Metabolisme Lemak
Lemak (lipid) adalah zat organic
hidrofobik yang bersifat sukar larut dalam air. Namun lemak dapat larut dalam
pelarut organic seperti kloroform, eter dan benzene.
Asam
lemak adalah asam karbonat dengan
rantai hidrokarbon yang panjang dengan rumus CH3(CH2)nCOOH atau CnH2n+1-COOH. Sebagai komponen dari lipid,
asam lemak terdapat pada semua organisme. Asam lemak terutama berada dalam
bentuk ester dengan alkohol, misalnya dengan gliserol, spingosin atau
kolesterol. Dalam jumlah kecil asam lemak ditemukan juga dalam bentuk tidak
teresterisasi, sehingga dikenal sebagai asam lemak bebas.
A.
Tujuan
a. Memberikan
komponen-lomponen lipid dari jaringan-jaringan mamalia, tidak termasuk sterol
dan steroid.
b. Membahas biosintesis dan
katabolisme lipid-lipid yang banyak terdapat dalam sel mamalia.
c. Membahas penganagkutan
lipid.
d. Memerikan biokimia
penyakit-penyakit yang bersangkut paut dengan ketidaknormalan pengakuan atau
metbolisme lipid, termasuk hiperlipoproteinemia dan penyakit penyimpanan lipid.
B. Klasifikasi
Lipid
Lipid
yang terdapat dalam tubuh dapat diklasifikasikan menurut struktur kimianya ke
dalam 5 grup. Asam lemak kelas pertama berfungsi sebagai sumber energi utama
bagi tubuh. Selain itu, asam lemak adalah blok pembangun dari asam lemak ini
kompleks-kompleks lipid disintesis. Prostagladin, yang dibentuk dari asam lemak
tidak jenuh ganda tertentu, adalah substansi pengatur intrasel yang merubah
taggapan-tanggapan sel terhadap rangsangan luar.
Kelas lipid kedua terdiri
dari ester-ester gliseril. Ester-ester ini termasuk pula asigliserol, yang
selain merupakan senyawa antara atau pengangkut metabolik dan bentuk
penyimpanan asam lemak, dan fosfogliserid yang merupakan komponen utama lipid
dari membran sel.
Sfingolipid yang
merupakan kelas ketiga juga merupakan komponen membran. Mereka berasal dari
alkohol lemak sfingosin. Sterol mencakup kelas ke empat lipid. Derivat
sterol, termasuk kolesterol, asam empedu, hormon steroid, dan vitamin D sangat
penting dari segi kesehatan.
Terpen, kelas terakhir
lipid, mencangkup dolikol dan vitamin-vitamin A, E dan K yang larut dalam
lemak. Derivat-derivat isopreni terdapat dalam jumlah kecil, tetapi mempunyai
fungsi metabolik yang sangat penting dan terpisah.
C.
Fungsi Biologik Lemak
Lemak
dalam bahan makanan merupakan pembawa energi yang penting. Pada pemberian
makana yang benar, lemak dalam bahan makanan dapat memberikan sekitar 30 – 35 %
energi tambahan bagi manusia. Namun peran sebagai pembawa ebergi bukanlah satu
– satunya fungsi lemak dalam bahan makanan. Lemak juga dapat berperan sebagai
pengantara bagi viamin-vitamin yang larut dalam lmak dan sebagai sumber untuk
asam lemak tak jenuh jamak yang esensial, seperti asam linoleat, asam lonolenat
dan asam arakidonat.
Di dalam lemak hewan
banyak terdapat asam lemak januh dam sebaliknya lemak pada tumbuh-tumbuan
(kecuali lemak kelapa) sebagian besar mengandung asam lemak tak jenuh dan yang
sering dijumpai adalah minyak (lemak cair). Melalui hidrasi kimia lemak
tumbuh-tumbuhan, minyak dapat diubah menjadi lemak padat (margarine), yang
disebut dengan proses pemadatan lemak.
