sintesa komponen susu
TRANSCRIPT
BIOSINTESIS KOMPONEN SUSU
Kandungan Nutrien Dalam Darah dan Susu Sapi
No Nutrien Darah SUSU1. Air 91 862. Glukosa 0.05 trace
Lactosa 0 4.63. Asam amino 0.02 trace
Casein 0 2.8 - Lactoglobulin 0 0.32 - Lactalbumin 0 0.13Immunoglobulin 2.6 0.07Serum albumin 3.2 0.05
4. Triasilgliserol 0.06 3.7Fosfolipida 0.25 0.035Asam sitrat trace 0.18
5. Ca 0.01 0.13P 0.01 0.10
K 0.025 0.15Na 0.34 0.05Cl 0.35 0.11
Bahan Baku (Prekursor) Komponen Susu
1. Glukosa : - Bahan baku laktosa susu - Sumber -gliserol - Dibutuhkan dalam perubahan NADP -> NADPH - Sumber ATP2. Asam amino : - Bahan baku casein susu - Sumber glukosa3. As. lemak (asetat, -hidroksi butirat, Non Esteried Fatty Acid) : - Bahan baku asam lemak susu4. Vitamin dan Mineral : - Diabsorbsi langsung dari darah
Biosintesis Lemak Susu
• Sintesis lemak susu terjadi di sitoplasma sel sekretoris
kelenjar ambing.
• Kadarnya dalam susu berfluktuasi dan banyak
dipengaruhi oleh jenis pakan, 2,5 – 6%.
• 75 – 90% lemak susu berupa trigliserida yang
mengandung asam lemak rantai pendek (C4-C14) dan
asam lemak rantai panjang (C > 14)
• C4 – C14 disintesis dari asetat dan B-hidroksi butirat
• C > 14 disentesis dari trigliserida plasma (NEFA) dan
palmitat.
G L U C O S E FATTY ACIDS Glukose-6-P PENTOSE NADP+ PHOSPATE CYCLEFruktose-6-P NADPH NADP+
Triose-P - glyserol-P NADPH NADH NAD+ NAD+ NADH Pyruvate Malonil-CoA PrimerPyruvate ACETAT BHBA Acetyl-CoA Acetyl-CoA Oxalloacetat Citrat Citrat TCA Isocitrat CYCLE - ketoglutarat
MITOCHONDRIA SITOPLASMA
SINTESIS LEMAK SUSU PADA NONRUMINANSIA
NAD+NADH
Oxaloacetat
PiruvatMalat
NADP+
NADPH
MALATTRANSHYDROGENATION
CYCLE
G L U C O S E FATTY ACIDS Glukose-6-P PENTOSE NADP+ PHOSPATE CYCLEFruktose-6-P NADPH NADP+
Triose-P - glyserol-P NADPH NADH NAD+ NAD+ NADH Pyruvate Malonil-CoA PrimerPyruvate ACETAT BHBA Acetyl-CoA BHBA Acetyl-CoA Oxalloacetat Citrat Citrat ACETAT TCA Isocitrat Isocitrat NADP + CYCLE NADPH-- - ketoglutarat - ketoglutarat
MITOCHONDRIA SITOPLASMA
SINTESIS LEMAK SUSU PADA RUMINANSIA
BIOSINTESIS LEMAK SUSU
Acetil CoA + CO2 + ATP Malonil CoA + ADP + Pi
Malonil CoA + ACP Malonil ACP + CoA
Malonil ACP + acetil ACP Acetoacetil ACP + CO2 + ACP
Acetoacetil ACP+NADPH D(-) -hidroksibutiril ACP+ NADP
D(-) -hidroksibutiril ACP Crotonil ACP +H2O
Crotonil ACP + NADPH Butiril ACP + NADP
Untuk membentuk palmitat terjadi pemanjangan rantai 7 kali :
Acetil.CoA + 7 Malonil.CoA Palmitat- + 7 CO2 +14 NADP+
+ 14 NADPH + 6 H2O + 8 Coenzym-A
Komposisi asam lemak dalam trigliserida air susu
Asam lemak
Panjang C
Manusia
Babi Kambing
Sapi
Jenuh :Butirat KaproatKaprilatKapratLauratMiristatPalmitatStearat
468
1012141618
---289
239
222222
296
754137122451
10312392111
Tak jenuh :OleatLinoleatlainnya
18: 118: 2
-
3478
351412
1733
3154
Biosintesis Laktosa Susu
• Sintesis laktosa terjadi di aparatus golgi sel sekretoris
kelenjar ambing.
