sintesa komponen susu

26
BIOSINTESIS KOMPONEN SUSU

Upload: ilham-ash-shidiq

Post on 27-Nov-2015

628 views

Category:

Documents


13 download

TRANSCRIPT

Page 1: Sintesa Komponen Susu

BIOSINTESIS KOMPONEN SUSU

Page 2: Sintesa 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

Page 3: Sintesa Komponen Susu

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

Page 4: Sintesa Komponen Susu

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.

Page 5: Sintesa Komponen Susu

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

Page 6: Sintesa Komponen Susu

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

Page 7: Sintesa Komponen Susu

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

Page 8: Sintesa Komponen Susu

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

Page 9: Sintesa Komponen Susu

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.

Page 10: Sintesa Komponen Susu

• 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.

Page 11: Sintesa Komponen Susu

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

Page 12: Sintesa Komponen Susu

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

Page 13: Sintesa Komponen Susu

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

Page 14: Sintesa Komponen Susu

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)

Page 15: Sintesa Komponen Susu
Page 16: Sintesa Komponen Susu

DifusiDifusi

Glukosa NaGlukosa Na+ +

InsulinInsulin Ligan GTF Ligan GTF

Transport Glukosa Melalui Membran SelTransport Glukosa Melalui Membran Sel

Page 17: Sintesa Komponen Susu

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

Page 18: Sintesa Komponen Susu

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

Page 19: Sintesa Komponen 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

Page 20: Sintesa Komponen 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.

Page 21: Sintesa Komponen Susu

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

Page 22: Sintesa Komponen Susu

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

Page 23: Sintesa Komponen Susu

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

Page 24: Sintesa Komponen Susu

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)

Page 25: Sintesa Komponen Susu

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.

Page 26: Sintesa Komponen Susu

Nikotinamida adenina dinukleotida