2. metabolisme nitrogen
TRANSCRIPT
-
8/4/2019 2. Metabolisme Nitrogen
1/19
Metabolisme Nitrogen
-
8/4/2019 2. Metabolisme Nitrogen
2/19
Metabolisme Nitrogen
Nitrogen merupakan biolimiting elemen Ekskresi tidak sebanyak C dan H
Dalam sistem hidup N: Protein: asam amino
Asam nukleat
Dll
Asam amino: 20 20 jalur biosintesis
20 jalur degradasi
-
8/4/2019 2. Metabolisme Nitrogen
3/19
Siklus Nitrogen
N2 NH3
NO2-
NO3-
Asam aminoNukleotidaGlikoaminoKoenzimPorpirin
ProteinDNA, RNAPolisakaridaFosfolipid
Tanaman & bakteri
Tanaman & bakteriNitrosomonas
Nitrobacter
Bakteri nitrogenfixing
Bakteridenitrifying
Semuaorganisme
Semuaorganisme
Energi
Energi
-
8/4/2019 2. Metabolisme Nitrogen
4/19
Penggunaan amonia: biogenesis nitrogenorganik(Aminasi)
Sumber N berbeda tetapi selalu menjadi NH3 untuk dirubah menjadiN organik
NH3
CO2, ATP Aspartat a-Ketoglutarat Glutamat
Karbamoil fosfat Asparagin Glutamat Glutamin
ArgininPirimidin
Urea
Asam aminolain
Nukleotida PurinGula aminoTriptofan
Histidin
transaminasi
12
34
-
8/4/2019 2. Metabolisme Nitrogen
5/19
1. Aminasi reduktifa-ketoglutarat
Glutamat dehidrogenase
a
-ketoglutarat dari siklus asam sitrat Bakteri menggunkan NADPH sel mamaliamenggunakan NADH
a-ketoglutarat juga bisa digunakan untuk transaminasi
COO-
CH2
CH2
C O
COO-
COO-
CH2
CH2
HC NH3
COO-
+ NH3 + NAD(P)H + 2H+ + H2O + NAD(P)
+
-
8/4/2019 2. Metabolisme Nitrogen
6/19
2. Pembentukan amida biologis
Glutamin sintetase
Sintetase: melibatkan energi dari ATP
C
CH2
CH2
HC NH3
COO-
+ NH3+ ATP
C
CH2
CH2
HC NH3
COO-
+ ADP+ P
O
-
O
NH2
O
-
8/4/2019 2. Metabolisme Nitrogen
7/19
2. Pembentukan amida biologis
Asparagin sintetase
Mengkonsumsi lebih sedikit amoniak dibanding glutamin sintase
Dapat menggunakan glutamin (transaminasi) selain amoniak
C
CH2
HC NH3
COO-
+ NH3 (Gln) + ATP
C
CH2
HC NH3
COO-
+ AMP+ PP (Glu
O-
O
NH2
O
-
8/4/2019 2. Metabolisme Nitrogen
8/19
4. Pembentukan arginin dan pirimidin
Karbamoil fosfat sintetase
NH3 + HCO3-+ 2ATP P
O
C NH2
O
+ 2ADP+ P
O
O
--
O
+ 2ADP+ P + Glu
Gln + HCO3-+ 2ATP
-
8/4/2019 2. Metabolisme Nitrogen
9/19
Metabolisme Nitrogen
Karbohidrat dan lemak bisa disimpan untukdigunakan kembali
Protein tidak dapat disimpan Jumlah N sangat sedikit
Perlu suplai terus menerus dari luar
Kapasitas biosintesis N berbeda-beda antar
organisme---evolusi Asam amino esensial
Laktobasilus vs tanaman
-
8/4/2019 2. Metabolisme Nitrogen
10/19
Transaminasi
Berperan sebagi distribusi N pada asam aminodan degradasi asam amino
