Sekitar 75% asam amino dipakai untuk berlangsungnya sintesis protein.
Asam amino bisa didapatkan dari protein yang kita makan dalam kehidupan sehari-hari.
Pada kesempatan kali ini akan dibahas mengenai pengertian, proses, serta reaksi-reaksi yang terjadi pada metabolisme asam amino.
Degradasi protein yang terjadi di dalam tubuh kita merupakan proses yang kontinu. Hal tersebut dikarenakan protein yang ada di dalam tubuh selalu mengalami pergantian.
Pengertian Metabolisme Asam Amino
Metabolisme protein adalah proses fisika dan kimia meliputi penyusunan protein menjadi asam amino serta penguraian asam amino menjadi protein.
Asam amino memiliki fungsi sebagai penyedia nitrogen yang berguna untuk:
- Struktur basa nitrogen dari RNA dan DNA.
- Fosfolipid serta hormon.
- Asetilkolin dan neurotransmitter.
- Heme serta struktur lain yang mirip dengan hemoglobin, sitokrom, enzim, myoglobin, dan lain sebagainya.
Senyawa asam amino tidak hanya sekedar menyediakan nitrogen saja.
Akan tetapi asam amino yang ada dalam tubuh dapat dipakai sebagai energi apabila nitrogen dilepas. Terdapat berbagai jalur metabolik dari proses metabolisme asam amino.
Jalur yang pertama adalah pembongkaran protein tubuh untuk memproduksi asam amino, sintesis asam amino, dan digesti protein.
Kedua, nitrogen yang ada di dalam asam amino diambil.
Ketiga ialah proses katabolisme asam amino untuk diubah menjadi energi.
Katabolisme asam amino dilakukan melalui siklus urea dan siklus asam untuk memproses hasil sampingan dari pemecahan asam amino.
Jalur keempat adalah asam-asam amino disintesis menjadi protein.
Proses Metabolisme Asam Amino
Dalam Metabolisme Asam Amino ini, akan terbagi menjadi beberapa proses yakni dari katabolisme hingga sintesis asam amino.
Proses lengkapnya seperti berikut:
1. Katabolisme Asam Amino
Salah satu jalur metabolisme asam amino ini dilakukan karena senyawa asam amino tidak bisa disimpan di dalam tubuh.
Jumlah asam amino yang berlebih menandakan bahwa tubuh sedang kekurangan energi (protein dan karbohidrat).
Berbeda dengan metabolisme karbohidrat dan lemak, metabolisme asam amino membutuhkan pelepasan gugus amino. Terjadi pembuangan gugus amino karena sifatnya toksik bagi tubuh organisme.
Terdapat dua tahap dalam melepaskan gugus amino asam amino, yakni:
A. Transaminase
Dalam tahap ini terdapat enzim aminotransferase yang bekerja untuk memindahkan amino ke alfa ketoglutarat. Kerja enzim tersebut menghasilkan aspartat dan glutamat.
B. Deaminasi oksidatif
Deaminasi oksidatif merupakan proses dilepaskan amin dari glutamate sehingga diperoleh ion ammonium.
Setelah gugus amino berhasil dilepaskan, maka asam amino akan memasuki siklus asam sitrat.
Ion ammonium yang dihasilkan dari gugus-gugus amino akan masuk ke dalam siklus urea yang terletak di hati. Siklus tersebut menghasilkan urea yang harus dibuang berbentuk urin.
2. Sintesis Asam Amino
Proses metabolisme asam amino yang kedua adalah melalui sintesis.
Seluruh jaringan yang ada dalam tubuh mampu rangka karbon non asam amino menjadi asam amino dan mensintesis asam amino non esensial.
Asam amino dapat dikategorikan menjadi glukogenik dan ketogenik. Asam amino glukogenik merupakan asam amino yang bisa masuk ke dalam siklus asam sitrat.
Contoh asam amino glukogenik ialah alfa ketoglutarat dan oksaloasetat.
Melalui jalur glukoneogenesis diketahui bahwa seluruh asam amino dapat dijadikan sebagai prekursor. Seluruh asam amino memiliki sifat glukogenik, kecuali leusin dan lisin. Sedangkan asam amino ketogenik adalah asam amino yang hanya bisa masuk ke dalam asetoasetil KoA.
Contoh asam amino ketogenik adalah lisin dan leusin. Adapun asam amino yang bersifat glukogenik dan ketogenic, yaitu fenilalanin, isoleusin, triptofan, treonin, dan tirosin. Dengan begitu, dapat disimpulkan bahwa ada tiga kemungkinan dalam penggunaan asam amino.
