BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Secara
keseluruhan, metabolisme bertanggung jawab terhadap pengaturan materi dan
sumber energi dari sel. Setiap sel di dalam tubuh organisme, pada dasarnya
berfungsi layaknya sebuah miniatur pabrik yang melaksanakan berbagai reaksi
biokimia yang berbeda-beda. Beberapa reaksi tersebut ada yang menggunakan
energi melalui proses anabolisme.
Oleh karena itu, makalah ini buat untuk mengetahui reaksi-reaksi biokimia
apakah yang menggunakan energi melalui proses anabolisme?.
1.2
Rumusan masalah:
1. Apa yang dimaksud dengan anabolisme?
2. Apa saja reaksi-reaksi yang
menggunakan energi melalui proses anabolisme?
3. Bagaimana proses fotosintesis ?
4. Bagaimana proses biosintesis lemak ?
5. Bagaimana proses biosintesis asam
amino?
1.3 Tujuan
1. Dapat mengetahui
pengertian anabolisme.
2. Dapat mengetahui
reaksi-reaksi yang menggunakan energi melalui proses
anabolisme.
3. Dapat menjelaskan
proses fotosintesis.
4. Dapat menjelaskan
proses biosintesis lemak.
5. Dapat menjelaskan proses
biosintesis asam amino.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian anabolisme
Anabolisme
adalah reaksi pembentukan molekul sederhana menjadi molekul yang kompleks.
Reaksi anabolisme merupakan peristiwa sintesis atau penyusunan sehingga
memerlukan energi, dan dibentuk reaksi endergonik. Contoh reaksi anabolisme di
antaranya adalah fotosintesis atau sintesis karbohidrat dengan bantuan energi
cahaya matahari, kemosintesis dengan bantuan energi kimia.
2.2 Contoh reaksi anabolisme
2.2.1 Fotosintesis
Fotosintesis
berasal dari kata foton yang berarti cahaya dan sintesis yang artinya
menyusun. Jadi, fotosintesis artinya proses penyusunan molekul kompleks pada
bagian tumbuhan yang mengandung klorofil dengan bantuan cahaya matahari. Perangkat
fotosintesis lainnya terdiri atas klorofil a, klorofil b, karotenoid, dan
akseptor elektron yang tergabung dalam suatu sistem yang disebut fotosistem. Fotosistem dapat dibedakan
menjadi dua, yaitu fotosistem I dan II.
-
Fotosistem I
Di
dalam fotosistem I , terdapat molekul klorofil yang berbeda pada pusat reaksi
dari fotosistem I dinamakan P700. Disebut demikian karena sangat baik menyerap
energi cahaya dengan panjang gelombang 700 nm.
-
Fotositem II
Di dalam fotosistem II, terdapat molekul klorofil yang berada
pada pusat reaksi fotositem II dan dinamakan P680, karena sangat baik menyerap
energi cahaya dengan panjang gelombang 680 nm.
Reaksi- Reaksi
Fotosintesis
Dari hasil penelitian
Van Niel, menyatakan bahwa fotosintesis berlangsung dalam dua tahap. Tahap
pertama merupakan reaksi fotokimia atau reaksi terang dan tahap kedua merupakan
reaksi termokimia atau reaksi gelap.
Reaksi terang
menggunakan energi cahaya, berlangsung di dalam membran tilakoid dari klorofil,
menghasilkan senyawa ATP dan NADPH. Kedua senyawa yang dihasilkan dalam reaksi
terang ini akan digunakan dalam reaksi gelap. Reaksi gelap berlangsung di dalam
stroma dari kloroplas dan menghasilkan glukosa.
·
Reaksi Terang
Reaksi
terang atau reaksi fotokimia, membutuhkan cahaya (foton). Dalam reaksi terang
terjadi tiga proses yang berlangsung di dalam tilakoid, yaitu :
1. Pigmen fotosintesis menyerap energi
cahaya dan melepaskan elektron yang akan masuk ke sistem transport elektron.
2. Molekul air pecah, ATP dan NADPH
terbentuk, serta oksigen dilepaskan.
3. Pigmen fotosintesis yang melepaskan
elektron menerima kembali elektron sebagai
penggantinya.
