Metabolisme Protein

            Protein adalah sumber utama Nitrogen yang dimetabolisme oleh tubuh. Protein tersusun dari banyak sekali asam amino yang dirangkai menjadi rantai-rantai oleh ikatan peptida yang menghubungkan gugus amino pada satu asam aminno dengan gugus karboksil asam amino berikutnya. Asam amino yang dihasilkan dari pencernaan protein makanan diserap melalui sel epitel usus dan masuk ke dalam darah.

            Asam amino terdiri dari dua jenis yaitu asam amino esensial dan non esensial. Contoh dari asam amino esensial antara lain arginin, histidin, isoleusin, leusn, lisin, metionin, fenilalain, treonin, triptofan dan valin. Seadangkan asam amino non esensial contohnya yaitu alanin, asparagin, aspartat, sistein, glutamat, glutamin, glisin, hidroksiprolin, hidroksilisin, prolin, serin dan tirosin.

ASAM AMINO YANG ESENSIAL SECRA NITRISIONAL MEMILIKI JALUR BIOSINTESIS PENDEK

            Enzim glutamat dehidrogenase, glutamin sintetase, dan aminotransferase menempati posisi sentral dalam biosintesis asam amino. Kerja kombinasi ketiga enzim ini adalah mengubah ion amonium menjadi nitrogen α amino dari berbagai asam amino.

            Glutamat dan Glutamin. Aminasi reduktif α ketoglutarat dikatalisis oleh glutamat dehidrogenase. Aminasi glutamat menjadi glutamin dikatalisis oleh glutamin sintetase.

            Alanin. Transaminasi piruvat membentuk alanin.

            Aspartat dan Asparagin. Transaminasi oksaloasetat membentuk aspartat. Perubahan aspartat menjadi asparagin dikatalisis oleh asparagin sintetase kecuali bahwa glutamin menyediakan nitrogen, bukan ion amonium.

            Serin. Oksidasi gugus α hidroksil pada zat antara glikolisis 3-fosfogliserat mengubahnya menjadi satu asam okso dengan transaminasi dan defosforilasi selanjutnya menghasilkan serin.

            Glisin. Glisin aminotransferase dapat mengkatalisis sintesis glisin dan glioksilat dan glutamat atau alanin. Tidak seperti kebanyakan reaksi aminotransferase reaksi-reaksi ini sangat cenderung mengarah pada pembentukan glisin.

            Prolin dibentuk dari glutamat melalui pembalikan reaksi-reaksi katabolisme prolin.

            Sistein. Meskipun secara nutrisional tidak esensial, namun dibentuk dari metionin yang esensial secara nutrisional setelah perubahan metionin yang esensial secara nutrisional setelah perubahan metionin menjadi homosistein. Homosistein dan serin membentuk sistationin yang hidrolisisnya membentuk sistein dan homoserin.

            Tirosin. Fenilalanin hidroksilase mengubah fenilalanin menjadi tirosin.

            Hidroksiprolin dan hidroksilisin berasal dari prolin dan lisin, tetapi hanya setelah asam-asam amino ini tergabung ke dalam peptida.

PROTEASE DAN PEPTIDASE MENGURAIKAN PROTEIN MENJADI ASAM AMINO

            Kerentanan protein terhadap penguraian dinyatakan sebagai waktu paruhnya (t1/2), yakni waktu yang diperlukan untu menurunkan konsentrasinya, menjadi separuh konsentrasi awal.

            Sekuens PEST, regio-regio yang kaya prolin (P), glutamat (E), serin (S) dan treonin (T) , menargetkan beberapa protein untuk diuraikan secara cepat. Protease intrasel menghidrolisis ikatan-ikatan peptida internal. Peptida-peptida yang terbentuk kemudian diuraikan menjadi asam amino oleh  endopeptidase yang memutuskan ikatan-ikatan internal serta oleh aminopeptidase dan karboksipeptidase yang mengeluarkan asam amino. Serta sekuensial masing-masing dari terminal amino dan karboksil. Penguraian peptida dalam darah misalnya hormon terjadi setelah lenyapnya gugus asam sialat dari ujung-ujung nonreduktif rantai oligosakarida oleh reseptor asiaglikoprotein sel hati dan diuraikan oleh protease lisosom yang disebut katepsin.

            Protein-protein ekstrasel, protein yang terikat membran dan protein intrasel yang berumur panjang diuraikan di lisosom melalui proses-proses yang tidak memerlukan ATP. Sebaliknya penguraian protein yang berumur pendek dan abnormal terjadi di sitosol serta memerlukan ATP dan ubikuitin adalah suatu protein kecil (8,5 kD) yang menargetkan banyak protein intrasel untuk diuraikan.

PERAN BERBAGAI JARINGAN DALAM METABOLISME ASAM AMINO

            Dalam keadaan kenyang, asam amino yang dibebaskan dari pencernaan protein makanan mengalir melalui vena porta hepatika ke hati tempat asam tersebut digunakan untuk membentuk protein, terutama protein darah, misalnya albumin serum. Kelebihan asam amino diubah menjadi glukosa atau triasilgliserol yang dikemas dan disekresikan dalam VLDL.

            Glukosa yang dibentuk dari asam amino pada keadaan kenyang disimpan sebagai glikogen atau dibebaskan ke dalam darah apabila kadar kadar glukosa darah rendah. Asam amino yang meleawati hati diubah menjadi protein jaringan lain.

            Selama puasa, asam amino dibebaskan dari protein otot. Sebagian langsung masuk ke dalam darah. Sebagian lain mengalami oksidasi parsial dan diubah menjadi alanin dan glutamin, yang masuk ke dalam darah. (Alanin juga dihasilkan dari glukosa). Di ginjal, glutamin membebaskan amonia ke dalam urin dan diubah menjadi alanin dan serin.

            Di sel usus, glutamin diubah menjadi alanin. Alanin (asam amino glukoneogenik utama) dan asam amino lain masuk ke dalam hati. Di hati, nitrogen pada asam-asam amino tersebut diubah menjadi urea yang kemudian diekskresikan dalam urin, sedangkan karbon pada asam-asam amino tersebut diubah menjadi glukosa dan badan keton, yang dioksidasi oleh berbagai jaringan untuk menghasilkan energi.

Sumber :

1.      Murray, Robert K, Daryl K. Granner dan Victor W. Rodwell. 2009. Biokimia Harper Ed 27. Jakararta : EGC

2.      Marks, Dawn B, Allan D. Marks dan Colleen M. Smith.2000. Biokimia Kedokteran Dasar. Jakarta : EGC