Lemak di dalam
tubuh membentuk cadangan energi terbesar pada organisme hewan. Ia dapat
digunakan sebagai sumber atom karbon bagi berbagai sintesis yang terjadidalam
tubuh sendiri. Lemak ditemukan banyak sel dalam bentuk butir-butir lemak
kecil. Adiposit merupakan sel lemak yang khusus menyimpan
lemak. Lemak di dalam adiposit menyediakan keperluan manusia akan energi yang
cukup selitar dua sampai tiga bulan.
D.
Hidrolisis Lemak
Dalam
tabung reaksi (in vitro), lemak dapat dipecahkan melalui proses hirolisis
alkali (penyabunan) menjadi gliserol dan garan-garam dari asam lemak. Sabun
merupakan garam alkali padat dari asam lemak. Berdasarkan sifat-sifat
amfipatiknya dapat larut dengan baik dalam air dan juga mampu melarutkan lemak.
Di dalam organisme
(in vivo) pemecahan lemak dikatalis oleh enzim lipase. Penghancuran lemak bahan
makanan di dlam usus akan dibantu oleh suatu enzim lipase pankreas. Enzim ini
cenderung bekerja pada atom sn-C-1 dan atom sn-C-3
lemak. Hasil hidrolisis tersebut ialah monoasigliserol dan dua asam lemak.
Berlawanan dengan lemak netral, senyawa-senyawa ini dapat dengan mudah di
absorbsi oleh sel mukosa usus.
E.
Penyimpanan Lemak dan Penggunaanya
Kembali
Asam-asam
lemak akan disimpan jika tidak diperlukan untuk memenuhi kebutuhan energi.
Tempat penyimpanan utama asam lemak adalah jaringan adiposa. Adapun tahap-tahap
penyimpanan tersebut adalah:
a.
Asam lemak ditransportasikan dari hati sebagai kompleks VLDL.
b.
Asam lemak kemudian diubah menjadi trigliserida di sel adiposa
untuk disimpan.
c.
Gliserol 3-fosfat dibutuhkan untuk membuat trigliserida. Ini harus
tersedia dari glukosa.
d.
Akibatnya, kita tak dapat menyimpan lemak jika tak ada kelebihan
glukosa di dalam tubuh.
Jika kebutuhan energi
tidak dapat tercukupi oleh karbohidrat, maka simpanan trigliserida ini dapat
digunakan kembali. Trigliserida akan dipecah menjadi gliserol dan asam lemak.
Gliserol dapat menjadi sumber energi (lihat metabolisme gliserol). Sedangkan
asam lemak pun akan dioksidasi untuk memenuhi kebutuhan energi pula (lihat
oksidasi beta).
G. Struktur Lemak,
Fosfolipid dan Glikolipid
a. Lemak
Lemak netral merupakan ester dari gliserol
dengan tiga asam lemak.
b. Fosfolipid
Ciri-ciri umumnya ialah adanya rantai asam
fosfat yang teresterisasi dengan gugus hidroksi pada atom sn-C-3dari
gliserol. Karena rantai asam fosfat ini, maka fosfolipid paling sedikit
mengandung satu muatan negatif.
c. Glikolipid
Kelompok jaringan ini
terdapat pada semua jaringan, bahkan juga pada sisi membran plasma. Glikolipid
tersusun dari sfingosin, satu asam lemak dan satu rantai oligosakarida yang
pada beberapa glikolipid sangat besar. Jadi pada glikolipid tidak ada rantai
fosfat seperti halnya pada fosfolipid.
( Gambar Struktur Lemak )
( Gambar Struktur Fosfolipid )
(Gambar Struktur Glikolipid)
H.
Metabolisme Lemak
Lemak
yang tidak segera diperlukan setelah absorbsi disimpan oleh tubuh dalam
jaringan adiposa. Bila diperlukan, lemak dikeluarkan dari tempat penyimpanan
dalam hati diubah menjadi gliserol dan asam lemak, bentuk yang paling
mudahdapat digunakan dalam tubuh. Bila lemak terus di metabolisme dalam hati
maka akan terdapat ampas berupa zat keton yang hanya terbatas penggunaanya.
