Makalah Metabolisme Protein [PDF]

Citation preview

BIOKIMIA



METABOLISME PROTEIN



OLEH: JUSMIARTI 2115302114



PROGRAM STUDI SARJANA TERAPAN KEBIDANAN UNIVERSITAS FORT DE KOCK BUKITTINGGI TAHUN 2022



KATA PENGANTAR



Assalamualaikum Wr.Wb Alhamdulillah, dengan mengucapkan puji dan syukur yang sebesar – besarnya kehadirat ALLAH SWT yang telah memberikan rahmad, karunia, hidayah dan petunjuknya yang berlimpah sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan makalah ini. Judul makalah ini “Metabolisme Protein” yang merupakan salah satu tugas Biokimia pada salah satu Program Pendidikan Diploma IV Kebidanan Universitas Fort De Kock Bukittinggi. Semoga ALLAH SWT memberikan Rahmad dan hidayah-Nya. Penulis menyadari bahwa penyusunan makalah ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis



mengharapkan kritikan dan saran dari pembaca sehingga



kesempurnaan tersebut dapat terpenuhi. Akhir kata penulis ucapkan terimakasih, semoga makalah ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua.



Bukittinggi,



Februari 2022



Penulis



i



DAFTAR ISI



Halaman KATA PENGANTAR………………………………………………. DAFTAR ISI………………………………………………………….



i iv



BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang………………………………………………… B. Tujuan………………………………………………...……….. C. Rumusan Masalah………..…………………………………….



1 1 2



BAB II PEMBAHASAN A. Metabolisme Protein…………….……….…………………… B. Pencernaan Protein……………......…………………………… C. Pengurai Protein dalam Darah ……..…..……….…………….. D. Penyakit Akibat Gangguan Metabolisme Protein……………..



3 11 16 17



BAB III PENUTUP A. Kesimpulan……………………………………………..…….. B. Saran…………………………………………………..............



18 18



DAFTAR PUSTAKA



ii



BAB I PENDAHULUAN



A. Latar Belakang Sebagian besar struktur yang membentuk hewan, tumbuhan dan mikroba yang dibuat dari tiga kelas dasar molekul, yaitu: asam amino, karbohidrat dan lipid (sering disebut lemak). Sebagai molekul ini penting bagi kehidupan, reaksi



metabolik



fokus



pada



pembuatan



molekul-molekul



selama



pembangunan sel dan jaringan dan menggunakannya sebagai sumber energi dalam pencernaan dan penggunaan makanan. Protein terbuat dari asam amino yang diatur dalam rantai linear dan bergabung bersama-sama oleh ikatan peptida. Banyak protein adalah enzim yang mengkatalisis reaksi kimia dalam metabolisme. Protein lain memiliki fungsi struktural atau mekanis, seperti protein yang membentuk sitoskeleton, sistem perancah yang mempertahankan bentuk sel. Protein juga penting dalam isyarat sel, tanggapan imun, sel, transpor aktif di seluruh membran, dan siklus sel. B. Tujuan Penulisan 1. Mengetahui pengertian metabolism protein 2. Mengetahui penguraian protein dalam tubuh 3. Mengetahui mekanisme kerja asam amino dalam darah 4. Mengetahui metabolisme asam amino 5. Mengetahui pembentukan asetil koenzim A 6. Mengetahui pengertian dari siklus urea 7. Mengetahui pengetian dari biosintesis protein 8. Mengidentifikasi penyakit yang disebabkan oleh gangguan metabolism protein



Makalah Metabolisme Protein



Page 1



C. Rumusan Masalah 1. Apa yang dimaksud dengan metabolisme protein? 2. Bagaimana penguraian protein dalam tubuh? 3. Bagaimana mekanisme kerja asam amino dalam darah? 4. Bagaimana reaksi metabolisme asam amino? 5. Bagaimana pembentukan asetil koenzim A? 6. Apa yang dimaksud dengan siklus urea? 7. Apa yang dimaksud dengan biosintesis protein? 8. Apa penyakit yang ditimbulkan akibat gangguan metabolism protein?



