MAKALAH BIOKIMIA “ASAM AMINO”

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan Kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat rahmat dan inayahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan Makalah Biokimia dengan judul “Asam Amino” ini tepat pada waktunya.

Kami menyadari sungguh bahwa dalam penyusuan makalah ini masih jauh dari kesempurnaan dengan kata lain masih terdapat banya kekurangan, oleh sebab itu kritik dan saran yang sifatnya membangun sangat kami harapkan guna penyempurnaan makalah ini kedepan.

Taklulupa pula kami ucapkan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu kami dalam penyusunan makalah ini.

Akhir kata semoga Makalah Biokimia “Asam Amino” ini berguna bagi kita semua.

Masohi,  Maret 2013

Kelompok IV

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

BAB I PENDAHULUAN

1.1.      Latar Belakang

1.2.      Rumusan Masalah

1.3.      Tujuan

BAB II PEMBAHASAN

2.1.   Asam Amino Dan Macam-Macam Asam Amino

2.2.    Biosintesis Asam Amino

BAB III PENUTUP

3.1.    Kesimpulan

3.2.    Saran

DAFTAR PUSTAKA

BAB I

PENDAHULUAN

1.1       Latar belakang

Dalam tubuh mahluk hidup pasti dijumpai  asam amino,asam-asam amino terdiri atas pertama, produksi asam amino dari pembongkaran protein tubuh, digesti protein diet serta sintesis asam amino di hati. Kedua, pengambilan nitrogen dari asam amino. Sedangkan ketiga adalah katabolisme asam amino menjadi energi melalui siklus asam serta siklus urea sebagai proses pengolahan hasil sampingan pemecahan asam amino. Keempat adalah sintesis protein dari asam-asam amino. Asam amino juga mengalami katabolisme,yang terjadi dalam 2 tahapan yaitu : Transaminasi dan Pelepasan amin dari glutamat menghasilkan ion ammonium.Semua jaringan memiliki kemampuan untuk men-sintesis asam amino non esensial, melakukan remodeling asam amino, serta mengubah rangka karbon non asam amino menjadi asam amino dan turunan lain yang mengandung nitrogen. Dalam kondisi surplus diet, nitrogen toksik potensial dari asam amino dikeluarkan melalui transaminasi, deaminasi dan pembentukan urea. Rangka karbon umumnya diubah menjadi karbohidrat melalui jalur glukoneogenesis, atau menjadi asam lemak melalui jalur sintesis asam lemak. Berkaitan dengan hal ini, asam amino dikelompokkan menjadi 2 kategori yaitu:

·         Asam Amino Esensial

Merupakan asam amino yang tidak dapat disintesis oleh tubuh kita sehingga harus ada di dalam makanan yang kita makan.

·         Asam Amino Non-Esensial

Merupakan asam amino yang dapat disintesis dari asam amino lain.

          Setiap jenis asam amino tersebut dapat mengalami biosintesis.Dalam makalah ini akan dibahas lebih lanjut tentang macam-macam dan biosintesis pada asam amino.

1.2       Rumusan masalah

·         Apa saja macam-macam dari asam amino?

·         Bagaimana saja biosintesis yang terjadi pada asam amino?

1.3       Tujuan

·         Untuk mengetahui macam-macam asam amino

·         Untuk mengetahui biosintesis yang terjadi pad asam amino

BAB II

PEMBAHASAN

2.1    Asam Amino dan Macam-Macam Asam Amino

    Asam amino adalah sembarang senyawa organik yng memiliki gugus fungsional karboksilat(­-COOH)dan amina(biasanya –NH₂).Dalam biokimia seringkali pengertiannya dipersempit :keduanya terikat pada satu atom karbon   (C)yang sama (disebut atom C “alfa”).Asam amino termasuk golongan senyawa yang paling banyak dipelajari karena salah satu fungsinya adalah sebagai penyusun protein yang sangat penting dalam organisme.Struktur asam amino adalah sebagai berikut:

Jalur metabolik utama dari asam-asam amino terdiri atas pertama, produksi asam amino dari pembongkaran protein tubuh, digesti protein diet serta sintesis asam amino di hati. Kedua, pengambilan nitrogen dari asam amino. Sedangkan ketiga adalah katabolisme asam amino menjadi energi melalui siklus asam serta siklus urea sebagai proses pengolahan hasil sampingan pemecahan asam amino. Keempat adalah sintesis protein dari asam-asam amino.

