Metabolisme Protein & Pengendalian Metabolisme

Pendahuluan

• Hubungan katabolisme & anabolisme protein, Lipid & Karbohidrat

• Siklus Nitrogen:• Fiksasi Nitrogen• Sistem enzim: nitrogenase & nitrogenase reduktase

– N2 + 8e- + 16ATP + 16H2O -> 2NH3 + H2 + 16ADP + 16 Pi + 8 H+ (Klebsiella pneumoniae)

• Penggunaan Amonia• Fosfatidilserin

Katabolisme Protein

• sumber asam amino dalam mamalia– protein dari diet – Protein dalam tubuh

• waktu paruh protein• ubiquitinasi

Degradasi asam amino

Hubungan katabolisme protein dengan TCA

• Metabolisme Ser, Gly, Thr– Dikatalisis oleh enzim

Serine threonine dehydratase

Pemindahan gugus amin

• Transaminase: – pemindahan gugus amin, biasanya glutamat, kepada

asam -Keto.– Macamnya: SGPT, SGOT

• Deaminasi: glutamat dehidrogenase• Deaminasi oksidatif:

– glutamin synthetase– asparagin synthetase

Transaminasi

• SGPT

• SGOT• Memerlukan koenzim

Detoksifikasi amonia

• Transport amonia: – Ke hati untuk sintesis urea

• Siklus Urea:– salah satu cara penghilangan amonia– hanya dimiliki oleh organisme ureotelik– sintesis arginin dari ornitin

Siklus Urea

Biosintesis asam amino

• Asam amino yang masuk lewat seny. antara pada TCA– Konversi terjadi melalui

transaminasi, deaminasi, dekarboksilasi dll

• Asam amino yang mengandung sulfur– Diawali dengan terbentuknya

PAPS (3’phosphoadenosin-5’-phosphosulfate)

– Biosintesis sistein dan metionin (tanaman & bakteri)

– Biosintesis sistein pada hewan• Metionin sistation sistein• defek

• Asam amino aromatik (phe,…) & his– Jalur sikimat :

• Tahap 1 dan tahap 2

• Ames test: His operon carcinogenic comp.

sikimat

Asam amino dan neurotransmitter

• Cholinergic synapses• Nicotinic acetylcholine

receptor • Adrenergic Receptor

katekolamins

• 1. Choline + Acetyl-CoA <=> Acetylcholine + CoASH (dikatalisis oleh Choline Acetyltransferase)

• 2. Acetylcholine + H2O <=> Choline + Acetate (dikatalisis oleh Acetylcholinesterase)

Asam amino

metabolit

Gly, glu GABA

His Histamin

Tyr Katekolamines (epinefrin, norepinefrin, dopamin)

PENGENDALIAN METABOLISME• Pengendalian aktivitas enzim

– inhibisi balik (feed back inhibiton) -- enzim allosterik• Glutamin synthetase : inh. Allosterik: his, trp, G-6P, karbamoil fosfat, CTP,

AMP or Ala, Gly– Modifikasi kovalen

• Kompartementasi• Pengendalian konsentrasi enzim:

– induktif– konstitutif

• Pengendalian oleh kerja Hormon:– Contoh: insulin, glukagon - ada hirarkhi– jumlah & waktu paruh rendah - lokasi produksi efek.

Pada tingkat apa expresi gen Pada tingkat apa expresi gen dikendalikan?dikendalikan?

DNA

Pre-mRNA

mRNA mRNA

mRNA tak aktif

proteinProtein tak aktif

nucleus cytosol

1Pengendalian transkripsi

2PemrosesanRNA

3TransportRNA

4Pengendaliantranslasi

5Degradasi mRNA

Aktivitas protein

6

Disemua tahap antara DNA & Protein

subject to a wide varietyof regulatory control

Jacob-Monod (1961)

Pengendalian positif & Negatif