Makalah Metabolisme Protein



Page 2



BAB II PEMBAHASAN



A. Metabolisme Protein Sekitar 75% dari unsur padat dalam tubuh adalah protein. Semua protein terdiri dari 20 asam amino yang sama, dan beberapa diantaranya harus dikonsumsi dalam makanan karena mereka tidak dapat dibentuk secara endogen (asam amino esensial). Protein diet harus dicerna menjadi asam amino dan di- dan tripeptida sebelum dapat diabsorpsi. Proses dimulai di lambung ketika pepsinogen diubah menjadi pepsin pada pH asam. Proses berlanjut di usus halus dimana pankreas mensekresi tripsin, kemotripsin dan karboksipeptida. Protease gaster dan pankreas ini menghirolisis protein menjadi peptida rantai sedang dan kecil. Peptidase di batas usus halus menghidrolisis peptida rantai sedang dan kecil ini menjadi asam amino dan didan tripeptida bebas. Produk akhir pencernaan ini, terbentuk pada permukaan enterosit, siap diabsorpsi oleh transporter asam amino natrium-dependen. Bahkan protein yang paling kecil mengandung lebih dari 20 asam amino yang terhubung ke rantai peptida, sedangkan kompleks protein memiliki hingga 100,000 asam amino. Sebagai tambahan, lebih dari satu rantai asam amino dalam protein dapat terikat ke rantai asam amino lainnya melalui ikatan hidrogen, ikatan hidrofobik, atau gaya elektrostatik. Asam amino adalah asam yang cukup kuat dan ada dalam darah terutama dalam bentuk terionisasi. Setelah makan, konsentrasi asam amino dalam darah meningkat hanya beberapa miligram, menunjukkan pengambilan jaringan yang sangat cepat, terutama oleh hati. Masuknya asam amino ke dalam sel memerlukan mekanisme transpor aktif karena zat ini terlalu besar untuk lewat secara difusi atau melalui kanal di membran sel. Pada tubulus ginjal proksimal, asam amino yang masuk ke filtrat glomerular ditranspor aktif kembali ke dalam darah. Mekanisme transpor ini memiliki nilai maksimal diatas dimana asam amino muncul di urin. Namun, pada orang normal,



Makalah Metabolisme Protein



Page 3



kehilangan asam amino melalui urin setiap hari tidak ada artinya. Kegagalan mentranspor asam amino ke dalam darah mengindikasikan penyakit ginjal. 1. Pengertian Metabolisme Metabolisme adalah



semua reaksi



kimia yang



terjadi



di



dalam organisme, termasuk yang terjadi di tingkat selular. Secara umum, metabolisme memiliki dua arah lintasan reaksi kimia organik, katabolisme, yaitu



reaksi



yang



mengurai molekul senyawa



organik untuk



mendapatkan energi anabolisme, yaitu reaksi yang merangkai senyawa organik dari molekul-molekul tertentu, untuk diserap oleh sel tubuh. Kedua arah lintasan metabolisme diperlukan setiap organisme untuk dapat bertahan hidup. Arah lintasan metabolisme ditentukan oleh suatu senyawa yang disebut sebagai hormon, dan dipercepat (dikatalisis) oleh enzim. Pada senyawa organik, penentu arah reaksi kimia disebut promoter dan penentu percepatan reaksi kimia disebut katalis. Pada



setiap



arah



metabolisme,



reaksi



kimiawi



melibatkan



sejumlah substrat yang bereaksi dengan dikatalisis enzim pada jenjangjenjang reaksi guna menghasilkan senyawa intermediat, yang merupakan substrat pada jenjang reaksi berikutnya. Keseluruhan pereaksi kimia yang terlibat pada suatu jenjang reaksi disebut metabolom. Semua ini dipelajari pada suatu cabang ilmu biologi yang disebut metabolomika. 2. Pengertian Protein Kata protein berasal dari bahasa Yunani proteios yang berarti "barisan pertama". Kata yang diciptakan oleh Jons J. Barzelius pada tahun 1938 untuk menekankan pentingnya golongan ini. Struktur protein merupakan sebuah struktur biomolekuler dari suatu molekul protein. Setiap protein, khususnya polipeptida merupakan suatu polimer yang merupakan urutan yang terbentuk dari berbagai asam L-α-amino (urutan ini juga disebut sebagai residu). Perjanjiannya, suatu rantai yang panjangnya kurang dari 40 residu disebut sebagai polipeptida, bukan sebagai protein. Protein adalah bagian dari semua sel hidup dan merupakan bagian terbesar tubuh sesudah air. Semua enzim, berbagai hormon, pengangkut