Asam amino juga mengalami katabolisme, ada 2 tahap pelepasan gugus amin dari asam amino, yaitu:

·         Transaminasi

Katabolisme asam amino terjadi melalui reaksi transaminasi yang melibatkan pemindahan gugus amino secara enzimatik dari satu asam amino ke asam amino lainnya. Enzim yang terlibat dalam reaksi ini adalah transaminase atau amino transaminase. Enzim ini spesifik bagi ketoglutarat sebagai penerima gugus amino namun tidak spesifik bagi asam amino sebagai pemberi gugus amino.

Transaminase mempunyai gugus prostetik, piridoksal fosfat, pada sisi aktifnya yang berfungsi sebagai senyawa antara pembawa gugus amino menuju ketoglutarat. Molekul ini mengalami perubahan dapat balik di antara bentuk aldehidanya (piridoksal fosfat), yang dapat menerima gugus amino, dan bentuk teraminasinya (piridoksamin fosfat).

Ada sekitar 12 asam amino protein yang mengalami reaksi transaminasi dalam proses degradasinya. Beberapa asam amino lain mengalami proses deaminasi dan dekarboksilasi.

Enzim aminotransferase memindahkan amin kepada α-ketoglutarat menghasilkan glutamat atau kepada oksaloasetat menghasilkan aspartat

Contoh reaksi transaminasi. Perhatikan alanin mengalami transaminasi menjadi glutamat. Pada reaksi ini dibutuhkan enzim alanin aminotransferase.

·         Pelepasan amin dari glutamat menghasilkan ion ammonium

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

Contoh reaksi deaminasi oksidatif. Perhatikan glutamat mengalami deaminasi menghasilkan amonium (NH₄⁺). Selanjutnya ion amonium masuk ke dalam siklus urea.

Ringkasan skematik mengenai reaksi transaminasi dan deaminasi oksidatif

Setelah mengalami pelepasan gugus amin, asam-asam amino dapat memasuki siklus asam sitrat melalui jalur yang beraneka ragam.

Tempat-tempat masuknya asam amino ke dalam sikulus 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:

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.

Tahapan-tahapan proses yang terjadi di dalam siklus urea

Semua jaringan memiliki kemampuan untuk men-sintesis asam amino non esensial, melakukan remodeling asam amino, serta mengubah rangka karbon non asam amino menjadi asam amino dan turunan lain yang mengandung nitrogen. Dalam kondisi surplus diet, nitrogen toksik potensial dari asam amino dikeluarkan melalui transaminasi, deaminasi dan pembentukan urea. Rangka karbon umumnya diubah menjadi karbohidrat melalui jalur glukoneogenesis, atau menjadi asam lemak melalui jalur sintesis asam lemak. Berkaitan dengan hal ini, asam amino dikelompokkan menjadi 2 kategori yaitu:

·         Asam Amino Esensial

Merupakan asam amino yang tidak dapat disintesis oleh tubuh kita sehingga harus ada di dalam makanan yang kita makan.

Macam-macam asam amino esensial: Alanine,Asparagine,Aspartate,Cysteine,Glutamat,Glutamine,Glycyne,Proline,Syerine,Tyrosyne.

·         Asam Amino Non-Esensial

Merupakan asam amino yang dapat disintesis dari asam amino lain. Auksin diproduksi dari asam amino tryptophan terutama oleh daun muda dan biji yang sedang berkecambah. Auksin terdiri dari: Indole-3-acetic acic (IAA), Indole-3-butyric acid (IBA), dan α-naphthalene acitic acid (NAA).

Efek auksin pada tanaman:
- Meningkatkan pembelahan dan diferensiasi sel pada jaringan meristem.
- Meningkatkan perkembangan jaringan vaskuler (xylem dan phloem).
- Meningkatkan pembentukan dan perkembangan sistem akar.
- Meningkatkan pembentukan dan perkembangan bunga dan buah.