Ada dua jalur aliran elektron dalm
sistem transpor elektron, yaitu siklik dan nonsiklik.
1) Siklik
Sistem transfor elektron jalur siklik hanya terjadi pada
fotosistem I, yaitu dimulai dari P700 dan kembali ke P700. Elektron yang
dilepaskan P700 akan pindah dari akseptor yang satu ke akseptor lainnya. Selama
perpindahan elektron dari akseptor satu ke akseptor lain, selalu terjadi
transformasi hidrogen bersama-sama elektron. Dalam rangkaian transpor elektron,
ATP dihasilkan. Produksi ATP ini sebagai proses fotofosforilasi, sebab dalam
pembentukannya melalui reaksi penambahan gugusan fosfat pada senyawa ADP diatur
oleh cahaya. Di dalam fotosintesis, ATP digunakan sebagai sumber energi
pembentukan glukosa.
2)Nonsiklik
Pada
jalur nonsiklik terjadi aliran elektron dari air ke fotosistem II melalui
sistem transpor, menuju ke fotosistem I. Kemudian, melalui suatu sistem
transpor, elektron akan diberikan ke NADP+. Proses ini terjadi
ketika fotosistem II yang ditandai dengan P680 sebagai pusat reaksi menyerap
cukup energi foton untuk melepaskan elektron. Pada saat masuknya energi ke
dalam fotosistem II memacu terjadinya fotolisis. Fotolisis adalah reaksi
pecahnya molekul air menjadi oksigen, ion-ion hidrogen, dan elektron-elektron.
Elektron yang dilepaskan oleh P680 digantikan oleh elektron yang dilepaskan
oleh air. Jadi, dalam sistem transpor elektron jalur nonsiklik, NADP+
akan menerima 2 elektron dan 1 ion hidrogen membentuk NADPH. Bergeraknya ion
hidrogen berperan dalam pembentukan ATP. Pembentukan ATP terjadi pada protein
yang disebut ATP sintase. Sesdangkan, oksigen dilepaskan ke atmosfer yang
nantinya akan berperan dalam respirasi aerob.
·
Reaksi Gelap
Baik ATP maupun NADPH
yang terbentuk pada fase terang, merupakan sumber energi yang diperlukan pada
reaksi gelap. Pembentukan glukosa memerlukan ATP sebagai sumber energi reaksi-reaksi
endergonik NADPH dan sebagai sumber elektron berenergi tinggi. Siklus zat pada
reaksi gelap ini ditemukan oleh Melvin
Calvin dan Andrew Benson
sehingga sering disebut siklus
Calvin-Benson. Siklus Calvin-Benson
terjadi melalui tahapan berikut ini:
§ Karbon dioksida diikat oleh RuBP yang
terdiri atas 5 karbon menjadi senyawa 6 karbon. Senyawa 6 karbon ini kemudian
memecah menjadi 2 fosfogliserat (PGA).
§ Masing-masing PGA menerima gugus
fosfat dari ATP dan menerima hidrogen serta elektron dari NADPH. Reaksi ini
menghasilkan PGAL (fosfogliseraldehida)
§ Untuk setiap 6 molekul karbon dioksida
yang diikat akan dihasilkan 12 PGAL.
§ Dari 12 PGAL, 10 molekul kembali ke
tahap awal menjadi RuBP, dan seterusnya RuBP akan mengikat CO2 yang
baru.
§ Dua PGAL lainnya akan berkondensasi
menjadi glukosa-6-fosfat. Molekul ini merupakan bahan baku untuk produk akhir
menjadi sukrosa atau tepung pati(amilum)
Jadi, siang hari pada
saat fotosintesis terjadi penimbunan amilum di dalam kloroplas. Selama malam
hari terjadi pengangkutan karbon. Amilum dirombak kembali menjadi glukosa. Selanjutnya,
glukosa dirombak menjadi sukrosa untuk dapat diangkut dari jaringan daun menuju
ke jaringan penimbunan karbohidrat.
2.2.2 BIOSINTESIS LEMAK
Lemak disintesis dari protein dan
karbohidrat melalui asetil ko-enzim A. Metabolisme gliserol memiliki cara sama
dengan metabolisme karbohidrat, yaitu melalui jalan piruvat. Untuk mensintesis
lemak atau asam lemak diperlukan suatu ko-enzim A yang berfungsi memutuskan
atau memecahkan dua bagian atom C (karbon)nya untuk membentuk asetil Ko-A.
