Makalah Biokimia Metabolisme Protein Dan Asam Amino Kelompok 3 [PDF]

Citation preview

MAKALAH BIOKIMIA LANJUT “Pencernaan dan Penyerapan Protein serta Katabolisme Asam Amino”



Disusun Oleh : KELOMPOK III NINDYA PRATAMY



A 251 15 008



EMI SULMEINI



A 251 15 010



JURNIATI



A 251 15 016



YUNI DWI WAHYUNINGSIH



A 251 15 020



RISKA TRI WINDIASTUTI



A 251 15 026



PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA JURUSAN PENDIDIKAN MIPA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS TADULAKO 2018



KATA PENGANTAR



Segala puji bagi Allah SWT karena atas berkah rahmat dan karunia-Nya lah sehingga kita masih diberikan nikmat kesehatan dan ketenangan belajar hingga saat ini. Segala puji bagi Allah yang masih memberikan kesehatan dan kesempatannya kepada kita semua, terutama kepada penulis. Sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah ini. Berikut ini, penulis persembahkan sebuah makalah yang berjudul “Pencernaan Dan Penyerapan Protein Serta Katabolisme Asam Amino”. Penulis mengharapkan makalah ini dapat bermanfaat bagi pembaca semua, terutama bagi penulis sendiri. Kepada pembaca yang budiman, jika terdapat kekurangan atau kekeliruan dalam makalah ini, penulis mohon maaf, karna penulis sendiri dalam tahap belajar. Dengan demikian, tak lupa penulis ucapkan terimakasih, kepada para pembaca. Semoga Allah memberkahi makalah ini sehingga benar-benar bermanfaat.



Palu, 19 April 2018



Kelompok 3



DAFTAR ISI



Halaman



HALAMAN JUDUL KATA PENGANTAR



ii



DAFTAR ISI



iii



BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang .......................................................................



1



1.2 Rumusan Masalah..... ..............................................................



2



1.3 Tujuan......................................................................................



2



BAB II PEMBAHASAN 2.1 Pencernaan dan Penyerapan Protein .......................................



3



2.2 Katabolisme Asam Amino ......................................................



5



2.3 Reaksi Katabolisme Asam Amino ..........................................



7



BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan .............................................................................



15



3.2 Saran .......................................................................................



16



DAFTAR PUSTAKA



iv



BAB I PENDAHULUAN



1.1 Latar Belakang Di dalam tubuh manusia memiliki 4 makro molekul yang penting dalam proses kehidupan. Keempat makro molekul tersebut berperan penting dalam setiap reaksi yang terjadi di dalam tubuh. Keempat makro molekul tersebut adalah karbohidrat, lipid, protein dan nukleutida. Dalam proses metabolisme keempat makro molekul tersebut akan menghasilkan energi dalam bentuk ATP serta CO2. Metabolisme adalah segala proses reaksi kimia yang terjadi di dalam mahluk hidup, mulai dari mahluk bersel satu yang sangat sederhana seperti bakteri, protozoa, jamur, tumbuhan, hewan ; sampai kepada manusia, mahluk yang susunan tubuhnya sangat kompleks. Di dalam proses ini mahluk hidup mendapat, mengubah, dan memakai senyawa kimia dari sekitarnya untuk mempertahankan kelangsungan hidupnya. Protein merupakan suatu zat makanan yang amat penting bagi tubuh, karena zat ini disamping berfungsi sebagai bahan bakar dalam tubuh juga berfungsi sebagai zat pembangun dan pengatur. Protein adalah sumber asam-asam amino yang mengandung unsur-unsur C, H, O, dan N yang tidak dimiliki oleh lemak atau karbohidrat. Molekul protein mengandung fosfor, belerang, dan ada jenis protein yang mengandung unsur logam seperti besi dan tembaga. Tahapan-tahapan metabolisme protein dan asam amino perlu untuk dipelajari. Sebagai mahasiswa sudah sewajarnya kita mengetahui proses metabolisme yang terjadi di dalam tubuh. Dengan dituliskannya makalah ini diharapkan dapat membantu mahasiswa dalam memahami proses yang terjadi selama metabolisme protein dan asam amino hingga menghasilkan energi dan CO2.



1.2.Rumusan masalah 1.2.1. Bagaimana Pencernaan dan Penyerapan Protein? 1.2.2. Bagaimana Proses Katabolisme Asam Amino? 1.2.3. Bagaimana Reaksi dari Katabolisme Asam Amino itu Sendiri ?



