Metabolisme Protein – Pengertian, Proses, Peran, Fungsi, Siklus
Metabolisme Protein
Protein yang dikonsumsi manusia umumnya berasal dari kacang-kacangan. Ketika protein masuk ke dalam tubuh, ia mengalami proses pencernaan dan berubah menjadi asam amino. Dalam proses pencernaan ini, dihasilkan produk buangan berupa feses yang kemudian dibuang melalui anus.
Asam amino hasil pencernaan selanjutnya akan diangkut oleh plasma darah melalui sistem peredaran darah ke sel/jaringan. Di dalam sel/jaringan, asam amino akan digunakan oleh sel untuk pertumbuhan, perkembangan, pemulihan sel dan sintesis enzim dan hormon. Jika jumlah asam amino berlebih maka sisanya akan dioksidasi melalui peristiwa respirasi untuk menghasilkan energi. Respirasi menggunakan substrat asam amino akan menghasilkan residu berupa senyawa CO2, H2O, NH3 dan NH4OH.
Pada CO2 dan H2O dalam bentuk gas yang telah ditetapkan diangkut oleh plasma darah dalam pembuluh darah menuju ke paru-paru untuk dibuang keluar tubuh. Sedangkan H2O dalam bentuk cair diangkut ke kulit dan ginjal. H2O setelah sampai di kulit akan dikeluarkan dalam bentuk keringat dan H2O setelah sampai di ginjal akan dikeluarkan dalam bentuk urin.
Senyawa NH3 dan NH4OH merupakan senyawa toksik yang sangat berbahaya bagi sel. Oleh karena itu, sebelum diekskresikan harus diubah menjadi urea di hati, sehingga tidak berbahaya bagi tubuh. Dalam bentuk urea, sisa metabolisme ini dialirkan ke ginjal untuk dikeluarkan dalam bentuk urin.
Baca juga: Makalah Kingdom Animalia
Peran Fungsi Protein
Selain air, protein merupakan jenis bahan kimia yang paling melimpah di dalam tubuh manusia. Protein memainkan banyak peran penting dalam tubuh manusia termasuk memberikan struktur dan kekuatan pada sel dan jaringan, mengendalikan reaksi biokimia dan membantu sistem kekebalan tubuh. Metabolisme diatur oleh protein seperti hormon dan berbagai aktivitas yang mereka kendalikan. Protein juga mengatur pembelahan sel yang bertindak untuk mengisi kembali sel yang rusak atau rusak untuk memastikan pasokan sel sehat yang konstan.
Protein adalah komponen utama dari banyak struktur dalam tubuh, mereka adalah bagian dari membran luar semua sel dalam tubuh manusia. Protein juga berlimpah di rambut, kulit, otot, dan sebagian besar organ dan jaringan lainnya. Protein sering bertindak untuk memperkuat struktur ini; protein bekerja sama untuk mengaktifkan gerakan dalam tubuh seperti kontraksi otot dan pergerakan makanan melalui sistem pencernaan.
- Penggerak Reaksi Biokimia
Enzim adalah jenis protein spesifik yang mengaktifkan reaksi biokimia dalam tubuh. Reaksi ini dapat terjadi tanpa enzim tetapi enzim membuat reaksi berlangsung lebih cepat. Banyak jenis reaksi dalam tubuh didorong oleh aksi enzim yang memengaruhi fungsi sistem pernapasan, pencernaan, dan saraf. Enzim juga penting untuk metabolisme serangkaian reaksi biokimia yang mengubah makanan menjadi energi.
Baca juga: Sistem Organ Reproduksi Pria
Beberapa hormon juga merupakan protein. Hormon mengatur pertumbuhan dan perkembangan dan sangat penting selama masa pubertas. Mereka mempengaruhi kesuburan dengan mengatur siklus menstruasi dan produksi sperma. Hormon juga mengatur massa otot, pertumbuhan rambut, metabolisme, dan bahkan suasana hati. Tingkat hormon berubah sepanjang hidup dan membantu mengatur proses penuaan, dari masa kanak-kanak hingga tahap dewasa kehidupan.