Kalau banyak dihasilkan di hati maka akn menjadi kalori dalam darah, dan hal
ini terjadi pada saat kelaparan karena tubuh tidak mempunyai sesuatu untuk
digunakan selain dari lemak di dalam jaringan adiposa.
Pencernaanya yaitu lipase lambung menghasilkan sedikit hidrolisis lemak
sehingga lipase pankreas dan lipase usus memecah lemak menjadi gliserin dan
asam lemak.
Absorbsi yaitu
gliserin dan asam lemak oleh kakteal disalurka ke duktus dan masuk ke aliran
darah, kemudian dialirkan ke deluruh jaringan tubuh. Hati membantu mengoksidasi
lemak dan mempersiapkan untuk disimpan dalam jaringan, lemak dioksidasi untuk
memberi panas dan tenaga serta lemak yang disimpan mengandung vitamin A dan B.
Produksi buangan hasil pembakaran lemak dalam jaringan akan diekskresikan oleh
paru-paru dalam bentuk air dan karbondioksida melalui kulit dalam bentuk
keringat, ginjal dalam bentuk urine serta saluran pencernaan dalam bentuk
feases.
I. Katabolisme Lemak
a. Pelepasan dan Transport Asam Lemak
Pemecahan
lemak (lipolisis) di dalam jaringan lemak dikatalis oleh suatu lipase yang peka
hormon yang diatur oleh suatu kontrol hormonal yang kompleks. Asam lemak yang
dilepaskan dari jaringan lemak akan di transpor di dalam plasma dalam bentuk tidak
teresterisasi (free ratty asid = FFA). Ini hanya terjadi pada asam lemak rantai
pendek yang benar-benar larut, sedangkan asam lemak rantai panjang dan kurang
larut dalam air akan terikat pada albumin. Untuk dapat digunakan, asam
lemak dari plasma dimasukkan ke dalam sel dan berada dalam bentuk yang terikat
protein. Kecuali jaringan otak dan eitrosit, semua jaringan dapat memecahkan
asam lemak melalui oksidasi-β.
b. Pemecahan Asam Lemak : Oksidasi-β
Dalam oksidassi-β asam
lemak dikatabolisis dari ujung karboksil. Dua atom hidrogen
dikeluarkan dari atom carbon-β, C3 dalam rantai, dan terbentuk suatu gugus
keto. Pemecahan antara atom karbon-α dan –β terjadi, dan fragmen dua atom
karbon yang terdiri dari karbon karboksil asli dan atom karbon-α, dilepaskan
sebagai asetil KoA.
Oksidasi asam lemak
16-atom karbon akan menghasilkan delapan unit asetil KoA tetapi hanya
memerlukan tujuh siklus oksidasi-β. Satu urutan oksidasi-β yang menghasilkan 1
mol asetil KoA dan memberi 5 mol ATP kepada sel. Tiap mol aseil KoA bila di
oksidasi dalam siklus Krebs menjdi CO2 dan H2O, memberi tambahan ikatan fosfat
energi tinggi kepada sel yang ekivalen dengan 12 mol ATP.
c. Pengaturan Penghancuran Asam Lemak
Kadar asam lemak bebas
(FFA) di dalam plasma bertugas menyediakan asam lemak yang dibutuhkan oleh
jaringan yang tidak dapat membentuk asam lemak melalui sintesis sendiri (lipogenesis).
Setelah diaktifasi menjadi asil KoA, FFA intra sel disimpan dan dipecahkan.
1) Penyimpanan
Pengesteran dari asam
lemak yang diaktifkan (asil KoA) dengan gliserol menyebabkan terbentuknya
fosfolipid yang diperlukan sebagai komponen membran dan triasilgliserol (lemak)
yang disimpan sebagai cadangan lemak.
2) Penghancuran
Penghancuran asam lemak
terjadi di mitokondria. Dengan bantuan toraks karnitin, asam lemak di transpor
dari sitoplasma ke dalam mitokondria. Dalam mitokondria asam lemak dipecah
menjadi CO2 melalui kerjasama antara oksidasi-β, daur asam sitrat dan rantai
pernafasan, dan akibatnya dihasilkan sejumlah ATP.
d.