Makalah Metabolisme Protein



Page 4



zat-zat gizi dan darah adalah protein. Protein (asal kata protos dari bahasa Yunani yang



berarti



organik kompleks



"yang



paling



berbobot



merupakan polimer dari monomer



utama") adalah senyawa



molekul -



tinggi



monomer asam



yang amino yang



dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida. Molekul protein mengandung karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan



kadang



kala sulfur sertafosfor. Protein berperan penting dalam struktur dan fungsi semua sel makhluk hidup dan virus. Protein memegang peranan penting dalam hampir semua proses biologi. Protein merupakan komponen penting atau komponen utama sel hewan atau manusia. Oleh karena sel itu merupakan pembentuk tubuh kita, maka protein yang terdapat dalam makanan berfungsi sebagai zat utama dalam pembentukan dan pertumbuhan tubuh. Untuk dapat melakukan fungsi biologis, protein melipat ke dalam satu atau lebih konformasi spasial yang spesifik, didorong oleh sejumlah interaksi non-kovalen seperti ikatan hidrogen, interaksi ionik, gaya van der Waals dan sistem kemasan hidrofobik. Struktur tiga dimensi perotein sangat diperlukan untuk memahami fungsi protein pada tingkat molekul. Struktur protein bervariasi dalam hal ukuran, dari puluhan hingga ribuan residu. Protein diklasifikasikan berdasarkan ukuran fisik mereka sebagai nanopartikel (1-100 nm). Sebuah protein dapat mengalami perubahan struktural reversibel dalam menjalankan fungsi biologisnya. Struktur alternatif proteinyang sama disebut sebagai konformasi. Tumbuhan membentuk protein dari CO2, H2O, dan senyawa nitrogen. Hewan yang makan tumbuhan merubah protein nabati menjadi protein hewani. Di samping digunakan untuk pembentukan sel-sel tubuh. Protein juga digunakan sebagai sumber energi apabila tubuh kita kekurangan karbohidrat dan lemak. Komposisi rata-rata unsur kimia yang terdapat dalam protein ialah sebagai berikut: karbon 50%, hidrogen 7%, oksigen 23%, nitrogen 16%, belerang 0,3%, dan fosfor 0,3%. Asam amino merupakan unit dasar struktur protein. Suatu asam amino- α terdiri dari gugus amino, gugus karboksil, atom H dan gugus R tertentu yang



Makalah Metabolisme Protein



Page 5



semuanya terikat pada atom karbon α . Atom karbon ini disebut α karena bersebelahan dengan gugus karboksil (asam). Gugus R menyatakan rantai samping. Larutan asam amino pada pH netral terutama merupakan ion dipolar (zwitterion), bukan molekul tak terionisasi. Dalam bentuk dipolar, gugus amino berada dalam bentuk proton NH3 + dan gugus karboksil dalam bentuk terdisosiasi COO- . Status ionisasi suatu asam amino bervariasi tergantung pada pH. Dalam larutan asam (misalnya pH 11), gugus karboksil dalam bentuk tak terionisasi COOH dan gugus amino dalam bentuk terionisasi NH3 + . Dalam larutan alkali (misalnya pH 1) gugus karboksil dalam bentuk terionisasi COOdan gugus amino dalam bentuk tak terionisasi (NH2). Glisin mempunyi pK gugus karboksil sebesar 2,3 dan Pk gugus amino sebesar 9,6. Jadi, titik tengah ionisasi pertama adalah pada pH 2,3 dan untuk ionisasi kedua pada pH 9,6. Susunan tetrahedral dari empat gugus yang berbeda terhadap atom karbon α menyebabkan asam amino mempunyai aktivitas optik. Dua bentuk bayangan cermin disebut isomer L dan isomer D. Protein hanya terdiri dari asam amino L, sehingga tanda isomer optik dapat diabaikan saja dan dalampembahasan protein selanjutnya asam amino yang dimaksud ialah isomer L, kecuali bila ada penjelasan. Umumnya pada protein ditemukan 20 jenis rantai samping yang bervariasi dalam ukuran, bentuk muatan, kapasitas pengikatan hidrogen dan reaktivitas kimia. Susunan protein pada semua spesies mulai dari bakteri sampai manusia dibentuk dari 20 asam amino yang sama dan tidak pernah berubah selama evolusi. Keanekaragaman fungsi yang diperantarai oleh protein dimungkinkan oleh keragaman susunan yang dibuat dari 20 jenis asam amino ini sebagai unsur pembangun. Asam amino yang paling sederhana ialah glisin, yang hanya mempunyai satu atom hidrogen sebagai rantai samping. Asam amino berikut adalah alamin, dengan gugus metil sebagai rantai samping. Rantai samping hidrokarbon yang lebih besar (tiga dan empat karbon) ditemukan pada valin, leusin dan isoleusin. Rantai samping alifatik yang lebih besar