Jenis Asam Amino
Asam amino dapat dibedakan menjadi dua, yakni:
1. Asam Amino Esensial
Asam amino esensial tidak bisa disintesis oleh tubuh. Oleh karena itu, asam amino ini diperoleh dari dalam makanan yang dikonsumsi. Contohnya ialah histidine, lisin, valin, dan lain sebagainya.
2. Asam Amino Non-Esensial
Asam amino non-esensial mampu disintesis oleh tubuh dari asam-asam amino lainnya. Contohnya ialah alanine, glutamate, prolin, dan lain sebagainya.
Biosintesis Asam Amino
Dalam metabolisme asam amino terjadi beberapa biosintesis, yakni:
1. Biosintesis Glutamat dan Aspartat
Glutamat dan aspartat dihasilkan dari reaksi transaminasi sederhana serta disintesis oleh asam alfa ketoglutarat. Enzim yang menjadi katalisator pada reaksi tersebut adalah aspartate aminotransferase dan glutamate dehydrogenase.
Selain itu, aspartate juga diperoleh dari turunan asparagin yang dibantu asparaginase. Glutamat mempunyai peranan yang sangat penting yakni untuk mendonorkan amino intraseluler pada reaksi transaminase. Sedangkan aspartat berfungsi sebagai prekursor pada proses siklus urea.
2. Biosintesis Alanin
Pada umumnya otot akan memindahkan alanin ke sirkulasi. Akan tetapi, berbagai jaringan juga memiliki kemampuan untuk memindahkan alanin. Alanin plasma diakumulasi oleh organ hati. Proses tersebut merupakan kebalikan transaminase, sehingga meningkatkan produksi urea.
Proses pada biosintesis alanin ini dinamakan dengan siklus glukosa-alanin. Nitrogen akan dieliminir dan senyawa karbon akan mengalami proses daur ulang. Terdapat 2 jalur yang digunakan dalam memproduksi alanin pada otot, yaitu:
- Jalur langsung, dengan cara degradasi protein.
- Jalur transaminase piruvat, menggunakan bantuan enzim transaminase dan ALT.
3. Biosintesis Sistein
Pada proses biosintesis sistein ini menggunakan sulfur yang asalnya dari metionin. Enzim adenosyltransferase akan mengkatalisis kondensasi dari metionin dan ATP, sehingga menghasilkan S-adenosilmetionin atau biasa disebut dengan SAM.
SAM adalah prekursor yang bermanfaat dalam reaksi transfer metil. Reaksi tersebut mengakibatkan SAM mengalami perubahan menjadi S-adenosil homosistein. Kemudian terjadi perubahan lagi menjadi adenosine dan homosistein dengan bantuan enzim.
4. Biosintesis Tirosin
Sel memproduksi tiroksin melalui hidroksilasi fenilalanin. Adapun fenilalanin hidroksilase adalah campuran dari 1 atom oksigen, air, dan lainnya.
5. Biosintesis Ornitin dan Prolin
Prekursor ornitin dan prolin adalah glutamat. Pada proses ini dihasilkan akumulasi semialdehid yang kemudian akan bereaksi menjadi prolin.
6. Biosintesis Serin
Biosintesis serin dimulai dengan jalur utama berupa intermediet 3-fosfogliserat. Pada proses ini terjadi perubahan 3-fosfogliserat menjadi 3-fosfo piruvat oleh NADH-linked dehydrogenase.
Akibat dari donor glutamat menghasilkan 3-fosfoserin yang akan berubah menjadi fosfoserin fosfatase.
7. Biosintesis Glisin
Biosintesis ini menggunakan jalur utama berupa tahap reaksi yang dikatalis oleh serin. Adapun transfer yang dilibatkan dalam proses ini, yakni transfer gugus hidroksi metil.
Kesimpulan
Tujuan utama dari metabolisme asam amino adalah memecah protein menjadi molekul-molekul yang kecil.
Oleh sebab itu, tubuh akan mampu menggunakan zat makanan tersebut sebagai kebutuhan sehari-hari.
[su_spoiler title=”Daftar Pustaka” style=”fancy” icon=”chevron-circle”]
- https://simdos.unud.ac.id/uploads/file_pendidikan_1_dir/96e8091924b1dbc6c4458e707f682f45.pdf
- https://www.slideshare.net/NanaradiCullen/metabolisme-asam-amino-187377037[/su_spoiler]