Penghancuran Asam Lemak Tak Jenuh
Penghancuran asam lemak
tak jenuh berlangsung seperti penghancuran asam lemak jenuh yaitu melalui
oksidasi-β, hingga mencapai ikatan rangkap cis pada C-9. Karena pada oksidasi-β
produk yang tidak jenuh selalu membawa satu ukatan rangkap berposisi trans,
maka asam lemak tidak jenuh diubah dari isomer 3,4- cis menjadi isomer 2-trans
melalui suatu isomerase. Kemudian penghancuran melalui oksidasi-β dapat
dilanjutkan.
e. Penghancuran Asam Lemak
Rantai Ganjil
Pada
asam lemak dengan rantai ganjil terjadi proses penghancuran seperti pada asam
lemak normal dengan jumlah atom C genap, yang artinya setelah masuk ke dalam
sel asam lemak akan di aktifasi menjadi asil KoA denagn menggunakan ATP.
Kemudian dengan bantuan torak karnitin ditranspor ke dalam mitokondria untuk
dipecah melalui proses oksidasi-β. Propionil-KoA yang tetap tersisa dengan 3
atom C dikarboksilase oleh propionil-KoA karboksilase menjadi metilmalonil-KoA dan
setelah isomerisasi, metilmalonil KOA diubah menjadi suksinil-KoA.
f. Oksidasi α dan ω
Oksidasi
α asam lemak bekerja menghancurkan asam lemak bercabang metil. Proses ini
terjadi melalui pemisahan terhadap residu C1, dimulai dengan suatu
hidroksilase, tidak membutuhkan koenzia A dan juga tidak membutuhkan ATP.
Oksidasi
ω yaitu oksidasi dari ujung akhir asam lemak yang dimulai dengan suatu
hidroksilasi oleh suatu monooksigenase (oksidase campuan
secara fungsional) dan dilanjutkan melalui oksidase menjadi asam lemak dengan
dua gugus karboksi. Asam lemak ini dipecahkan menjadi oksidasi-β pada kedua
sisi hingga menjadi asam dikarbonat C8 atau C6 dan diekskresikan melalui urine.
J. Anabolisme Lemak
a. Biosintesis Asam Lemak
Biosintesis asam lemak (lipogenesis) berlangsung
di dalam sitoplasma dari banyak jaringan, terutama di dalam hati, jaringan
lemak, ginjal, paru-paru dan kelenjar susu. Substrat yang trpenting dan pemasok
atom karbon adalah glukosa. Asetil-KoA yang membentuk asam
lema, tersedia melalui glikolisis dandekarboksilasi
oksidatif piruvat. Langkah pertama lipogenesis adalah karboksilasi
asetil-KoA menjadi maloni-KoA.reaksi
ini di katalis oleh asetil-KoA
karboksilase. polimerisasi menjadi asam lemak terjadi di dalam
sitoplasma dalam suatu kompleks sintase
asam lemak.
Yang bekerja sebagai zat
pereduksi pada lipogenesis adalahNADPH
+ H+. koenzim ini dapat berasal dari berbagai sumber. NADPH dapat terbentuk di
dalam jalur heksosa monofsfatmelalui
reaksi dari glukosa 6-fosfat
dehidrogenase dan 6-fosflogukonat
dehirogenase. Senyawa ini juga dapat terbentuk oleh suatu isositrat dehidrogenase yang
tergantung pada NADP+atau
oleh enzim malat yang
mengubah malat menjadi piruvat dan CO2. Enzim-enim tersebut berlokalisasi di
salam sitoplasma.
b. Asetil-KoA Karboksilase
Langkah dari biosintesis
asam lemak yang menentukan kecepatan reaksi adalah pembentukan
maloni-KoA dari asetil-Koa melalui karboksilasi. Asetil-KoA karboksilase mengandung biotin sebagai gugus
prostetik. Pada langkah pertama akan dihasilkan suatu bioksin-karboksi dengan
memecahkan ATM dan menggunakan hydrogenkarbonat.