1.3.Tujuan 1.3.1. Untuk Mengetahui Pencernaan dan Penyerapan Protein 1.3.2. Untuk Mengetahui Katabolisme Asam Amino 1.3.3. Untuk Mengetahui Reaksi dari Katabolisme Asam Amino



BAB II PEMBAHASAN



2.1. Pencernaan dan Penyerapan Protein Protein adalah salah satu zat gizi penting yang dibutuhkan tubuh sebagai bahan baku energi, pembentukan dan perbaikan sel, sintesis hormone, enzim dan antibodi. Pada saat dikonsumsi protein mengalami perombakan menjadi asam amino melalui serangkaian proses. Proses pencernaan protein dalam tubuh manusia tersebut dapat dijelaskan oleh skema berikut ini.



Gambar 1. Proses Pencernaan Protein



Sama seperti proses pencernaan lemak dan karbohidrat, protein juga hanya dapat diserap tubuh manusia jika sudah diurai dalam bentuk yang sederhana. Penguraian protein dalam sistem pencernaan manusia melibatkan seluruh organ dan kerja dari enzim – enzim protease melalui serangkaian proses. Rangkaian dari proses pencernaan protein dalam tubuh manusia tersebut dimulai dari rongga mulut. 1. Rongga Mulut dan Kerongkongan Di rongga mulut, proses pencernaan protein melibatkan kerja gigi dan ludah. Gigi dalam hal ini berfungsi untuk memperkecil ukuran makanan sedangkan ludah



berguna dalam mempermudah lewatnya makanan yang dikunyah untuk melewati kerongkongan, protein secara khusus belum mengalami proses pencernaan yang sebenarnya. 2. Lambung Di lambung, protein yang tertampung akan bereaksi dengan enzim pepsin yang berasal dari getah lambung. Enzim pepsin sendiri hanya akan terbentuk jika asam lambung (HCl) menemukan protein dan melakukan penguraian rangkaiannya. Penguraian rangkaian protein dalam lambung secara biokimia akan menstimulasi pepsin pasif menjadi pepsin aktif. Enzim pepsin memecah ikatan protein menjadi gugus yang lebih sederhana, yaitu pepton dan proteosa. Kedua gugus ini merupakan polipeptida pendek yang masih belum diabsorpsi oleh jonjot usus. 3. Usus Halus Polipeptida pendek yang dihasilkan dari reaksi enzim pepsin dan protein kemudian akan bercampur dengan enzim protease (erepsin) di dalam usus halus. Protease berasal dari pancreas yang disalurkan ke usus halus melalui dinding membrane. Protease mengandung beberapa precursor yang antara lain prokarboksipeptidase, kimotripsinogen, trypsinogen, proelastase, dan collagenase. Setelah protein berhasil diurai menjadi asam amino, selanjutnya jonjot usus yang terdapat pada dinding usus penyerapan (ileum) akan menyerap asam amino yang dihasilkan dari proses pencernaan protein untuk dikirimkan melalui aliran darah ke seluruh sel-sel di tubuh kita 4. Usus Besar dan Anus Jika asam amino yang dihasilkan dari proses pencernaan protein memiliki jumlah yang berlebih, asam amino tersebut kemudian akan dirombak menjadi senyawa-senyawa seperti amoniak (NH3) dan ammonium (NH4OH). Pada tahap selanjutnya, semua senyawa ini kemudian dibuang melalui saluran kencing atau bersama dengan feses. Perubahan kimia dalam proses pencernaan dilakukan dengan bantuan enzimenzim saluran pencernaan yang mengkatalisis hidrolisis protein menjadi asam amino. Berikut proses pencernaan protein



Tahapan Katalisis Protein menjadi Asam Amino di dalam saluran Pencernaan Protein



Mulut : (1) pencernaan secara mekanik ; (2) cairan air ludah (enzim saliva) Polipeptida protein Lambung : (1) enzim kelenjar lambung (pepsin, renin) ; (2) asam lambung (HCL) Oligopeptida Proteosa Pepton Usus Halus : (1) cairan pankreas (tripsin, kimotripsin, karboksipeptidase) ; (2) cairan empedu/hati ; (3) enzim kelenjar usus halus (aminopeptidase, dipeptidase) ; (4) bakteri usus halus. Asam Amino



2.2. Katabolisme Asam Amino Proses metabolisme protein dimulai dari proses pencernaan di mulut sampai di usus halus, dilanjutkan dengan proses metabolisme asam amino. Yaitu sebagian besar zat makanan yang mengandung protein dipecahkan menjadi molekul-molekul yang



lebih



kecil



terlebih



dahulu



sebelum



diabsorpsi



dari



saluran



pencernaan. Protein diabsorpsi di usus halus dalam bentuk asam amino masuk ke dalam darah. Dalam darah asam amino disebar keseluruh sel untuk disimpan. Didalam sel asam amino disimpan dalam bentuk protein (dengan menggunakan enzim). Hati merupakan jaringan utama untuk menyimpan dan mengolah protein.