Makalah Metabolisme Protein



Page 6



ini bersifat hidrofobik, menolak air dan cenderung membentuk kelompok. Sebagaimana akan dibahas kemudian, struktur tiga dimensi protein yang larut dalam air akan menjadi stabil oleh rantai samping hidrofobik yang berkelompok untuk menghindari kontak dengan air. Perbedaan ukuran dan bentuk rantai samping hidrokarbon ini memungkinkan protein untuk membentuk struktur yang ringkas dan kompak. 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 bentukhormon, 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



merrwupakan



salah



satu molekul yang paling banyak diteliti dalam biokimia. Biosintesis protein



alami



sama



dengan ekspresi



genetik. Kode



genetik yang



dibawa DNA ditranskripsimenjadi RNA, yang berperan sebagai cetakan bagi translasi yang dilakukan ribosom. Sampai tahap ini, protein masih "mentah", hanya tersusun dari asam amino proteinogenik. Melalui mekanisme pascatranslasi, terbentuklah protein yang memiliki fungsi penuh secara biologi. 3. Metabolisme Protein Protein yang terdapat dalam makanan kita dicernakan dalam lambung dan usus menjadi asam-asam amino, yang diabsorpsi dan dibawa oleh darah ke hati. Sebagian asam amino diambil oleh hati, sebgaian lagi diedarkan ke dalam jaringan-jaringan luar hati. Protein dalam sel-sel tubuh dibentuk dari asam amino. Bila ada kelebihan asam amino dari jumlah yang digunakan untuk biosintesis protei, kelebihan asam amino akan



Makalah Metabolisme Protein



Page 7



diubah menjadi asam keto yang dapat masuk ke dalam siklus asam sitrat atau diubah menjadi urea. Hati merupakan organ tubuh di mana terjadi reaksi katabolisme maupun anabolisme. Asam amino yang dibuat dalam hati, maupun yang dihasilkan dari proses katabolisme protein dalam hati, dibawa oleh darah ke dalam jaringan untuk digunakan. Proses anabolic maupun katabolic juga terjadi dalam jaringan di luar hati. Asam amino yang terdapat dalam darah berasal dari tiga sumber, yaitu absorpsimelalui dinding usus, hasil penguraian protein dalam sel dan hasil sintesis asam amino dalam sel.Banyaknya asam amino dalam darah tergantung dari keseimbangan antara pembentukan asam amino dan penggunaannnya. Hati berfungsi sebagai pengatur konsentrasi asam amino dalam darah. 4. Penyimpanan Asam Amino Segera setelah masuk ke dalam sel, asam amino dikonjugasi dibawah pengaruh enzim intraseluler menjadi protein intraseluler. Hasilnya, konsentrasi asam amino di dalam sel tetap rendah. Konsentrasi asam amino di dalam sel rendah karena sel menggunakannya sebagai substrat untuk



membentuk



protein



di



dalam



hati,



ginjal,



dan



mukosa



gastrointestinal. Namun, protein ini dapat dengan cepat diuraikan kembali menjadi asam amino di bawah pengaruh enzim digestif liposomal intraseluler. Asam amino yang dihasilkan lalu ditranspor keluar dari sel ke dalam darah untuk mempertahankan konsentrasi asam amino plasma yang optimal. Jaringan dapat mensintesis protein baru dari asam amino dalam darah. Respon ini terutama terlihat pada sintesis protein pada sel kanker. Sel kanker adalah pengguna asam amino yang paling produktif, dan, secara



bersamaan,



jaringan



lain



menjadi



mengakibatkan kakheksia.



Makalah Metabolisme Protein



Page 8



kekurangan



protein,



5. Protein Plasma Protein plasma terdiri dari : a. albumin, yang memberikan tekanan osmotik koloid; b. globulin, yang penting untuk imunitas bawaan dan didapat; dan c. fibrinogen, yang berpolimerisasi menjadi anyaman fibrin panjang



pada koagulasi darah. Intinya, semua albumin dan fibrinogen plasma dan 60% sampai 80% globulin dibentuk di hati. Globulin tambahan dibentuk di jaringan limfoid dan sel lain pada sistem retikuloendotelial. Laju pembentukan protein plasma oleh hati dapat sangat meningkat pada beberapa kondisi, seperti luka bakar berat, dimana terjadi kehilangan cairan dan protein dalam jumlah besar. Laju sintesis protein di hepar bergantung pada konsentrasi asam amino dalam darah. Bahkan pada saat lapar atau penyakit yang parah, rasio total protein jaringan terhadap total protein plasma dalam tubuh tetap relatif konstan yaitu 33:1. Karena keseimbangan reversibel antara protein plasma dan protein lainnya dalam tubuh, salah satu terapi yang paling efektif untuk defisiensi protein akut adalah pemberian protein plasma intravena. Dalam beberapa jam, asam amino dari protein yang diberikan akan terdistribusi ke seluruh sel dalam tubuh untuk membentuk protein dimana mereka dibutuhkan. 6. Albumin Albumin adalah protein plasma yang paling banyak dan terutama bertanggung jawab untuk mempertahankan tekanan osmotik plasma. Sebagai tambahan, albumin juga penting sebagai transporter zat yang terikat plasma, termasuk obat eksogen. Sintesis harian albumin sekitar 10 g dan waktu paruh dari protein ini dapat mencapai 22 hari. Sehingga, konsentrasi albumin serum dapat tidak terlihat berkurang pada stadium awal dari gagal hepar akut. Namun, dalam beberapa jam dari onset penyakit kritis atau cedera, kadar albumin berkurang hingga 33% karena perubahan distribusi antara kompartemen intravaskuler dan ekstravaskuler serta laju sintesis dan degradasi protein. Meskipun fakta menunjukkan



