapat disimpan oleh tubuh. Jika jumlah asam amino berlebihan

atau terjadi kekurangan sumber energi lain (karbohidrat dan protein), tubuh akan menggunakan

asam amino sebagai sumber energi. Tidak seperti karbohidrat dan lipid, asam amino memerlukan

pelepasan gugus amin. Gugus amin ini kemudian dibuang karena bersifat toksik bagi tubuh. Ada 2

tahap pelepasan atau pemecahan gugus amin dari asam amino, yaitu:

a. Transaminasi

Transaminasi ialah proses katabolisme asam amino yang melibatkan  pemindahan gugus

amino dari satu asam amino kepada asam amino lain. Dalam reaksi transaminasi ini

gugus amino dari suatu asam amino dipindahkan kepada salah satu dari tiga senyawa

keto, yaitu asam piruvat, a ketoglutarat atau oksaloasetat, sehingga senyawa keto ini

diubah menjadi asam amino, sedangkan asam amino semula diubah menjadi asam keto.

Dalam transaminasi ada dua enzim yang berperan penting sebagai katialis,yaitu Alanin

transaminase merupakan enzim yang mempunyai kekhasan terhadap asam piruvat-alanin

dan Alanin transaminase merupakan enzim yang mempunyai kekhasan terhadap asam

piruvat-alanin.

Reaksi transaminasi ini terjadi didalam mitokondria maupun dalam cairan

sitoplasma. Semua enzim transaminase tersebut dibantu oleh piridoksalfosfat sebagai

koenzim. Reaksi transaminasi bersifat reversible. Pada reaksi ini tidak ada gugus amino

yang hilang, karena gugus amino yang dilepaskan oleh asam amino diterima oleh asam

keto. Reaksi transaminasi ini bersifat reversible (tidak dapat balik). Pada reaksi ini tidak

ada gugus amino yang hilang, karena gugus amino yang dilepaskan oleh asam amino

diterima oleh asam keto.

Berikut adalah contoh reaksi transaminasi. Perhatikan alanin mengalami

transaminasi menjadi  glutamat. Pada reaksi ini dibutuhkan enzim alanin

aminotransferase.

b. Deaminasi Oksidatif

Deaminasi adalah suatu reaksi kimiawi pada metabolisme yang melepaskan gugus

amina dari molekul senyawa asam amino. Gugus amina yang terlepas akan terkonversi

menjadi amonia. Asam amino dengan reaksi transaminasi dapat diubah menjadi asam

glutamat.

Asam glutamat + NAD+ a ketoglutarat + NH4+  + NADH + H+

Dalam proses ini asam glutamat melepaskan gugus amino dalam bentuk NH4+. Selain

NAD+ glutamat dehidrogenase dapat pula menggunakan NADP+ sebagai aseptor

elektron. Oleh karena asam glutamat merupakan hasil akhir proses transaminasi, maka

glutamat dehidrogenase merupakan enzim yang penting dalam metabolisme asam

amino.

Proses deaminasi asam amino dapat terjadi secara Oksidatif contoh asam glutamat.

Reaksi degradasi asam gkutamat dikatalisis oleh enzim L-glutamat dehidrogenase yang

dibantu oleh NAD dan NADP. Berikut adalah contoh reaksi deaminasi oksidatif.

Perhatikan glutamat mengalami deaminasi menghasilkan amonium (NH4+ ).

Selanjutnya ion amonium masuk ke dalam siklus urea.

Setelah mengalami pelepasan gugus amin, asam-asam amino dapat memasuki siklus

asam sitrat melalui jalur yang beraneka ragam untuk menghasilkan energi.

Gugus-gugus amin dilepaskan menjadi ion amonium (NH4+) yang selanjutnya masuk ke

dalam siklus urea di hati. Dalam siklus ini dihasilkan urea yang selanjutnya dibuang melalui

ginjal berupa urin. Proses yang terjadi di dalam siklus urea digambarkan terdiri atas

beberapa tahap yaitu:

1. Dengan peran enzim karbamoil fosfat sintase I, ion amonium bereaksi dengan

CO2 menghasilkan karbamoil fosfat. Dalam raksi ini diperlukan energi dari ATP

2. Dengan peran enzim ornitin transkarbamoilase, karbamoil fosfat bereaksi dengan

L-ornitin menghasilkan L-sitrulin dan gugus fosfat dilepaskan

3. Dengan peran enzim argininosuksinat sintase, L-sitrulin bereaksi dengan L-

aspartat menghasilkan L-argininosuksinat. Reaksi ini membutuhkan energi dari

ATP

4. Dengan peran enzim argininosuksinat liase, L-argininosuksinat dipecah menjadi

fumarat dan L-arginin

5. Dengan peran enzim arginase, penambahan H2O terhadap L-arginin akan

menghasilkan L-ornitin dan urea.