Protein dalam makanan pencernaan Asam Amino absorbsi A. A dalam darah



A.A. dl HATI (ektrasel)



A.A. Dalam darah



PROTEIN



A. A. ektra sel



Senyawa N lain



A. A. intra sel



PROTEI N



A. A. dl Hati (intra sel)



Sik. A. Sitrat



A. Keto



A. Keto



Asam lemak



NH3



S urea



Gambar 2. Metabolisme Protein



Protein dalam makanan dicerna dalam lambung dan usus di katabolisme menjadi asam amino yang diabsorbsi dan dibawa oleh darah. Asam amino dalam darah di bawa ke hati menjadi asam amino dalam hati (ekstra sel), kemudian asam amino tersebut ada yang di simpan dalam hati (intra sel) dan sebagian dibawa oleh darah ke jaringan-jaringan tubuh. Asam amino yang dibawa ke hati dikatakan ekstra sel karena sebagian asam amino dalam hati ini kemudian akan dibawa sebagian keluar dari sel atau menuju ke seluruh jaringan tubuh yang membutuhkan. Setelah masuk ke jaringan-jaringan tubuh asam amino ini akan masuk ke sel-sel tubuh (asam amino dalam sel).



Dan sebagiannya lagi tetap didalam hati (intra sel) sebagai cadangan protein dalam tubuh, bila tubuh kekurangan protein maka asam amino ini diubah menjadi protein dan sebaliknya jika tubuh membutuhkan asam amino dari dalam tubuh maka protein di rombak kembali menjadi asam amino. Dan asam amino ini juga berfungsi membentuk senyawa N lain yang berfungsi untuk pembentukan sel-sel tubuh, senyawa nitrogen ini merupakan bagian utama dari semua protein, enzim, dan proses metabolik yang disertakan pada sintesa dan perpindahan energi. Bila ada kelebihan asam amino dari jumlah yang digunakan maka asam amino diubah menjadi asam keto. Proses perubahan tersebut terjadi dalam siklus asam sitrat. Atau diubah mejadi urea.



2.3. Reaksi Katabolisme Asam Amino 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.



Gambar 4. Ringkasan skematik mengenai reaksi transaminasi dan deaminasi oksidatif



Ada 2 tahap pelepasan gugus amin dari asam amino, yaitu: 1. 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, α-ketoglutarat atau oksaloasetat, sehingga senyawa keto ini diubah menjadi asam amino, sedangkan asam amino semula diubah menjadi asam keto. Ada dua enzim penting dalam reaksi transaminasi yaitu alanin transaminase dan glutamat transaminase yang bekerja sebagai katalis dalamreaksi berikut :



Transaminasi mempunyai gugus prostentik, piridoksal posfat, pada sisi aktifnya yang berfungsi sebagai senyawa antara pembawa gugus amino menuju ketoglutarat. Molekul ini mengalami perubahan dapat balik diantara bentuk aldehidnya , piridoksal posfat yang dapat menerima gugus amino dan bentuk teraminasinya piridoksamin posfat yang dapat memberikan gugus amino. 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. Alanin transaminase merupakan enzim yang mempunyai kekhasan terhadap asam piruvat-alanin. Glutamat transaminase merupakan enzim yang mempunyai kekhasan terhadap glutamat-ketoglutarat sebagai satu pasang substrat. Reaksi transaminasi terjadi didalam mitokondria maupun dalam cairan sitoplasma. Semua enzim transaminase tersebut dibantu oleh piridoksalfosfat sebagai koenzim.