Makalah Metabolisme Protein



Page 9



bahwa albumin serum yang rendah merupakan faktor prognostik yang buruk pada penyakit kritis, suplementasi tidak tampak memperbaiki prognosis. 7. Faktor Koagulasi Hepatosit mensintesis semua faktor koagulasi kecuali faktor von Willebrand dan faktor VIIIC. Koagulasi dapat terganggu dengan cepat oleh gagal hati akut, mencerminkan pendeknya waktu paruh plasma dari banyak komponen yang penting (faktor VII 100 sampai 300 menit). Vitamin K (pengambilan bergantung pada garam empedu) diperlukan untuk modifikasi beberapa faktor pembekuan (prothrombin, antithrombin, protein S dan protein C) dan dapat berkurang pada keadaan malabsorptif dan malnutrisi. 8. Penggunaan Protein untuk Energi Setelah sel mengandung asam amino dalam jumlah maksimal, asam amino yang lain akan mengalami deaminasi (deaminasi oksidatif) menjadi asam keto yang dapat masuk ke dalam siklus asam sitrat untuk menjadi ATP atau asam keto akan dilepaskan ke aliran darah, diambil oleh adiposit, dan diubah lalu disimpan sebagai lemak. Ammonia yang dihasilkan dari deaminasi diubah menjadi urea di hati untuk diekskresikan oleh ginjal. Gagal hati akut bermanifestasi dengan adanya akumulasi amonia dalam konsentrasi yang berbahaya. Beberapa Asam amino yang dideaminasi mirip dengan produk pemecahan yang dihasilkan oleh metabolisme glukosa dan asam lemak. Sebagai contoh, alanin yang terdeaminasi adalah asam piruvat, yang dapat diubah menjadi glukosa atau glikogen, atau dapat menjadi asetil-CoA, yang dipolimerisasi menjadi asam lemak. Konversi asam amino menjadi glukosa atau glikogen disebut glukoneogenesis, dan konversi asam amino menjadi asam lemak disebut ketogenesis. Pada keadaan kurangnya asupan protein, sekitar 20 g sampai 30 g protein endogen didegradasi menjadi asam amino setiap harinya.



Makalah Metabolisme Protein



Page 10



Pada keadaan lapar berat, fungsi seluler menurun karena kurangnya protein. Karbohidrat dan lemak akan lebih dulu digunakan dibanding protein sampai derajat tertentu, karena mereka lebih diutamakan untuk digunakan sebagai energi dibanding protein. Hormon pertumbuhan dan insulin meningkatkan laju sintesis protein seluler, diduga karena memfasilitasi transfer asam amino ke dalam sel. Glukokortikoid meningkatkan



laju



pemecahan



protein



ekstrahepatik,



sehingga



menghasilkan peningkatan asam amino yang tersedia bagi hati. Ini memungkinkan hati untuk mensintesis protein seluler dan protein plasma dalam jumlah besar. Testosteron meningkatkan deposisi protein di jaringan, terutama protein kontraktil dari otot skeletal. B. Pencernaan Protein Sebagian besar nitogen dalam makanan dikonsumsi dalam bentuk protein, biasanya berjumlah dari 70-100 g/hari. Protein biasanya terlalu besar untuk di absorpsi di usus halus. Kecuali pada neonatus yang dapat mengambil antibodi ibu didalam air susu ibu. Karena itu, protein harus dihidrolisis untuk menghasilkan di- dan tripeptidase demikian juga kandungan asam amino yang dapat diserap. Enzim proteolitik yang berperan dalam mendegradasi protein dihasilkan oleh 3 organ berbeda: lambung, pankreas, dan usus halus. 1. Pencernaan protein oleh sekresi lambung Pencernaan protein dimulai di lambung, yang mensekresi getah. Larutanlarutan



unik



yang



mengandung



asam



hidroklorat



dan



ekoenzim,pepsinogen. a. Asam Hidroklorat: asam terlalu cair (pHnya 2 sampai 3) untuk



menghidrolisis protein. Fungsi asam selain untuk membunuh bakteri dan mendenaturasi protein, juga membuat bakteri menjadi lebih rentan terhadap hidrolisis berikutnya oleh protease. b. Pepsin : asam endopeptidase yang stabil ini disekresi oleh sel serosa



lambung dalam bentuk zimogen yang tidak aktif (proenzim), pepsinogen. Secara umum zimogen mengandung asam amino tambahan didalam rangkaiannya, yang mencegah katalisasi zat ini



