Makalah :Katabolisme Protein (Biokimia)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Semua organisme membutuhkan penyediaan materi dan energi yang tetap dari lingkungannya agar tetap hidup. Bagi sejumlah besar organisme, penyediaan utama materi dan satu-satunya penyediaan energi berasal dari molekul organik yang dimakannya (Kimball: 2003: 143). Dengan bantuan enzim, sel secara sistematik merombak molekul organik kompleks yang kaya akan energi potensial menjadi produk limbah yang berenergi lebih rendah. Sebagian energi yang diambil dari simpanan kimiawi dapat dilakukan untuk melakukan kerja; sisanya dilepas sebagai panas. Jalur metabolisme yang melepaskan energi simpanan dengan cara memecah molekul kompleks disebut jalur katabolik (Campbell, 2003: 159).

 Jalur katabolik dapat terjadi secara aerob (dengan menggunakan oksigen) dan anaerob (tanpa menggunakan oksigen). Terdapat tiga tahap utama di dalam katabolisme aerobik, yaitu makromolekul sel dipecahkan menjadi unit-unit pembangun utamanya (tahap I), produk yang telah terbentuk pada tahap I selanjutnya diubah menjadi molekul yang lebih sederhana (tahap II), produk akhir dari tahap II yang berupa asetil KoA selanjutnya memasuki lintas akhir (tahap III). Pada tahap akhir ini, terjadi oksidasi nutrien, menghasilkan karbon dioksida, air dan amonia sebagai produk akhirnya. Penguraian enzimatik dari masing-masing nutrien penghasil utama energi utama pada sel (karbohidrat, lipid, dan protein) berlangsung secara bertahap melalui sejumlah reaksi enzimatik yang berurutan dan berbeda antara satu nutrien dengan nutrien lainnya. Oleh karena itu, kami tertarik untuk membahas mengenai proses katabolisme protein peranan utama utama pada tubuhl dalam makalah ini.

1.2  Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah pada makalah tentang katabolisme protein ini adalah:

1. Bagaimana proses transaminasi?
2. Bagaimana proses deaminasi oksidatif?
3. Bagaimana proses katabolisme asam amino?
4. Bagaimana proses`siklus urea?

1.3  Tujuan

Adapun tujuan pada makalah ini yaitu:

1. Untuk mengetahui proses deaminasi oksidatif
2. Untuk mengetahui proses transaminasi
3. Untuk mengetahui katabolisme asam amino
4. Untuk mengetahui proses siklus urea

BAB II

PEMBAHASAN

Katabolisme asam amino terjadi melalui reaksi transaminase yang melibatkan pemindahan gugus amino secara enzimatik dari satu asam amino ke asam amino lainnya. Enzim yang terlibat dalam reaksi ini adalah transminase atau amino transminase. Enzim mini spesifik bagi ketoglutarat sebagai penerima gugus amino namun tidak spesifik bagi asam amino sebagai pemberi gugs asam amino (Toha, 2005).

2.1 Proses Transaminasi

Transaminasi ialah proses katabolisme asam amino yang melibatkan pemindahan gugus amino dari satu asam amino ke gugus asam amino lain. Dalam reaksi transaminasi ini gugus amino dari suatu asam amino dipindahkan dari salah satu dari ketiga senyawa keto, yaitu asam piruvat, α ketoglutarat atau ksaloasetat, sehingga senyawa senyawa keto ini diubah menjadi asam amino sedangkan asam amino semula diubah menjadi asam keto. Ada dua enzim yang berperan yaitu alanin transaminase dan glutamate trasminase yang bekerja sebagai katalis dalam reaksi berikut (Poedjiadi, 1994) :

        alanin

   transaminase

asam amino + asam piruvat                                  asam α keto + alanin

                                                            glutamate

                                                            transaminase

asam amino + asam α ketoglutarat                            asam α keto + asam glutamat

Transaminase mempunyai gugus prostentik, piridoksal pospat, pada sisi aktifnya yang berfungsi sebagai senywa antara pembawa gugus amino menuju ketoglutarat. Molekul ini mengalami perubahan dapat balik diantara bentuk aldehidanya, piridoksal pospat yang dapat menerima gugus amino dan bentuk teraminasinya piridoksamin pospat yang dapat memberikan gugus  amino (Toha, 2005).

Reaksi transminasi bersifat reversible. Pada reaksi ini tidak ada gugus amino yang hilang, karena gugus amino yang dilepaskan oleh asam amino diterima oleh asam keto (Poedjiadi, 1994).

  Alanin Transminasi merupakan merupakan enzim yang mempunyai kekhasan terhadap asam piruvat alanin sebagai satu pasang substrat, tetapi tidak terhadap asam asam-asam amino yang lain. Dengan demikian Alanin transaminase dapat mengubah berbagai jenis asam amino menjadi alanin, xdelama tersedia sam piruvat. Glutamat transminase dapat mengubah berbagai jenis asam amino menjadi alanin, selama tersedia asam piruvat. Glutamat transminase merupakan enzim yang mempunyai kekhasan terhadap glutamate-ketoglutarat sebagai satu pasang substrat, karena itu enzim ini dapat mengubah asam-asam amino menjadi asam glutamat. Apabila alanin transminase terdapat dalam jumlah banyak, maka alanin yang dihasilkan dari reaksi transminase akan diubah menjadi asam glutamate (Poedjiadi, 1994).