Aplikasi auksin pada pertanian:
- Mempercepat pembentukan akar pada stek batang.
- Merangsang pembentukan bunga pada tanaman yang sulit berbunga.
- Meningkatkan pembentukan buah pada tanaman yang sedikit berbuah.
- Mencegah kerontokan daun, bunga, dan buah.

Macam-macam asam amino non-esensial:Arginine, Histidine, Isoleucine, Leucine, Lysine, Methionine, Phenylalanine, Threonine, Tyrptophan, Valine

2.2    Biosintesis Asam Amino

          Biosintesis yang terjadi pada asam amino adalah sebagai berikut:

a.   Biosintesis glutamat dan aspartat

Glutamat dan aspartat disintesis dari asam α-keto dengan reaksi tranaminasi sederhana. Katalisator reaksi ini adalah enzim glutamat dehidrogenase dan selanjutnya oleh aspartat aminotransferase, AST.

Reaksi biosintesis glutamat

Aspartat juga diturunkan dari asparagin dengan bantuan asparaginase. Peran penting glutamat adalah sebagai donor amino intraseluler utama untuk reaksi transaminasi. Sedangkan aspartat adalah sebagai prekursor ornitin untuk siklus urea.

b.   Biosintesis alanin

Alanin dipindahkan ke sirkulasi oleh berbagai jaringan, tetapi umumnya oleh otot. Alanin dibentuk dari piruvat. Hati mengakumulasi alanin plasma, kebalikan transaminasi yang terjadi di otot dan secara proporsional meningkatkan produksi urea. Alanin dipindahkan dari otot ke hati bersamaan dengan transportasi glukosa dari hati kembali ke otot. Proses ini dinamakan siklus glukosa-alanin. Fitur kunci dari siklus ini adalah bahwa dalam 1 molekul, alanin, jaringan perifer mengekspor piruvat dan amonia ke hati, di mana rangka karbon didaur ulang dan mayoritas nitrogen dieliminir.

Ada 2 jalur utama untuk memproduksi alanin otot yaitu:

1.      Secara langsung melalui degradasi protein

2.      Melalui transaminasi piruvat dengan bantuan enzim alanin transaminase, ALT (juga dikenal sebagai serum glutamat-piruvat transaminase, SGPT).

Glutamat + piruvat α-ketoglutarat + alanin

Siklus glukosa-alanin

c.      Biosintesis sistein

Sulfur untuk sintesis sistein berasal dari metionin. Kondensasi dari ATP dan metionin dikatalisis oleh enzim metionin adenosiltransfrease menghasilkan S-adenosilmetionin (SAM).

Biosintesis S-adenosilmetionin (SAM)

SAM merupakan precursor untuk sejumlah reaksi transfer metil (misalnya konversi norepinefrin menjadi epinefrin). Akibat dari tranfer metil adalah perubahan SAM menjadi S-adenosilhomosistein. S-adenosilhomosistein selanjutnya berubah menjadi homosistein dan adenosin dengan bantuan enzim adenosilhomosisteinase. Homosistein dapat diubah kembali menjadi metionin oleh metionin sintase.

Reaksi transmetilasi melibatkan SAM sangatlah penting, tetapi dalam kasus ini peran S-adenosilmetionin dalam transmetilasi adalah sekunder untuk produksi homosistein (secara esensial oleh produk dari aktivitas transmetilase). Dalam produksi SAM, semua fosfat dari ATP hilang: 1 sebagai Pi dan 2 sebagai Ppi. Adenosin diubah menjadi metionin bukan AMP.

Dalam sintesis sistein, homosistein berkondensasi dengan serin menghasilkan sistationin dengan bantuan enzim sistationase. Selanjutnya dengan bantuan enzim  sistationin liase sistationin diubah menjadi sistein dan α-ketobutirat. Gabungan dari 2 reaksi terakhir ini dikenal sebagai trans-sulfurasi.