2. 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. Dalam beberapa sel misalnya dalam bakteri, asam glutamat



dapat mengalami proses deaminasi oksidatif yang menggunakan glutamat dehidrogenase sebagai katalis. Asam glutamat + NAD+



α-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. Dua jenis dehidrogenase lain yang penting ialah L-asam amino oksidase dan D-asam amino oksidase.L-asam amino oksidase adalah enzim flavoprotein yang mempunyai gugus prostetik flavinmononukleotida (FMN). Enzim ini terdapat dalm sel hati pada endoplasmik retikulum dan bukan merupakan enzim yang penting.Dasam amino oksidase juga enzim flavoprotein dan merupakan katalis pada reaksi. 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. Non oksidatif adalah penghilangan gugus amino dari asam amino serin yang dikatalisis oleh enzim serindehidratase. Asam amino teronin juga dapat mengalami deaminasi non oksidatif dengan katalis treonin dehidratase menjadi ketobutirat. Pelepasan



amin



dari



glutamat



menghasilkan



ion



ammonium



:



Glutamat juga dapat memindahkan amin ke rantai karbon lainnya, menghasilkan asam amino baru.



Gambar 5. 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.



Gambar 6. Tempat-tempat masuknya asam amino ke dalam siklus asam sitrat untuk produksi 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:



a. Dengan peran enzim karbamoil fosfat sintase I, ion amonium bereaksi dengan CO2 menghasilkan karbamoil fosfat. Dalam raksi ini diperlukan energi dari ATP b. Dengan peran enzim ornitin transkarbamoilase, karbamoil fosfat bereaksi dengan L-ornitin menghasilkan L-sitrulin dan gugus fosfat dilepaskan c. Dengan peran enzim argininosuksinat sintase, L-sitrulin bereaksi dengan Laspartat menghasilkan L-argininosuksinat. Reaksi ini membutuhkan energi dari ATP. d. Dengan peran enzim argininosuksinat liase, L-argininosuksinat dipecah menjadi fumarat dan L-arginin e. Dengan peran enzim arginase, penambahan H2O terhadap L-arginin akan menghasilkan L-ornitin dan urea.



Gambar. 7. Tahapan-tahapan proses yang terjadi di dalam siklus urea



NH3 merupakan racun bagi tubuh, tetapi tidak dapat dibuang oleh ginjal. NH3 terlebih dahulu harus diubah menjadi urea di dalam hati sehingga ginjal dapat mengeluarkannya dalam bentuk urine.



BAB III PENUTUP



3.1 Kesimpulan Kesimpulan dari makalah ini yaitu : 1. Proses pencernaan protein terjadi di mulut, lambung, dan usus halus hingga asam amino di angkut ke dalam darah. Di dalam mulut terjadi pencernaan protein secara mekanik dan enzimatis oleh enzim saliva (cairan air ludah) menjadi polipeptida protein, selanjutnya polipeptida protein di dalam lambung dikatalisis oleh enzim kelenjar lambung (pepsin, renin) dan asam lambung (HCL) menjadi oligopeptida, proteosa, dan pepton yang selanjutnya dikatalisis oleh cairan pankreas (tripsin, kimotripsin, karboksipeptidase) cairan empedu/hati, enzim kelenjar usus halus (aminopeptidase, dipeptidase), dan bakteri usus halus hingga menjadi asam amino di dalam darah dan limfa. 2. Metabolisme Protein dimulai dari proses pencernaan makananan yaitu dari mulut, lambung dan usus halus. Protein dalam makanan dicerna dalam lambung dan usus di katabolisme menjadi asam amino yang diabsorbsi dan dibawa oleh darah. Asam amino dalam darah di bawa ke hati menjadi asam amino dalam hati (ekstra sel), kemudian asam amino tersebut ada yang di simpan dalam hati (intra sel) dan sebagian dibawa oleh darah ke jaringanjaringan tubuh. Bila ada kelebihan asam amino dari jumlah yang digunakan maka asam amino diubah menjadi asam keto. Proses perubahan tersebut terjadi dalam siklus asam sitrat. Atau diubah mejadi urea. 3. Tahap awal reaksi katabolisme asam amino, melibatkan pelepasan gugus amino. Dua proses utama pelepasan gugus amino yaitu transaminasi dan deaminasi oksidatif



3.2 Saran 1. Diharapkan kepada seluruh mahasiswi untuk dapat memahami isi dari materi ini. 2. Diharapkan setelah mempelajari materi ini mahasiswi bisa menambah wawasannya mengenai materi ini.



DAFTAR PUSTAKA



Poedjiadi, A. (2005). Dasar-Dasar Biokimia. Jakarta: UI-Press