Asetil-KoA terutama
berasal dari glikolisis,
tetapi selain itu juga dari metabolisme
asam amino dan pemecahan
alcohol.
Asetil-KoA karboksilas
dalah suatu enzim aloserik.
Enzim ini distimulasi oleh asam
sitrat dan dihambat oleh asam lemak yang diaktifakan
(asetil-KoA). Konsentrasi sam sitrat yang berasal dari mitokondria, di
dalam sitoplasma adalah tinggi bila penyediaan subsrat baik. Kemudian sel-sel
membentuk pesediaan energy dalam bentuk lemak.Hormon mengatur asetil-KoA karboksilase melaluiinterkonversi. Insulin mengaktifkan enzim melalui suatu fosfatase protein, glukagon dan adrenalin membuatnya menjadi
tidak aktif melalui suatu kinae protein. Selain itu insulin dan gluagon juga
bekerja dalam jangka panjang melalui induksi dan represi
enzim
c. Kompleks Sintesa Asam Lemak
Biosintesis asam lemak
dikatalis didalam sitoplasma oleh suatu kompleks sinatase asam lemak yang membutuhkan asetil-KoA sebagai molekul
awal.Reduktor dalam sintesis asam lemak adalah NADPH + H+ yang secara keseluruhan akan diubah 1 asetil-KoA,
7 malonil-KoA dan 14 NADPH + H+ menjadi palmiat, 7 CO2, 6 H2O, 8 KoA dan 14
NADP+.
Aktivitas enzim secara
tiga dimensi dibagi menjadi tiga domain yang berbeda. Domain 1 mengkatalisis masuknya
substrat asetil-KoA (atau asil-KoA) dan malonil-KoA dengan bantuan
(ACP)-S-asetil transferase dan (ACP)-S-maloni trferase, dan selanjutnya
mengkatalisis kondendasi dari keduanya dengan bantuan
3-ketoasil-(ACP)-sintase. Domain
II mereduksi rantai asam lemak yang sedang tumbuh dengan bantuan
3-ketoasi-(ACP)-reduktase , 3-hidroksiasil-(ACP)-dehidratase dan
enoil-(ACP)-reduktase. Yang terakhir Domain III berfungsi membebaskan produk yang telah selesai
setelah 7 langkah rantai panjang dengan bantuan asil-(ACP)-hidrolase.
d. Reaksi-reaksi Sinatase
Asam Lemak
Biosintesis palmiat
dimulai dengan pemindahan satu residu
asetil ke residu sistein yang telah disinggung diatas dan satu
residu malonil ke 4-fosfopantetein pada (ACP). Perpanjangan rantai berlangsung
melalui pemindahan gugus asetil ke C-2 dari residu maloni, dimana gugus
karboksi bebas dilepaskan sebagai CO2. Ketiga langkah reaksi selanjutnya, yaitu
reduksi dari ggus 3-keto penglepasan air dn reduksi yang diperbaharui,
menghasilkan suatu asam lemak dengan 4 atom C. produk antara ini akan
dipindahkan kembali dari ACP ke residu sistein dengan bantuan asil transferase,
sedemikian rupa sehingga daur dapat kembali dimulai dengan memasukkan matonil-KoA
ke ACP.
Pathway
for the movement of acetyl-CoA units from within the mitochondrion to the
cytoplasm for use in lipid and cholesterol biosynthesis
Metabolisme Purin Dan Pirimidin
Inti
dari Purin dan Pirimidin adalah inti dari senyawa komponen molekul nukleotida
asam nukleat RNA dan DNA.
Derivate
purin berupa senyawa adenine dan guanine; sedangkan derivate pirimidin berupa
senyawa sitosin, urasil dan timin.
A.
Biosintesis
Purin
Merupakan unsure
pembentuk nucleoprotein yang merupakan sumber asam urat.