• Bahan baku sintesis laktosa adalah glukosa
• Kadarnya dalam susu dipertahankan tetap yaitu 3,6 –
5,5%
• 1 molekul laktosa tersusun dari 1 mol glukosa dan 1
mol galaktosa yang juga berasal dari glukosa
• Untuk sintesis 1 mol laktosa butuh 2 mol glukosa
• 80% glukosa plasma digunakan untuk sintesis laktosa,
50-60% diubah menjadi galaktosa dahulu.
• Laktosa bertanggung jawab mempertahankan
keseimbangan tekanan osmotik antara darah dan lumen susu
• Semakin tinggi produksi laktosa semakin banyak air yang dialirkan ke lumen susu produksi susu meningkat.
• Ketersediaan glukosa dalam sel sekretoris kelenjar ambing sangat penting dalam peningkatan produksi susu.
• Glukosa merupakan faktor pembatas pada sapi perah berproduksi tinggi.
Biosintesis Laktosa Susu
Laktosa : karbohidrat utama dalam susu, tersusun dari 1 molekul glukosa dan 1 molekul galaktosa
80% glukosa plasma digunakan untuk sintesis laktosa, 50-60% diubah menjadi galaktosa dahulu.
ATP + glukosa Glukosa- 6P + ADP Heksokinase
Glukosa - 6P Glukosa - 1P Phospoglucomutase
UTP + Glukosa -1P UDP-Glukosa + PP UDP-Glucose Pyriphosporylase
UDP- Glukosa UDP- Galaktosa UDP-Galactose 4-epimerase
UDP- Galaktosa + Glukosa Laktosa + UDP Lactose synthetase
1.Pemilihan bahan pakan yang tepat dipilih bahan pakan yang banyak memberikan
pasokan glukosa pada sel kelenjar ambing.
a. Bahan pakan yang menghasilkan propionat dalam rumen b. Bahan pakan kaya pati namun lolos degradasi rumen, sehingga menghasilkan glukosa dalam usus.
Upaya meningkatkan produksi susu melalui peningkatan sintesis laktosa
2. Manipulasi Metabolisme Nutrien • Meningkatkan uptake glukosa oleh sel kelenjar ambing (manipulasi sistem trasport glukosa)
• Pengambilan glukosa oleh sel kelenjar ambing membutuhkan IGF-I (pada sapi) dan hormon insulin (selain sapi)
• Potensi aktivitas insulin dan IGF-I dapat ditingkatkan oleh Glucoce Tolerance Factor (GTF)
• GTF adalah suatu ligan yang terdiri dari Cr3+ dan asam amino glisin, sistein, asam glutamat dan niasin
CrCr3+3+
- - COOHCOOH
Glisin N Glisin N