Enzim: Transminase atau aminotransferase Mebibatkan pasangan asam amino dengan asama-keto (glutama/a-ketoglutarat) GOT (glutama oksaloasetat transminase)--liver
GPT (glutamat piruvat transaminase)--liver Serum GOT dan GPT (SGOT dan SGPT) menjadi
parameter fungsi liver
-
8/4/2019 2. Metabolisme Nitrogen
11/19
Transaminasi
Transaminasi untuk transfer N
Transminasi degradasi
COO-
CH2
CH2
HC NH3
COO-
C
CH2
CH2
C O
COO-
O-
O
R
C O
COO-
R
HC NH3
COO-
++
Alanin + a-ketoglutarat piruvat + glutamat
Glutamat + NAD+ + H2O a-ketoglutarat + NADH + NH4+
Alanin + NAD+ + H2O piruvat + NADH + NH4+
Aminotransferase
Glu dehidrogenase
-
8/4/2019 2. Metabolisme Nitrogen
12/19
Transaminasi
SGOT dan SGPT
Glutamat + oksaloasetat a-ketoglutarat + aspartat
Glutamat + piruvat a-ketoglutarat + alanin
SGOT
SGPT
-
8/4/2019 2. Metabolisme Nitrogen
13/19
Degradasi asam amino dan metabolismeproduk akhir nitrogen
Apabila terdapat kelebihan Ndari kebutuhan, N dilepaskansementara C digunakansebagai sumber energi
Transaminasi (degradasi)menghasilkan a-keto yangmasuk siklus asam sitrat
Amino oksidase
-
8/4/2019 2. Metabolisme Nitrogen
14/19
Degradasi asam amino dan metabolismeproduk akhir nitrogen
Hasil degradasi berupa asam a-keto(kerangka karbon) dan NH3
Asam a-keto bisa mengalami oksidasi(melalui siklus asam sitrat) ataupun untukbiosintesis karbohidrat atau badan keton
NH3 bersifat toksik sehingga perludiekskresikan (urea atau asam urat)
-
8/4/2019 2. Metabolisme Nitrogen
15/19
Jalur rantai karbon asam amino
Siklusasam sitrat
a-ketoglu
suksinat
fumarat
oksaloasetat
piruvat
Ala, Gly, CysSer, Thr
Asetil-CoA
Try, Leu, Iso
Asetoasetat
Leu, Lys, Phe, Tyr
Glu, Gln, His
Pro, Arg
Val, MetThr, Iso
Asp, Tyr, Phe
Asn, Asp
-
8/4/2019 2. Metabolisme Nitrogen
16/19
-
8/4/2019 2. Metabolisme Nitrogen
17/19
-
8/4/2019 2. Metabolisme Nitrogen
18/19
Detoksifikasi amonia: Eksresi
Urea: diproduksi dalam siklus urea
Diproduksi di liver (mitokondria dan sitosol) kemudian ditransport keginjal untuk disaring
Level ureum (BUN) di serum menunjukkan fungsional ginjal Asam urat: diproduksi dalam biosintesis purin
Lebih sedikit air
C
NH2
O
H2N
urea
NH
ONH
NH
O
H
N
O
uric acid
-
8/4/2019 2. Metabolisme Nitrogen
19/19
C
NH2
O
H2N
NH2
NH2
OOH
NH2
NH
HN
NH2
O
OH
arginine
O
P
O
HOOH
H2N
O
carbamoyl phosphate
NH2
NH
ONH2
O
OH citrulline
NH2
NHN
NH2
OOH
arginiosuccinate
-OOC
-OOC
O-
O
O
-
O
fumarate
MALAT OKSALOASETAT
ASPARTAT
ornitin
a-keto
Glu
NH4+,
NADH,
H+
NAD
+
, H2O
NH4++ CO2
2 ATP
2 ADP + P
AMP + PP
ATP
NAD+
NADH, H+
Siklus Krebs (siklus urea)