Hasil penelitian dengan
menggunakan radioisotope, ternyata setiap komponen yang dijumpai dalam kerangka
inti purin berasal dari bermacam – macam sumber:
1. Atom
C(6) Inti purin berasal dari atom karbon molekul CO2 udara
pernapasan
2. Atom
N(1) inti purin berasal dari atom nitrogen gugus amino(-NH2) molekul aspartat
3. Atom
C(2) dan atom C(8) inti purin adalah produk reaksi transformilasi yang berasal
dari senyawa donor gugus formil yang mengkaitkan koenzim FH4 (tetra hidro
folat)
4. Atom
N(3) dan atom N(9) berasal dari nitrogen gugus amida molekul glutamine
5. Atom
C(4) aton C(5) dan atom N(7) merupakan molekul glisin seutuhnya
Tahapan
sintesis purin sebagai berikut
1. Sintesis
purin diawali oleh reaksi pembentukan molekul PRPP (5-phospho Ribosil Pyro
phosphate) yang berasal dari Ribosa-5P yang mengaitkan ATP dan ion Mg2+ sebagai
activator.
2. Selanjutnya
pembentuk senyawa 5-Phosphoribosilamin dari hasil reaksi PRPP dengan glutamine.
Reaksi ini menghasilkan pula asam amino glutamate.
3. Berikutnya
pembentukan senyawa GAR (Glycin Amid Ribosil-5P) dari hasil reaksi Ribosilamin-5P
dengan glisin yang mengaitkan ATP dan Mg2+ sebagai activator yang
dikatalisis oleh enzim GAR-synthetase
4. Kemudian
GAR melakukan reaksi formilasi yang dikatalisis oleh enzim transformilase
dengan koenzim FH4 (Tetrahidrofolat) dan senyawa donor gugus formil, membentuk
senyawa formil glisin amid rebosil-5Pnya. Atom karbon gugus formil tersebut
menempati posisi atom C-8 inti purin
5. Kemudian
senyawa formil Glycin Amid Ribosil-5P melakukan reaksi aminasi (pada atom
karbon ke-4) dengan senyawa donor amino (berupa glutamine) dan terbentuklah
senyawa formil-glisinamid-ribosil-5P. atom N gugus amino yang baru menempati
posisi N-3 inti purin.
6. Selanjutnya,
terjadi reaksi penutupan rantai, dan terbentuklah senyawa
amino-imidazole-ribosil-5P. kemudian senyawa – senyawa
amino-imidazole-ribosil-5P melakukan fiksasi CO2 dengan biotin sebagai koenzim;
dan atom karbon yang difiksasi tersebut menempati atom C(6) inti purin.
Dilanjutkan reaksinya dengan aspartat membentuk senyawa
5-amino-4-imidazole-N-suksinil karboksamid ribosil -5P.
7. Senyawa
5-amino-4-imidazole-N-suksinil karboksamid ribosil -5P, melakukan reaksi
formilasi yang dikatalis oleh enzim adenilosuksinase sehingga dihasilkan asam
fumarat dan senyawa 5-amino-4-imidazole-karboksamid-ribosil -5P
8. senyawa
5-amino-4-imidazole-karboksamid-ribosil -5P, melakukan treaksi formilasi yang
dikatalisis oleh enzim transformilase dengan koenzim FH4 (Tetrahidrofolat) dan
senyawa donor gugus formil, maka terbentuklah senyawa 5-formamido-4imidazole
karboksamide-ribosil-5P. gugus formil yang baru tersebut menempati atom C(2)
inti purin (sama dengan atom karbon (C-8) inti purin)
9. akhirnya
terjadilah reaksi penutupan cincin yang kedua kalinya dan terbentuklah derivate
purin yang yang pertama berupa IMP (Inosin Mono Phosphatase=inosinic acid)
yaitu derivate hiposantin atau 6-oksipurin. Sedangkan AMP dan GMP diturunkan
dari IMP.
Purin Salvage Pathway (Jalan
Penyelamatan Purin)
Penyelamatan
ribonukleosida purin menjadi ribonukleotida purin dilakukan pada manusia hanya
oleh adenosine kinase; enzim ini tidak memperlihatklan kemampuan untuk
melakukan fosforilasi guanosin, inosin atau derivate 2-deoksinya menjadi
ribonukleotidanya, masing – masing menjadi deoksi-AMP dan deoksi GMP.