Makalah Metabolisme Protein



Page 11



secara aktif. Pepsinogen diaktifkan menjadi pepsin. Baik oleh HCl atau secara autokatalik oleh molekul pepsin lain yang sebelumnya telah diaktivasi. 2. Pencernaan Protein oleh enzim Pankreas Ketika memasuki usus halus, polipeptida besar yang dihasilkan di lambung melalui kerja pepsin selanjutnya akan dipecah menjadi oligopeptida dan asam amino oleh sekelompok protease pankreas yang meliputi endopeptidase (pemecahan disebelah dalam), maupun eksopeptidase (pemotongan pada ujung). a. Spesifisitas : setiap enzim ini memiliki spesifisitas yang berbeda untuk



gugus R asam amino yang berdekatan dengan ikatan peptida yang rentan. Misalnya tripsin hanya terurai jika gugus karbonil ikatan peptida didapatkan dari ariginin dan lisin. Enzim ini seperti pepsin yang telah dijelaskan diatas,disintesis dan disekresi sebagai zimogen yang tidak aktif. b. Pelepasan zimogen: pelepasan dan aktivasi zimogen pankreas



diperantai oleh sekresi oleh kolesistokinin dan sekretin. Dua hormon polipeptida saluran cerna. c. Pengaktifan zimogen: Entiropeptidase enzim yang disintesis dan



ditemukan dimembran brush border permukaan lumen sel mukosa usus halus mengubah zimogen tripsinogen pankresan menjadi tripsin dengan cara membuang heksapeptida dari ujung-N tripsinogen. Tripsin selanjutnya mengubah molekul tripsinogen lainnya menjadi tripsin dengan memecah ikatan peptida yang spesifik di zimogen dalam jumlah terbatas. 3. Fiksasi Nitrogen Fiksasi nitrogen adalah proses molekul nitrogen (N2) di udara diubah menjadi amonia (NH3) atau senyawa nitrogen yang terkait dalamtanah atau sistem akuatik.5 Nitrogen atmosfer adalah dinitrogen molekuler , molekul yang relatif tidak reaktif secara metabolik tidak berguna bagi



Makalah Metabolisme Protein



Page 12



semua kecuali beberapa mikroorganisme. Fiksasi nitrogen biologis atau diazotrofi adalah proses penting yang dimediasi secara yang mengubah gas di nitrogen (N2) menjadi amonia (NH 3) menggunakan kompleks protein nitrogenase (Nif). Fiksasi nitrogen penting untuk kehidupan karena senyawa nitrogen anorganik tetap diperlukan untuk biosintesis semua senyawa organik yang mengandung nitrogen seperti asam amino dan protein, nukleosida trifosfat dan asam nukleat. Sebagai bagian dari siklus nitogen, ini penting untuk pertanian dan pembuatan pupuk. Ini juga, tidak secara langsung, relevan dengan pembuatan semua senyawa kimia nitrogen, yang mencakup beberapa bahan peledak, obat-obatan, dan pewarna. Fiksasi nitrogen dilakukan secara alami di dalam tanah oleh mikroorganisme yang disebut diazotrof yang termasuk bakteri seperti Azotobacter dan archaea. Beberapa bakteri pengikat nitrogen memiliki hubungan simbiosis dengan kelompok tumbuhan terrutama legum. Hubungan non-simbiosis yang lebih longgar antara diazotrof dan tanaman sering disebut sebagai asosiatif, seperti yang terlihat pada fiksasi nitrogen pada akar padi. Fiksasi nitrogen terjadi antara beberapa rayap dan jamur. Itu terjadi secara alami di udara melalui NO produksi dengan petir. 4. Siklus Urea a. Reaksi didalam Siklus 1) Pembentukan Karbamoil fosfat 2) Pembentukan Sitrulin 3) Sintesis arginosuksinat 4) Pemecahan arginosuksinat 5) Pemecahan arginin menjadi ornitin dan urea 6) Nasib urea b. Pengaturan siklus urea N-Asetilglutamat (NAG) merupakan aktivator yang penting untuk karbomoil fosfat sintease I (CPS I) tahapan yang membatasi laju siklus urea. N-Asetil glutamat disintesis dari asetil KoA dan glutamat oleh N-