Peran metionin dalam sintesis sistein

d.     Biosintesis tirosin

Tirosin diproduksi di dalam sel dengan hidroksilasi fenilalanin. Setengah dari fenilalanin dibutuhkan untuk memproduksi tirosin. Jika diet kita kaya tirosin, hal ini akan mengurangi kebutuhan fenilalanin sampai dengan 50%.

 Fenilalanin hidroksilase adalah campuran fungsi oksigenase: 1 atom oksigen digabungkan ke air dan lainnya ke gugus hidroksil dari tirosin. Reduktan yang dihasilkan adalah tetrahidrofolat kofaktor tetrahidrobiopterin, yang dipertahankan dalam status tereduksi oleh NADH-dependent enzyme dihydropteridine reductase (DHPR).

Biosintesis tirosin dari fenilalanin

e.      Biosintesis ornitin dan prolin

Glutamat adalah prekursor ornitin dan prolin. Dengan glutamat semialdehid menjadi intermediat titik cabang menjadi satu dari 2 produk atau lainnya. Ornitin bukan salah satu dari 20 asam amino yang digunakan untuk sintesis protein. Ornitin memainkan peran signifikan sebagai akseptor karbamoil fosfat dalam siklus urea. Ornitin memiliki peran penting tambahan sebagai prekursor untuk sintesis poliamin. Produksi ornitin dari glutamat penting ketika diet arginin sebagai sumber lain untuk ornitin terbatas.

Penggunaan glutamat semialdehid tergantung kepada kondisi seluler. Produksi ornitin dari semialdehid melalui reaksi glutamat-dependen transaminasi. ketika konsentrasi arginin meningkat, ornitin didapatkan dari siklus urea ditambah dari glutamat semialdehid yang menghambat reaksi aminotransferase. Hasilnya adalah akumulasi semialdehid. Semialdehid  didaur secara spontan menjadi Δ¹pyrroline-5-carboxylate yang kemudian direduksi menjadi prolin oleh NADPH-dependent reductase.

f.       Biosintesis serin

Jalur utama untuk serin dimulai dari intermediat glikolitik 3-fosfogliserat. NADH-linked dehidrogenase mengubah 3-fosfogliserat menjadi sebuah asam keto yaitu 3-fosfopiruvat, sesuai untuk transaminasi subsekuen. Aktivitas aminotransferase  dengan glutamat sebagai donor menghasilkan 3-fosfoserin, yang diubah menjadi serin oleh fosfoserin fosfatase.

g.     Biosintesis glisin

Jalur utama untuk glisin adalah 1 tahap reaksi yang dikatalisis oleh serin hidroksimetiltransferase. Reaksi ini melibatkan transfer gugus hidroksimetil dari serin untuk kofaktor tetrahidrofolat (THF), menghasilkan glisin dan N⁵, N¹⁰-metilen-THF.

h.     Biosintesis aspartat, asparagin, glutamat dan glutamin

Glutamat disintesis dengan aminasi reduktif α-ketoglutarat yang dikatalisis oleh glutamat dehidrogenase yang merupakan reaksi nitrogen-fixing. Glutamat juga dihasilkan oleh reaksi aminotranferase, yang dalam hal ini nitrogen amino diberikan oleh sejumlah asam amino lain. Sehingga, glutamat merupakan kolektor umum nitrogen amino.

Asam amino aspartat sebagai produk yang disekresikan, NH4+ yang terbentuk dikeluarkan dari bakterioid ke sitosol sel-sel yang mengandung bakterioid ( ke luar membran bakterioid) dan diubah menjadi asam glutamat, senyawa amida seperti glutamin atau asparagin, atau senyawa yang kaya akan nitrogen yang disebut ureida, seperti alantoin dan asam alantoat (suatu ureida). Sel-sel akar diluar struktur bintil membantu  mentranspor amida atau ureida ini ke xilem, yang selanjutnya akan ditranspor ke pucuk.

Aspartat dibentuk dalam reaksi transaminasi yang dikatalisis oleh aspartat transaminase, AST. Reaksi ini menggunakan analog asam α-keto aspartat, oksaloasetat, dan glutamat sebagai donor amino. Aspartat juga dapat dibentuk dengan deaminasi asparagin yang dikatalisis oleh asparaginase.