Karena pemutusan rantai karbonnya terjadi pada karbon (C) kedua pada mata
rantai asam lemak, maka reaksinya dinamakan beta oksidasi. Beta oksidasi adalah
suatu proses yang berlangsung secara berulang-ulang sehingga semua atom karbon
(C) pada rantai lemak berubah menjadi asetil Ko-A.
Asetil Ko-A juga dapat diubah kembali menjadi asam lemak
sehingga reaksi beta oksidasi disebut pula sebagai reaksi reversible (yang
dapat di balik). Asam piruvat sebagai hasil akhir metabolisme gliserol, dan
asetil Ko-A bersama-sama akhirnya memasuki siklus asam trikarboksilat yang
merupakan langkah terakhir dari metabolisme dalam tubuh. Oksigen yang
diperlukan tubuh memerlukan oksigen lebih banyak dalam proses oksidasi lemak
untuk menghasilkan energi dibandingkan dengan proses oksidasi karbohidrat.
2.2.3 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).
α-ketoglutarat + alaninàßGlutamat + piruvat
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 3
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Ø Anabolisme adalah reaksi pembentukan molekul
sederhana menjadi molekul yang lebih kompleks. Reaksi anabolisme merupakan
peristiwa sintesis atau penyusunan sehingga memerlukan energi, dan dibentuk
reaksi endergonik.
Ø Reaksi-reaksi yang menggunakan energi
melalui proses anabolisme yaitu
1) Fotosintesis
2) Biosintesis lemak
3) Biosintesis asam amino
Ø Dari hasil penelitian Van Niel, menyatakan
bahwa fotosintesis berlangsung dalam dua tahap. Tahap pertama merupakan reaksi
fotokimia atau reaksi terang dan tahap kedua merupakan reaksi termokimia atau
reaksi gelap.
-
Reaksi Terang
Reaksi terang atau reaksi fotokimia,
membutuhkan cahaya (foton). Dalam reaksi terang terjadi tiga proses yang
berlangsung di dalam tilakoid. Yaitu pigmen fotosintesis menyerap energi cahaya
dan melepaskan elektron yang akan masuk ke sistem transport elektron. Molekul
air pecah, ATP dan NADPH terbentuk, serta oksigen dilepaskan. Pigmen
fotosintesis yang melepaskan elektron menerima kembali elektron sebagai
penggantinya. Ada dua jalur aliran elektron dalm sistem transpor elektron,
yaitu siklik dan nonsiklik. Sistem transfor elektron jalur Siklik hanya terjadi pada fotosistem I, yaitu dimulai dari P700 dan
kembali ke P700. Elektron yang dilepaskan P700 akan pindah dari akseptor yang
satu ke akseptor lainnya. Selama perpindahan elektron dari akseptor satu ke
akseptor lain, selalu terjadi transformasi hidrogen bersama-sama elektron.
Dalam rangkaian transpor elektron, ATP dihasilkan. Produksi ATP ini sebagai
proses fotofosforilasi, sebab dalam pembentukannya melalui reaksi penambahan
gugusan fosfat pada senyawa ADP diatur oleh cahaya. Di dalam fotosintesis, ATP
digunakan sebagai sumber energi pembentukan glukosa. Nonsiklik, pada jalur nonsiklik terjadi aliran elektron dari air ke
fotosistem II melalui sistem transpor, menuju ke fotosistem I. Kemudian,
melalui suatu sistem transpor, elektron akan diberikan ke NADP+.
Proses ini terjadi ketika fotosistem II yang ditandai dengan P680 sebagai pusat
reaksi menyerap cukup energi foton untuk melepaskan elektron. Pada saat
masuknya energi ke dalam fotosistem II memacu terjadinya fotolisis. Fotolisis
adalah reaksi pecahnya molekul air menjadi oksigen, ion-ion hidrogen, dan
elektron-elektron. Elektron yang dilepaskan oleh P680 digantikan oleh elektron
yang dilepaskan oleh air. Jadi, dalam sistem transpor elektron jalur nonsiklik,
NADP+ akan menerima 2 elektron dan 1 ion hidrogen membentuk NADPH.