Glutamat Glutamat atau Sistein atau Sistein Glisin N Glisin N COOH -COOH -
Glucoce Tolerance Factor (GTF)Glucoce Tolerance Factor (GTF)
DifusiDifusi
Glukosa NaGlukosa Na+ +
InsulinInsulin Ligan GTF Ligan GTF
Transport Glukosa Melalui Membran SelTransport Glukosa Melalui Membran Sel
2530354045505560657075
3 5
Waktu (jam sesudah makan)
Glu
ko
sa p
lasm
a (
mg
/dl)
K
B
FZn
FZnCr
FZnCrS
III. Pengaruh Suplementasi Cr terhadap Laju III. Pengaruh Suplementasi Cr terhadap Laju Penurunan Kadar Glukosa PlasmaPenurunan Kadar Glukosa Plasma
Ratio kadar Glukosa Plasma 5 dan 3 Ratio kadar Glukosa Plasma 5 dan 3 jam :jam :K B FZn FZnCr K B FZn FZnCr FZnCrS FZnCrS 0.91 0.89 0.80 0.77 0.91 0.89 0.80 0.77 0.70 0.70
PeubahK B FZn FZnCr FZnCrS
Kadar : BK susu (%) 12.1 a 12.7 a 12.5 a 13.3 b 13.3 b BKTL (%) 7.8 8.6 8.1 8.4 8.9 Lemak (%) 4.3 a 4.1 a 4.3 a 4.9 b 4.4 a Protein (%) 3.6 b 3.6 b 3.2 a 3.5 b 3.5 b Laktosa (%) 3.9 a 3.7 a 4.2 b 4.3 b 4.6 b
Perlakuan
III. Pengaruh Perlakuan terhadap III. Pengaruh Perlakuan terhadap Kualitas Susu Kualitas Susu
PeubahK B FZn FZnCr FZnCrS
Bobot sapi (kg) 400 417 433 417 400Konsumsi BK (kg) 12.1 a 14.2 b 13.7 b 12.8 a 13.8 bProduksi :Susu (kg/hr) 16.8 a 21.0 b 17.7 a 20.7 b 24.8 cSusu 4%FCM (kg/hr) 17.5 a 21.3 b 18.5 a 23.4 b 26.2 cSusu, 7 mgg (kg) 823 a 1027 b 865 a 1015 b 1216 cLemak, 7 mgg (kg) 35.1 a 42.1 a 37.5 a 49.2 b 53.3 bProtein, 7 mgg (kg) 29.3 a 36.8 b 27.4 a 35.8 b 42.2 bLaktosa, 7 mgg (kg) 32.5 a 38.0 a 36.4 a 43.3 b 56.1 b
Perlakuan
III. Pengaruh Perlakuan terhadap III. Pengaruh Perlakuan terhadap Produksi Susu Produksi Susu
Biosintesis Protein Susu (Casein)
• Sintesis laktosa terjadi di ribosom sekretoris kelenjar
ambing.
• Bahan baku sintesis protein susu adalah asam amino
• Kadarnya dipertahankan tetap yaitu 2,9 – 5%
• Kandungan asam amino esensial dalam susu yang
tertinggi adalah leusin, lisin dan valin, sedangkan
asam amino non esensial dalam susu adalah asam
aspertat, asam glutamat dan prolin.
• Sintesis protein susu membutuhkan energi dalam
bentuk ATP.