Alanin + asam α ketoglutarat                                    asam piruvat + asam glutamat

Enzim yang bekerja sebagai katalis dalam reaksi tersebut ialah alanin-glutamat transminase (Poedjiadi, 1994).

Dari reaksi-reaksi diatas dapat dilihat bahwa walaupun ada beberapa jalur reaksi transminase, namun asam ketoglutarat merupakan akseptor gugus amino yang terakhir. Dengan demikian hasil reaksi transminasi keseluruhan ialah asam glutamate (Poedjiadi, 1994).

Reaksi transminasi ini terjadi dalam mitokondria maupun dalam cairan sitoplasma. Semua enzim transminasi tersebut dibantu oleh piridoksalfosfat sebagai koenzim. Piridoksalfosfat tidak hanya merupakan koenzim pada reaksi transaminasi, tetapi juga pada reaksi-reaksi metabolisme yang lain (Poedjiadi, 1994).

 2.2 Proses Deaminasi Oksidatif

Asam amino dengan reaksi transaminasi dapat diubah menjadi asam glutamat. Dalam beberapa sel misalnya bakteri, asam glutamat dapat mengalami proses diaminasi oksidatif yang menggunakan glutaman dehidrogenase sebagai katalis.

Asam glutamat + NAD⁺                          asam α ketoglutarat + NH₄⁺  + NHDH + H⁺

            Dalam proses ini asam glutamat melepaskan gugus amino dalam bentuk NH₄⁺ . selain NAD⁺ glutamat dehidrogenase dapat pula menggunakan NADP⁺ sebagai akseptor elektron. Oleh karena asam glutamat merupakan hasil akhir proses transaminasi, maka glutamat dehidrogenase merupakan enzim yang penting dalam metabolisme asam amino.

            Dua jenis dehidrogenase lain yang penting ialah L-asam amino oksidase dan          D-asam amino oksidase.

            L-asam amino oksidase adalah enzim flavoprotein yang mempunyai gugus prostetik flavinmononukleotida (FMN). Enzim ini terdapat dalam sel hati pada endoplasmik retikulum dan bukan merupakan enzim yang penting. D – asam amino oksidase adalah juga enzim flavoprotein dan merupakan katalis pada reaksi :

            Enzim ini mempunyai FAD sebagai gugus prospetik dan terdapat dalam sel hati. Oleh karena D-asamamino jarang terdapat dalam tubuh manusia, maka fungsi D-asam amino oksidase.

            Proses diaminasi asam amino dapat terjadi secara oksidatif dan non oksidatif. Contoh asam amino yang mengalami proses deaminasi oksidatif adalah asam glutamat. Reaksi degradasi asam glutamat dikatalis oleh enzim L-glutamat dehidrogenase  yang dibantu oleh NAD atau NADP.

            Deaminasi non oksidatif adalah penghilangan gugus amino dari asam amino serin yang dikatalis oleh enzim serindehidratase. Asam amino teronin juga dapat mengalami deaminasi non oksidatif dengan katalis kreonin dehidratase menjadi keto butirat.

2.3 Katabolisme Asam Amino

Jalur metabolik utama dari asam-asam amino terdiri atas tiga jalur, pertama produksi asam amino dari pembongkaran protein tubuh, digesti protein diet serta sintesis asam amino di hati. Kedua, pengambilan nitrogen dari asam amino. Sedangkan ketiga adalah katabolisme asam amino menjadi energi melalui siklus asam serta siklus urea sebagai proses pengolahan hasil sampingan pemecahan asam amino. Keempat adalah sintesis protein dari asam-asam amino.

Reaksi metabolisme asam amino melalui proses pelepasan gugus amino dan kemudian baru perubahan kerangka karbon pada molekul asam amino. Proses pelepasan gugus amino tersebut meliputi reaksi transaminasi dan deaminasi. Transaminasi merupakan proses katabolisme asam amino yang melibatkan pemindahan gugus amino dari satu asam amino pada asam amino lain. Asam amino tersebut dipindahkan pada salah satu dari tiga senyawa keto (asam piruvat, α ketoglutarat atau oksaloasetat) sehingga senyawa keto tersebut diubah menjadi asam amino. Deaminasi oksidatif pelepasan amin dari glutamat menghasilkan ion ammonium.

2.3.1 Beberapa jalur Metabolik dari asam amino sebagai berikut:

a.      Glisin 

Glisin dapat mengalami reaksi deaminasi oksidatif oleh glisin oksidase, yaitu enzim yang terdapat dalam jaringan hati dan ginjal. Dalam reaksi ini glisin akan diubah menjadi asam glioksilat dan amonia. Asam glioksilat yang terbentuk dapat di uraikan lebih lanjut menjadi formaldehida dan karbondioksida.