Makalah Metabolisme Protein



Page 13



Asetilglutamat



sintase



dalam



reaksi



dengan



arginin



sebagai



aktivatornya. Siklus tersebut juga diatur oleh ketersediaan substrat (pengatur jangka panjang-pendek) dan induksi enzim (jangkapanjang). 5. Pembentukan Amonia Amonia dihasilkan oleh semua jaringan selama metabolisme berbagai senyawa da terutamadibuang melalui pembentukan urea dihati. Walaupun demikian, kadar amonia didalam darah harus dipertahankan sangat rendah, karena konsentrasi yang meningkat sedikit saja (hiperamonemia) bersifat toksik terhadap sistem saraf pusat. Karena itu, harus terdapat mekanisme metabolisme untuk membuang nitrogen dari jaringan perifer ke hati untuk kemudian dibuang sebagai urea, sementara pada waktu bersamaan kadar amonia yang terdapat disirkulasi harus tetap rendah. a. Sumber ammonia



Asam amino secara kuantitatif merupakan sumber amonia yang terpenting, karena sebagian besar makanan mengandung banyak protein dan menyebabkan kelebihan asam amino yang akan menuju ke hati



dan



mengalami



transdeaminasi:



suatu



reaksi



gabungan



aminotransferase dan glutamat dehidrogenase yang menghasilkan amonia. Meskipun demikian, sejumlah amonia dapat juga diperoleh dari sumber lainnya. b. P engangkutan Amonia di dalam sirkulasi



Meskipun amonia secara konstan dihasilkan dijaringan, kadarnya didalam darah sangat rendah. Hal ini terjadi karena pembuangan amonia darah sangat cepat oleh hati, pada kenyataannya sebagian besar jaringan terutama otot akan melepaskan nitrogen asam amino dalam bentuk glutamin atau alanin, dan bukan sebagai amonia bebas. 1) Urea 2) Glutamin



Makalah Metabolisme Protein



Page 14



c. Kerusakan Genetik Pada Siklus Urea



1) Hiperamonemia Kemampuan siklus urea dihati melebihi laju normal pembentukan urea dan kadar amonia didalam serum normalnya rendah (5-35 mikromol). Namun bila fungsi hati terganggu, baik akibat defek genetik siklus urea ataupun karena penyakit hati, kadarnya didalam darah



dapat



meningkat



hingga



diatas



1000



mikromol.



Hiperamonemia seperti ini merupakan kedaruratan medis karena amonia memiliki efek toksik yang langsung terhadap sistem saraf pusat. Dua jenis hiperamonemia yang utama adalah: a. Hiperamonemia didapat Penyakit hati merupakan penyebab hiperamonemia yang paling sering pada orang dewasa. Hal ini mungkin terjadi akibat proses yang akut, misalnya hepatitis virus, iskemia, atau hepototoksin seperti alkohol. Sirosis hati yang disebabkan oleh alkohol, hepatitis atau penyumbatan saluran empedu dapat menyebabkan pembentukan sirkulasi kolateral di sekitar hati. Akibatnya darah porta akan dipintas langsung ke sirkulasi sistemik dan tidak memiliki akses untuk masuk ke dalam hati. Karena itu, detoksifikasi amonia menjadi sangat terhambat yang akan menimbulkan peningkatan kadar amonia yang bersirkulasi. b. Hiperamonemia kongenital Defiensi genetik pada masingmasing kelima enzim dalam siklus urea telah dijelaskan dengan keseluruhan prevalensinya yang diperkirakan mencapai 1 dari 25000 kelahiran hidup. Defiensi ornitin transkarbamoilase yang terkait kromosom X,merupakan kerusakan yang paling sering ditemukan terutama pada lakilaki walaupun pembawa wanita juga dapat terkena secara klinis. Semua gangguan siklus urea lainnya mengikuti pola yang diturunkan secara autosomalresesif. Secara historis, defek siklus urea memiliki angka morbiditas (manifestasi neurologik) dan mortalitas yang tinggi.Penatalaksanaannya meliputi pembatasan



Makalah Metabolisme Protein



Page 15



protein dalam makanan dan memberikan senyawa yang berikatan secara kovalen dengan asam amino, sehingga menghasilkan molekul yang mengandung nitrogen,yang akan diekskresikan kedalam urine. Misalnya, fenilbutirat yang diberikan per oral akan diubah menjadi fenilasetat. Senyawa ini akan berkondensasi dengan glutamin untuk membentuk fenilasetilglutamin, yang akan diekskresikan. C. Pengurai Protein dalam Darah Asam amino yang dibuat dalam hati, maupun yang dihasilkan dari proses katabolisme protein dalam hati, dibawa oleh darah kedalam jaringan untuk digunakan.proses anabolik maupun katabolik juga terjadi dalam jaringan diluar hati.asam amino yang terdapat dalam darah berasal dari tiga sumber, yaitu absorbsi melalui dinding usus, hasil penguraian protein dalam sel dan hasil sintesis asam amino dalam sel. Banyaknya asam amino dalam darah tergantung