Tahapan Reaksi Sintesis Susu
1. Asam amino + ATP -----------> Aminoasil-AMP +Pi
2. Aminoasil-AMP + t-RNA ------ > Aminoasil-tRNA + AMP
3. (Aminoasil-tRNA)n + GTP ----- > AA1–AA2–AA3 +GDP+tRNA
Kandungan AA dalam Protein air susu Kandungan AA dalam Protein air susu (g/100 g (g/100 g protein)protein)
AA esensialAA esensial SapiSapi BabiBabi AAnon AAnon esensialesensial
SapiSapi BabiBabi
ArgininArginin
HistidinHistidin
IsoleusinIsoleusin
LeusinLeusin
LisinLisin
MetioninMetionin
FenilalaninFenilalanin
TreoninTreonin
TriptofanTriptofan
ValinValin
3.63.6
2.72.7
5.65.6
9.79.7
7.97.9
2.52.5
5.25.2
4.64.6
1.31.3
6.66.6
5.65.6
2.52.5
5.15.1
8.28.2
6.06.0
1.51.5
4.24.2
4.14.1
1.31.3
5.25.2
AlaninAlanin
As. AspartatAs. Aspartat
SistinSistin
As. GlutamatAs. Glutamat
GlisinGlisin
ProlinProlin
SerinSerin
TirosinTirosin
3.63.6
7.27.2
0.70.7
23.023.0
2.02.0
9.29.2
5.85.8
5.15.1
--
5.15.1
1.61.6
11.211.2
2.02.0
--
5.85.8
5.55.5
DARAH MEMBRAN SEL SEL KELENJAR AMBING 2-monogliserida Triasilgliserol (Kilomikron, LDL) FFA Asam lemak Lemak susu Gliserol -gliserol-P NEFA Asetat Asetat -hidroksibutirat -hidroksibutirat Triose-P NADP+
PPC Glukosa 6-P NADPH Glukosa Glukosa Glukosa-1-P-UDP Laktosa susu Sitrat Isositrat -ketoglutarat OP NAD+ NADH ADP ATP P i Asam amino Asam amino Amino Protein Acil-AMP susu Mineral (Ca+, P+, Cl-, K+, Mg+, Na+) Mineral (Ca+, P+, Cl-, K+, susu Mg+, Na+) *NEFA = Asam lemak tak teresterifikasi ; PPC = Siklus pentosa fosfat ; OP = Fosforilasi oksidatif
Biosintesi Komponen Susu Di Dalam Sel Sekretoris Kelenjar Ambing
NADP sesungguhnya sangat mirip dengan NAD, perbedaannya terletak pada gugus gula yang mengikat basa nitrogen (adenin) atau sering disebut Adenosin pada C no. 2, jika pada NADP berikatan dengan (PO4)/gugus phosphat sedangkan NAD berikatan dengan (OH)/hidroksida. Keduanya merupakan koenzim yang bermuatan positif (kation) sehingga jika tereduksi akan membentuk NADPH bukan NADPH2 ataupun NADH bukan NADH2. Sehingga penulisan NADPH dan NADH-lah yang benar dari NADP dan NAD yang tereduksi. (Frey, A.P and Avian D. Hegeman. 2007. Enzymatic Reaction Mechanisms. Oxford University Press. New York, 130); (Campbell, dkk. 2003. Biologi. Edisi ke-5 jilid I. Erlangga. Jakarta. Hal : 307)
Nikotinamida adenina dinukleotida, disingkat NAD+, adalah koenzim yang ditemukan di semua sel hidup. Senyawa ini berupa dinukleotida, yakni mengandung dua nukleotidayang dihubungkan melalui gugus fosfat, dengan satu nukleotida mengandung basa adeninadan yang lainnya mengandung nikotinamida.Dalam metabolisme, NAD+ terlibat dalam reaksi redoks, dengan membawa elektron dari satu reaksi ke reaksi lainnya. Koenzim ini oleh karenanya ditemukan dalam dua bentuk yang berbeda: NAD+ sebagai oksidator, dan NADH sebagai reduktor. NAD+ menerima elektron dari molekul lain dan menjadi tereduksi (NADH), dan begitu pula sebaliknya. Reaksi transfer elektron ini merupakan salah satu fungsi NAD+. Namun ia juga memiliki fungsi lain pada proses selular lainnya, utamanya adalah sebagai substrat enzim yang menambah maupun mengurangi gugus fungsi pada protein dalam modifikasi pascatranslasional. Karena fungsinya yang penting ini, enzim-enzim yang terlibat dalam metabolisme sering menjadi target pengembangan obat-obatan.Dalam organisme, NAD+ dapat disintesis secara de novo (dari blok-blok molekul kecil) dari asam amino triptofan ataupun asam aspartat. Selain itu, NAD+ dapat juga diperoleh dari sumber makanan yang mengandung vitamin niasin.
Nikotinamida adenina dinukleotida