Deaminasi dan Transaminasi juga merupakan proses perubahan protein menjadi

zat yang dapat masuk kedalam siklus krebs. Zat-zat hasil deaminasi atau

transaminasi yang dapat masuk kedalam siklus krebs adalah alfa ketoglutarat,

suksinil ko-A, furmarat, oksaloasetat,dan sitrat.

Berikut ini adalah rangka karbon asam amino dikatabolisme menjadi piruvat,

asetil Ko-A, dan zat antara siklus asam sitrat.

 

3. Anabolisme Asam amino

Proses anabolisme atau sintesis protein secara garis besar dibagi dalam tiga tahap yaitu, tahap

pemrakarsaan (initiation), tahan pemanjangan (elongation), dan tahap penghentian (termination).

a. Tahap Initiation

Tahap ini merupakan tahap interaksi antara ribosom subunit besar dan subunit kecil.

Inisiator aminosil tRNA hanya dapat berikatan dengan kodon AUG yang disebut juga kodon

pemrakarsa, karena AUG adalah kode untuk asam amino metionin. Metionin ini akan

digandeng oleh inisiator aminoasil tRNA, shingga tRNA ini sering disebut dengan Met-

tRNA. Tahap inisiasi diawai dengan pemisahan ribosom sub unit besar dengan ribosom sub

unit kecil. Langkah kedua adalah Met-tRNA berinteraksi dengan GTP. Langkah ketiga

kombinasi Met-tRNA dan GTP akan bergabung dengan ribosom su-unit kecil. Dan ini akan

mengakibatkan langkah selanjutnya. Pada langkah keempat ribosom subunit kecil akan siap

bergabung dengan mRNA dalam satu reaksi kompleks yang melibatkan hidrolisis ATP.

Pada langkah ke lima terjadi penyatuan ribosom sub unit kecil dan ribosom subunit besar

yang disertai dengan hidrolisis GTP menjadi GDP.  Tahap ini diakhiri dengan gabungnya

antara ribosom dengn mRNA dan Met-tRNA.

b. Tahap Pemanjangan (Elongasi)

Setelah terbentuk pemrakarsaan (initiating complex), maka ribosom subunit besar

akan menempel pada ribosom sub unit kecil.dengan diahului oleh hidrolisis terhadap

molekul GTP, sehingga dihasilkan dua tempat yang terpisah pada ribosom sub unti besar

yaitu sisi P (Pepetidil) dan sisi A (aminoasil). Pada proses elongasi ribosom akan bergerak

sepanjang mRNA untuk menerjemahkan pesan yang dibawa oleh mRNA dengan arah

gerakan dari 5’ ke 3’.

Langkah pertama dari proses elongasi adalah reaksi pengikatan aminoasil tRNA

(AA2) dengan GTP. Pada langkah sealnjutnya yaitu terjadi ikatan pada kompleks tersebut

pada ribosom sisi A. Pada langkah ketiga GTP dihidrolisis, Met RNA terdapat pada sisi P

dan aminoasil-tRNA (AA2) pada sisi A siap untuk membentuk rantai peptide pertama. Pada

langkah keempat metionin yang digandeng oleh tRNA inisiator pada sisi P mulai terikat

asam amino yang dibawa oleh tRNA pada sisi A dengan ikatan peptide yang membentuk

dipeptida. Sehingga sisi P ribosom menjadi kosong, reaksi ini dikatalis oleh peptidil

transferse yang dihasilkan oleh ribosom sub unit besar. Pada langkah terakhir ribososm

bergerak sepanjang mRNA menuju ke 3’ sehingga dipeptida yang sudah terbentuk dari sisi

A aka berganti menempati sisi P, sehingga sisi A menjadi kosong. Dan pada sisi A akan

terbuka kodon dan akan dimasuki tRNA. Setelah kedua tempat di ribosom terisi oleh tRNA

yang menggandeng asm amino masing-masing, asam amio akan sangat berdekatan, dan

akibatnya akan terjadi ikatan peptide diantara keduanya.

c. Tahap Penghentian (terminasi)

Pada tahap ini dikenal dengan tahap penghentian, Jadi tahap ini penejemahan kan

berhenti apabila kodon penghenti (UAA, UAG, atau UGA) masuk ke sisi A. Hal ini akan

terjadi jika tidak ada staupun tRNA yang memiliki anti kodon yang dapat berpasangan

dengn kodon-kodon penghenti. Setelah itu sebgai pengganti tRNA, masuklah factor

pembebas atau RF (Release Faktor) ke sisi A. Faktor ini bersama-sama dengan molekul

GTP, melepaskan rantai polipepetida yang telai usai dibentuk oleh tRNA. Setelah itu

RIbosom kembali terpisah menjadi unti besar dan unit kecil serta kembali ke sitosol untuk

kemudian akan berfungsi lagi sebagia penerjemah (Marianti, 2007).

DAFTAR PUSTAKA