Terdapat
jalan samping siklus ini yang mengikutsertakan pengubahan IMP menjadi AMP,
dimana AMP diubah lebih lanjut menjadi adenosine. Yang terakhir ini, mungkin
dikatalis oleh enzim purin 5-nukleotidase, juga menghidrolisis IMP menjadi
inosin.
Adenosine
yang terbentuk diselamatkan kembali secara langsung menjadi AMP melalui reaksi
yang dikatalisis oleh enzim adenosine kinase, atau diubah menjadi di inosin
melalui reaksi yang dikatalisis oleh enzim adenosine deaminase.
Biosintesis
Pirimidin
Umumnya biosintesis
purin dan pirimidin memerlukan bahan pembentuk yang sama misalnya PRPP,
glutamine, CO2, asam aspartat, koenzim tetrahidrofolat (FH4)
Tetapi ada satu
perbedaan yang jelas sekali yaitu pada saat terjadinya penambahan gugus
ribose-P (yang pada sintesis purin berlangsung di tahap awal, sedangkan
pirimidin berlangsungnya setelah beberapa tahap lebih jauh.
Tahapan biosintesis
pirimidin
1. biosintesis
pirimidin diawali oleh reaksi pembentukan karbamoil-P yang dihasilkan dari
reaksi antara glutamine, ATP dan CO2 yang dikatalisis oleh enzim karbomoil-P
sintetase yang berlangsung di dalam sitosol. Berbeda dengan enzim karbamoil-P
sinthase yang bekerja pada reaksinya berlangsung bukan dalam sitosol melainkan
di dalam mitokondria
2. kemudian,
karbamoil-P berkondensasi dengan asam aspartat menghasilkan senyawa
karbamoil-aspartat. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim aspartat
transkarbamoilase.
3. Berikutnya
terjadi penutupan rantai sambil membebaskan H2O dari molekul karbamoil-aspartat sehingga
dihasilkan asamn dihidroorotat (DHOA=dihidroorotic acid). Reaksi tersebut
dikatalisis oleh enzim dihidroorotase.
4. Berikutnya,
melalui reaksi yang dikatalisis oleh enzim DHOA dehidrogenase dengan koenzim
NAD+, DHOA menghasilkan asam orotat (OA=orotic acid)
5. Selanjutnya
terjadi reaksi penambahan gugus ribose-P pada asam orotat. Reaksi ini
dikatalisis oleh enzim orotat fosforibosil transferase, dan dihasilkan
orotidilat(orotidin mono phosphate)=OMP
6. Akhirnya,
enzim orotidilat dikarboksilase mengkatalisis reaksi dikarboksilasi orotidilat
dan menghasilkan uridilat (uridin mono phosphate), yaitu produk nukleotida
pertama pada biosintesis pirimidin
Pyrimidin
Salvage Pathway (Jalan Penyelamatan Pirimidin)
Reaksi – reaksi
pirimidin nukleosida kinase yang bertanggung jawab untuk pembentukan pirimidin
nukleosida monofosfat masing – masing.
Enzim yang diperlukan
untuk biosintesis de novo pirimidin yaitu orotat fosforibosil transferase,
mampu menyelamatkan asam orotat menjadi IMP; namun tidak tepat mengingat asam
orotat tidak dianggap sebagai basa pirimidin sempurna. Orotat fosforibosil
transferase tidak dapat menggunakan basa pirimidin normal sebagai substrat,
meskipun mampu mengubah allopurinol (4-OH- pirazolopirimidin) menjadi
nukleotida dimana ribosilfosfat terikat pada N-1 cincin pirimidin obat
tersebut. Obat anti kanker 5-fluorourasil juga difosforibolasi oleh orotat
fosforibosil transferase. 2-deoksisitidin difosforilasi oleh enzim lain dikenal
sebagai deoksisitidn kinase, yang juga dapat memfosforilasi deoksiguanosin dan
deoksiadonosin.