Bergeraknya ion hidrogen berperan dalam pembentukan ATP. Pembentukan ATP
terjadi pada protein yang disebut ATP sintase. Sedangkan, oksigen dilepaskan ke
atmosfer yang nantinya akan berperan dalam respirasi aerob.
-
Reaksi Gelap
Siklus zat pada reaksi gelap ini ditemukan
oleh Melvin Calvin dan Andrew Benson sehingga sering disebut siklus Calvin-Benson. Siklus Calvin-Benson terjadi melalui tahapan
berikut ini:
Karbon dioksida diikat oleh RuBP yang terdiri
atas 5 karbon menjadi senyawa 6 karbon. Senyawa 6 karbon ini kemudian memecah
menjadi 2 fosfogliserat (PGA).
Masing-masing PGA menerima gugus fosfat dari
ATP dan menerima hidrogen serta elektron dari NADPH. Reaksi ini menghasilkan
PGAL (fosfogliseraldehida)
Untuk setiap 6 molekul karbon dioksida yang
diikat akan dihasilkan 12 PGAL.
Dari 12 PGAL, 10 molekul kembali ke tahap awal
menjadi RuBP, dan seterusnya RuBP akan mengikat CO2 yang baru.
Dua PGAL lainnya akan berkondensasi menjadi
glukosa-6-fosfat. Molekul ini merupakan bahan baku untuk produk akhir menjadi
sukrosa atau tepung pati(amilum). Jadi, siang hari pada saat fotosintesis
terjadi penimbunan amilum di dalam kloroplas. Selama malam hari terjadi
pengangkutan karbon. Amilum dirombak kembali menjadi glukosa. Selanjutnya,
glukosa dirombak menjadi sukrosa untuk dapat diangkut dari jaringan daun menuju
ke jaringan penimbunan karbohidrat.
Ø Lemak disintesis dari protein dan
karbohidrat melalui asetil ko-enzim A. Metabolisme gliserol memiliki cara sama
dengan metabolisme karbohidrat, yaitu melalui jalan piruvat. Untuk mensintesis
lemak atau asam lemak diperlukan suatu ko-enzim A yang berfungsi memutuskan
atau memecahkan dua bagian atom C (karbon)nya untuk membentuk asetil Ko-A.
Karena pemutusan rantai karbonnya terjadi pada karbon (C) kedua pada mata
rantai asam lemak, maka reaksinya dinamakan beta oksidasi. Beta oksidasi adalah
suatu proses yang berlangsung secara berulang-ulang sehingga semua atom karbon
(C) pada rantai lemak berubah menjadi asetil Ko-A.
Asetil
Ko-A juga dapat diubah kembali menjadi asam lemak sehingga reaksi beta oksidasi
disebut pula sebagai reaksi reversible (yang dapat di balik). Asam piruvat
sebagai hasil akhir metabolisme gliserol, dan asetil Ko-A bersama-sama akhirnya
memasuki siklus asam trikarboksilat yang merupakan langkah terakhir dari
metabolisme dalam tubuh. Oksigen yang diperlukan tubuh memerlukan oksigen lebih
banyak dalam proses oksidasi lemak untuk menghasilkan energi dibandingkan dengan
proses oksidasi karbohidrat.
Ø 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. 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).
α-ketoglutarat + alaninàßGlutamat + piruvat
c.
Biosintesis
sistein
Sulfur untuk sintesis sistein berasal dari metionin.
Kondensasi dari ATP dan metionin dikatalisis oleh enzim metionin
adenosiltransfrease menghasilkan 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.
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).
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.
3.2 Saran
Untuk mendapatkan hasil yang lebih baik lagi,
pembaca bisa mencari literature yang membahas lebih detail serta menambahkan hal-hal
yang belum terdapat dalam makalah ini.
DAFTAR PUSTAKA
Amin, Mohammad. 2009. Biologi. Jakarta: PT Bumi Aksara
Faidah, Rachmawati, dkk. 2009. Biologi. Jakarta: Pusat Perbukuan.
http://id.wikipedia.org/wiki/asam_amino