Protein mengatur pembelahan sel, suatu proses penting untuk mengisi kembali sel-sel tua atau rusak. Seiring waktu sel-sel dapat menjadi rusak akibat paparan sinar matahari atau zat berbahaya lainnya di lingkungan. Sel-sel ini mengalami proses kematian sel dan perlu diganti. Ini dilakukan dengan membagi sel sehat menjadi dua salinan yang diatur oleh protein yang disebut faktor pertumbuhan. Kegagalan protein untuk mengatur proses pembelahan dengan benar dapat menyebabkan pertumbuhan tumor dan kanker.
Antibodi adalah jenis protein lain yang penting bagi kesehatan manusia. Antibodi adalah komponen utama dari sistem kekebalan tubuh dan membantu melawan infeksi yang disebabkan oleh bakteri dan virus. Sistem kekebalan menghasilkan banyak antibodi berbeda, masing-masing dengan struktur yang sedikit berbeda yang memungkinkannya mengenali jenis bakteri tertentu, virus, atau jenis organisme penyerang lainnya. Setelah antibodi mengenali dan mengikat kuman yang menyerang, ia memberi sinyal pada sistem kekebalan untuk menghancurkan penyerang.
Baca juga: Arteri
Reaksi Metabolisme Protein (Asam Amino).
Ada beberapa asam amino yang dibutuhkan oleh tubuh manusia, namun tubuh tidak dapat memproduksinya dalam jumlah yang cukup. Asam amino ini disebut asam amino esensial dan harus diperoleh dari makanan. Asam amino esensial yang dibutuhkan oleh manusia adalah histidin, isoleusin, leusin, lisin, metionin, arginin, fenilalanin, treonin, triptofan dan valin. Sumber asam amino esensial ini biasanya terdapat pada makanan yang mengandung protein hewani seperti daging, susu, keju, telur dan ikan. Kebutuhan protein yang dianjurkan adalah 1 hingga 1,5 gram per kilogram berat badan per hari. (Baca: Kebutuhan Makhluk Hidup).
Langkah awal dari reaksi metabolisme seluler asam amino (metabolisme protein) melibatkan pelepasan gugus asam amino dan kemudian mengubah kerangka karbon molekul asam amino. Ada 2 proses utama dalam pelepasan gugus amino, yaitu transaminasi dan deaminasi.
Transaminasi adalah proses katabolisme asam amino yang melibatkan pemindahan gugus amino dari satu asam amino ke asam amino lainnya. Pada reaksi transaminasi ini, gugus amino suatu asam amino dipindahkan ke salah satu dari tiga senyawa keto, yaitu asam piruvat, beta-ketoglutarat, atau oksaloasetat, sehingga senyawa keto tersebut diubah menjadi asam amino, sedangkan asam amino asalnya adalah diubah menjadi asam keto. Reaksi transaminasi ini bersifat reversibel, pada reaksi ini tidak ada gugus amino yang hilang karena gugus amino yang dilepaskan oleh asam amino diterima oleh asam keto. (Baca: Enzim Katalase).
Ada dua enzim penting dalam reaksi transaminasi yang berperan sebagai katalis, yaitu alanin transaminase dan glutamat transaminase.
Baca juga: DNA dan RNA
Enzim ini merupakan enzim yang unik untuk asam piruvat-alanin sebagai pasangan substrat, tetapi tidak untuk asam amino lainnya. Dengan demikian, alanin transaminase dapat mengubah berbagai macam asam amino menjadi alanin selama asam piruvat tersedia. Jika alanin transaminase hadir dalam jumlah besar, alanin yang dihasilkan dari reaksi transaminasi akan diubah menjadi asam glutamat. (Baca: Fungsi Hati Manusia).
Enzim ini merupakan enzim yang memiliki kekhususan glutamat-ketoglutarat sebagai pasangan substrat, sehingga enzim ini dapat mengubah asam amino menjadi asam glutamat.