keseimbangan



antara



pembentukan



asam



amino



dan



penggunaannya. Hati berfungsi sebagai pengatur konsentrasi asam amino dalam darah. Dalam tubuh kita, protein mengalami perubahan – perubahan tertentu dengan kecepatan yang berbeda untuk tiap protein. Protein dalam dara, hati dan organ tubuh lain mempunyai waktu paruh antara 2,5 sampai 10 hari. Protein yang terdapat pada jaringan otot mempunyai waktu paruh 120 hari. Rata-rata tiap hari 1,2 gram protein per  kilogram berat badan diubah menjadi senyawa lain. Ada tiga kemungkinan mekanisme perubahan protein, yaitu : 1. Sel-sel mati, lalu komponennya mengalami proses penguraian atau katabolisme dan dibentuk sel – sel baru. 2. Masing-masing protein mengalami proses penguraian dan terjadi sintesis protein baru, tanpa ada sel yang mati. 3. Protein dikeluarkan dari dalam sel diganti dengan sintesis protein baru.



Makalah Metabolisme Protein



Page 16



Protein dalam makanan diperlukan untuk menyediakan asam amino yang akan digunakan untuk memproduksi senyawa nitrogen yang lain, untuk mengganti protein dalam jaringan yang mengalami proses penguraian dan untuk mengganti nitrogen yang telah dikeluarkan dari tubuh dalam bentuk urea. Ada beberapa asam amino yang dibutuhkan oleh tubuh, tetapi tidak dapat diproduksi oleh tubuh dalam jumlah yang memadai. Oleh karena itu asam amino tersebut,yang dinamakan asam essensial yang dibutuhkan oleh manusia. Kebutuhan akan asam amino esensial tersebut bagi anak-anak relatiflebih besar daripada orang dewasa. Kebutuhan protein yang disarankan ialah 1 sampai 1,5 gram per kilogram berat badan per hari. D. Penyakit Akibat Gangguan Metabolisme Protein Salah satu



gangguan metabolisme



protein



dijelaskan



dengan



ditemukannya penyakit yang terjadi karena kekurangan protein. Kekurangan protein hampir selalu disertai dengan kekurangan energi. Penyakit yang terjadi karena kekurangan energi dan protein biasa dikenal dengan KEP. Ketika seorang anak mengalami penyakit KEP maka akan muncul gejala-gejala marasmus dan kwashiorkor. Pada penderita marasmus, pertumbuhan terganggu, tubuh sangat kurus, adanya pembesaran hati, kulit tampak keriput, mudah terkena diare, infeksi saluran pernafasan dan batuk rejan. Pada penderita kwashiorkor, ciri-ciri yang terjadi adalah adanya gangguan pertumbuhan pada berat badan, lemah, kurus, apatis (tidak peduli terhadap lingkungan), kulit tampak kering, moonface, anoreksia, pembesaran hati serta anemia.



Makalah Metabolisme Protein



Page 17



BAB III PENUTUP



A. Kesimpulan Pencernaan protein menghasilkan asam amino.sebagian besar asam amino digunakan untuk pembangunan protein tubuh. Bila ada kelebihan atau bila tidak tersedia cukup karbohidrat dan lemak untuk kebutuhan energi, sebagian asam amino dipecah melalui jalur yang sama dengan glukosa untuk menghasilkan energi. Asam amino lain langsung memasuki siklus TCA untuk menghasilkan energy. B. Saran Protein dalam jumlah yang berlebihan dapat diubah menjadi lemak tubuh dan menyebabkan kegemukkan. Oleh karena itu kita harus pandaipandai dalam mengatur asupan zat gizi agar seimbang. Untuk mengeluarkan ureum memerlukan air agar dapat berada dalam keadaan larut dalam air. Oleh karena itu, seorang yang banyak makan protein harus minum lebih banyak.



Makalah Metabolisme Protein



Page 18



DAFTAR PUSTAKA



Ezekia, Kevin. 2017. Metabolisme. FK UNUD/RSUP SANGLAH http://biodaman.blogspot.com/2017/12/makalah-metabolisme-protein.html Oktavianti, Nurma. 2021. Modul Biokimia Materi Metabolisme Protein, Asam Amino Dan Genetik Pendidikan Biologi. Universitas Islam Raden Intan Lampung https://docplayer.info/73059462-Makalah-biologi-metabolisme-protein.html http://eprints.umm.ac.id/24293/2/jiptummpp-gdl-mulyasujat-32688-2-babi.pdf