Asparagin sintetase dan glutamin sintetase mengkatalisis produksi asparagin dan glutamin dari asam α-amino yang sesuai. Glutamin dihasilkan dari glutamat dengan inkorporasi langsung amonia dan ini merupakan reaksi fixing nitrogen lain. Tetapi asparagin terbentuk oleh reaksi amidotransferas.

BAB III

PENUTUP

3.1    Kesimpulan

      Asam amino adalah sembarang senyawa organik yng memiliki gugus fungsional karboksilat(­-COOH)dan amina(biasanya –NH₂).Dalam biokimia seringkali pengertiannya dipersempit :keduanya terikat pada satu atom karbon   (C)yang sama (disebut atom C “alfa”).Asam amino termasuk golongan senyawa yang paling banyak dipelajari karena salah satu fungsinya adalah sebagai penyusun protein yang sangat penting dalam organisme.Semua jaringan memiliki kemampuan untuk men-sintesis asam amino non esensial, melakukan remodeling asam amino, serta mengubah rangka karbon non asam amino menjadi asam amino dan turunan lain yang mengandung nitrogen. Dalam kondisi surplus diet, nitrogen toksik potensial dari asam amino dikeluarkan melalui transaminasi, deaminasi dan pembentukan urea. Rangka karbon umumnya diubah menjadi karbohidrat melalui jalur glukoneogenesis, atau menjadi asam lemak melalui jalur sintesis asam lemak. Berkaitan dengan hal ini, asam amino dikelompokkan menjadi 2 kategori yaitu:

·      Asam Amino Esensial

Merupakan asam amino yang tidak dapat disintesis oleh tubuh kita sehingga harus ada di dalam makanan yang kita makan.

Macam-macam asam amino esensial:

Alanine,Asparagine,Aspartate,Cysteine,Glutamat,Glutamine,Glycyne,Proline,Syerine,Tyrosyne.

·      Asam Amino Non-Esensial

Merupakan asam amino yang dapat disintesis dari asam amino lain.

Macam-macam asam amino non-esensial: Arginine, Histidine, Isoleucine, Leucine, Lysine, Methionine, Phenylalanine, Threonine, Tyrptophan, Valine.

Dalam tubuh mahluk hidup,masing-masing asam amino mengalami biosintesis,dengan proses yang berbeda-beda,tergantung pada jenis asam aminonya.

3.2    Saran

    Berdasarkan kesimpulan di atas, penulis mengharapkan kepada para mahasiswa Biologi khususnya, agar dapat memahami tentang “Asam Amino” agar dapat menambah wawasan pengetahuan kita sebagai calon Guru. Serta diharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun dari berbagai pihak demi kesempurnaan makalah ini.

DAFTAR PUSTAKA

Anonymous, 2012. http://www.fk.unair.ac.id/pdfiles/Metabolisma-asam-amino.pdf diakses pada tanggal 15 Mei 2012

Anonymous, 2012. http://www.scribd.com/doc/19875984/XIIIXIV-Asam amino diakses pada tanggal 15 Mei 2012

Anonymous, 2012. http://books.google.co.id/books?biosintesis asam amino.html diakses pada tanggal 15 Mei 2012

D.W.Martin,Jr. and P.A.Mayes and V.W.Rodwell.BIOKIMIA (Review of Biochemistry).Terjemahan Penerbit Buku Kedokteran E.G.

Harold Hart,” Organic Chemistry” a Short Course, Sixth Edition, Michigan State University, 1983, Houghton Mifflin Co.

Ralp J. Fessenden and Joan S. Fessenden, “ Organic Chemistry,” Third Edition, University Of Montana, 1986, Wadsworth, Inc, Belmont, Califfornia 94002, Massachuset, USA.

Suharsono.1988,Biokimia Jilid 1.UGM PRESS.Jogjakarta

Suyitno,2009.  METABOLISME NITROGEN. Materi disampaikan pada pendampingan Tim Olimpiade Biologi SMAN 7 Purworejo,