Reaksi transaminasi ini terjadi di mitokondria atau di cairan sitoplasma. semua enzim transaminase yang dijelaskan di atas dibantu oleh pirdoksalfosfat sebagai koenzim. Pyridoxalphosphate tidak hanya koenzim dalam reaksi transaminasi, tetapi juga koenzim dalam reaksi metabolisme lainnya.
Asam amino dalam reaksi transaminasi dapat diubah menjadi asam glutamat. Pada beberapa sel pada bakteri misalnya, asam glutamat dapat mengalami proses deaminasi oksidatif yang menggunakan enzim glutamat dehidrogenase sebagai katalis.
Dalam proses deaminasi oksidatif ini, asam glutamat melepaskan gugus amino dalam bentuk NH4+. Selain NAD+, glutamat dehidrogenase juga dapat menggunakan NADP+ sebagai akseptor elektron. Jadi, asam glutamat adalah produk akhir dari proses transaminasi. Selain glutamat dehidrogenase, dua jenis enzim dehidrogenase penting lainnya adalah oksidase asam L-amino dan oksidase asam D-amino.
Baca juga: Metabolisme Protein
L-amino acid oxidase adalah enzim flavoprotein yang memiliki gugus prostetik flavin mononukleotida (FMN). Enzim ini ditemukan dalam sel hati di retikulum endoplasma. (Baca: Fungsi Hati dalam Sistem Ekskresi) D-amino acid oxidase adalah enzim flavoprotein yang memiliki FAD sebagai gugus prostetik dan terdapat dalam sel hati.
- Pembentukan Asetil Koenzim A
Asetil koenzim A adalah penghubung antara metabolisme asam amino dan siklus Krebs. Ada dua jalur metabolisme yang mengarah pada pembentukan asetil koenzim A, yaitu melalui asam piruvat dan melalui asam asetoasetat. Asam amino yang menjalani jalur metabolisme melalui asam piruvat adalah sebagai berikut:
Alanin adalah asam amino non esensial yang dapat dibuat di dalam tubuh melalui reaksi transaminasi piruvat dengan asam glutamat atau asam amino lainnya. Alanin dapat diubah menjadi asam piruvat melalui proses transaminasi, dan reaksinya reversibel.
Glisin dapat berfungsi sebagai penangkal, misalnya jika asam benzoat atau turunannya dimasukkan ke dalam makanan, glisin akan bergabung dengan zat tersebut membentuk asam hipurat yang tidak beracun.
Serin adalah bagian dari serin fosfatidil, yang merupakan salah satu lipid yang ditemukan di otak. Serine juga dapat membentuk ethanolamine yang merupakan bagian dari phosphotidyl ethanolamine. (Baca: Fungsi Otak).
Sistein adalah senyawa asam amino non esensial yang terbuat dari asam amino esensial metionin. Metionin pertama-tama diubah menjadi homosistein, kemudian bereaksi dengan serin untuk membentuk homoserin dan sistein.
Baca juga: Formasi Tulang
Threonine adalah asam amino esensial bagi manusia, karena merupakan salah satu dari 20 asam amino penyusun protein. Biosintesis treonin berasal dari asam aspartat. Threonine dapat diubah menjadi glisin dan asetaldehida dengan memecah molekul.
Alanin menghasilkan asam piruvat langsung dalam reaksi transaminasi dengan asam beta-ketoglutarat. Serin mengalami dehidrasi dan reaksi deaminasi oleh enzim serin beta dehidratase. Treonin diubah menjadi glisin dan asetaldehida oleh enzim treonin aldolase. Glisin kemudian diubah menjadi asetil koenzim A melalui pembentukan serin dengan menambahkan satu atom karbon, seperti metil, metil hidroksil, dan formil. Koenzim yang bekerja di sini adalah tetrahidrofolat. (Baca: Metabolisme Karbohidrat)
Baca juga: Sejarah Penemuan Virus
Demikianlah pembahasan mengenai Metabolisme Protein – Definisi, Proses, Peran, Fungsi, Siklus Semoga ulasan ini dapat menambah wawasan dan pengetahuan bagi anda semua, terima kasih banyak atas kunjungannya. 🙂 🙂 🙂