B. Katabolisme
Purin
Asam urat adalah produk
akhir katabolisme purin pada manusia, guanine yang berasal dari guanosin; dan
hiposantin yang berasal dari adenosine; melalui pembentukan santin keduanya
dikonversi menjadi asam urat; reaksinya berturut – turut dikatalis oleh enzim
guanase dan santin oksidase
Reaksi
Hiposantin diturunkan
dari adenosine yang dideaminasi lebih dahulu untuk membentuk inosin, kemudian
inosin dengan Pi membebaskan gugus ribose – 1Pnya. Reaksi pembentukan
hiposantin tersebut berturut – turut dikatalisis oleh enzim adenosine deaminase
dan purin nukleotida fosforilase.
Selanjutnya dengan
dikatalisis oleh enzim xantin oxidase, hiposantin ula – mula dioksidasi menjadi asam santin
untuk selanjutnya santin diubah menjadi asam urat
Sedangkan guanine
pembentuk santin berasal dari guanosin, dimana guanosin dengan Pi serta
dikalisis oleh enzim purin nukleosida fosforilase melepaskan gugus ribose – 1P
Kelainan
katabolisme purin
1. Gout
Kristalisasi natrium
urat yang terjadi dalam jaringan lunak persendian akan membentuk endapan yang
disebut tofus. Pembentukan tofus ini menyebabkan reaksi peradangan akut yaitu
arthritis gout akut dan dapat berlanjut menjadi kronis.
2. Hiperurisemia
Merupakan keadaan tubuh
dengan kadar urat yang tinggi dalam darah. Ekskresi urat total bisa normal atau
berlebihan (>600 mg/24 jam). Ekskresi urat berlebihan akibat
a. overproduksi
seperti pada penyakit lain, misalnya kanker, atau terjadi karena defek enzim
yang menyebabkan abnormalitas PRPP sintetase, defisiensi hipoxantin-guanin
fosforibosiltransferase, defisiensi glukosa 6-fosfatase.
b. Kelainan
ginjal
3. Sindrom
Lesch-Nyhan
Hiperurisemia
overproduksi, sering disertai litiasis (pembentukan batu) asam urat serta
sindrom mutilasi diri yang aneh. Hal ini terjadi karena tidak berfungsinya
enzim hipoxantin-guanin fosforibosil transferase (HGPT) pada reaksi
penyelamatan purin
4. Penyakit
Von Gierke
Overproduksi purin dan
hiperurisemia terjadi akibat peningkatan pembentukan ribose 5 fosfat (precursor
pembentukan PRPP)
Katabolisme
Pirimidin
Katabolisme pirimidin
terutama berlangsung di hati.
Pembebasan CO2 dari
atom C(2) inti pirimidin merupakan jalur utama pada proses katabolisme urasil,
sitosin dan timin. Produk utamanya adalah β-alanin dan β-aminoisobutirat
Timin adalah precursor
asam β-aminoisobutirat pada manusia.
Kelainan
katabolisme pirimidin
1. Asiduria
asam orotat (sindrom reye)
Terjadi sekunder akibat rusaknya
mitokondria yang tidak bisa menggunakan karbamoil fosfat sehingga dimanfaatkan
untuk pembentukan asam orotot secara berlebihan dalam sitosol.
DAFTAR PUSTAKA
Montgomery,rex.,Dryer,Robert L.,Conway,Thomas
W.,Spector, Athur A.
(1993).Biokimia
Suatu Pendekatan Berorientasi Kasus.Yogyakarta:Gajah
Mada University
Press
Syaifuddin.(2006).Anatomi
Fisiologi untuk Mahasiswa
Keperawatan,E/3.Jakarta:EGC
Colby,
1992, Ringkasan Biokimia Harper, Alih
Bahasa: Adji Dharma, akarta,
EGC2.
Koolman,Jan.,dan
Rohm,Klaus-Hainrich.(2000).Atlas Berwarna dan Teks
Biokimia.Jakarta:Hipokrates
Tidak ada komentar:
Posting Komentar