 CH₂ (NH₂)COOH + ½ O₂                         CHO – COOH + NH₃

         glisin                                           Asam glioksilat

 Selain itu, glisin dapat diubah menjadi serin dengan adanya 5-formiltetrahidrofolat. Dalam reaksi ini 5-formiltetrahidrofolat berfungsi sebagai donor gugus formil kepada glisin.

 CH₂ (NH₂) COOH + 5 Formil – THFA                    CH₂OH – CH (NH₂) COOH

            glisin                                                                    serin

Glisin dapat berfungsi dalam proses penawar racun, misalnya apabila asam benzonat atau derivatnya termasuk dalam makanan maka glisin akan bergabung dengan zat-zat tersebut sehingga terbentuk asam hipurat yang tidak bersifat racun. Dalam tubuh glisin dapat di bentuk dari serin dalam jumlah yang cukup, sehingga glisin adalah asam amino nonesential. Serin dibentuk dari asam 3-fosfogliserat yang merupakan salah satu hasil antara dalam proses glikolisis. Dengan demikian dapat dilihat bahwa ada hubungan antara glikolisis dengan biosintesis glisin.

b.      Alanin

Alanin dalah asam amino asam nonessential yang dapat dibuat dalam tubuh melalui reaksi transaminasi piruvat dengan asam glutamate atau asam amino lain.

Asam piruvat merupakan senyawa yang terbentuk pada jalur metabolism karbohidrat. Dengan demikian reaksi metabolisme alanin ini merupakan hubungan antara metabolisme protein dengan metabolisme karbohidrat.

c.       Valin

Melalui beberapa tahap reaksi, valin dapat diubah menjadi suksinil KoA yang kemudian masuk ke dalam siklus asam sitrat. Dalam metabolisme ini, valin mula-mula diubah menjadi asam ketoisovalerat dengan cara transaminasi. Selanjutnya asam ketoisovalerat diubah berturut-turut menjadi isobutiril KoA dan suksinil KoA..

d.      Leusin

Leusin dapat diubah menjadi asam keto melalui reaksi transaminasi oksidatif. Kemudian asam keto ini melalui beberapa tahap reaksi diubah menjadi asetil KoA. Salah satu senyawa yang terbentuk dalam tahap reaksi tersebut ialah β hidroksi β metal glutamil KoA (HMG CoA), yang juga merupakan salah satuu zat antara dalam biosintesis kolesterol. Hal ini merupakan salah satu contoh hubungan antara metabolisme protein, lemak, dan karbohidrat. Leusin adalah salah satu asam amino esensial yang disintesis oleh organism mikro atau tumbuhan dari asam piruvat.

e.       Isoleusin

 Dalam metabolisme isoleusin juga mengalami reaksi transaminasi oksidatif sehingga terbentuk asam keto, yaitu asam  keto β metal valerat. Kemudian asam inii melalui beberapa tahap reaksi diubah menjadii asetil KoA dan pripionil KoA. Asetil KoA dapat langsung masuk ke dalam α siklis asam sitrat, sedangkan propionil KoA  diubah terlebih dahulu menjadi suksinil KoA baru kemudian masuk ke dalam siklus asam sitrat.

Isoleusin juga merupakan asam amino esensial yang disintesis dalam organism mikro. Biosintesis isoleusin ini dimulai dari asam α.ketobutirat yang dapat dibentuk dari treonin. Melalui beberapa tahap reaksi asam ketobutirat diubah menjadi isoleusin.

Serin

Metabolisme serin berlangsung melalui reksi deaminasi dan menghasilkan asam piruvat. Metabolisme ini terjadi dengan menggunakan treonin aldolase selau katalis. Biosintesis serin dimulai dari asam fosfogliserat yang terbentuk pada proses glikolisis dan berlanssung melalui beberapa tahap reaksi sehingga terbentuk serin. Disamping itu serin dapat pula terbentuk dari glisin. Serin juga bagian dari fosfatidil serin yaitu salah satu lipid yang terdapat dalam otak. Serin juga dapat membentuk etanolamania yang merupakan bagian dari fosfotidil etanol amina.

f.       Treonin

Treonin mengalami metabolisme yang serupa dengan serin. Asam ketobutirat kemudian diubah menjadi propionil KoA yang selanjutnya diubah menjadi suksinil KoA. Disamping metabolisme tersebut treonin juga dapat diubah menjadi glisin dan asetaldehida dengan cara pemecahan molekulnya. Reaksi pemecahan molekul treonin ini berlangsung oleh enzim aldose treonin dan peridoksalfosfat sebagai koenzim. Biosintesis treonin berasal dari asam aspartat melalui beberapa tahap reaksi sebagai berikut:

g.      Tirosin

      Tirosin dapat diubah menjadi asam p-hidrosifenilpiruvat dengan cara transaminasi. Reaksi ini berlangsung dengan bantuan enzim tirosin ketoglutarat transaminase dan piridoksalfosfat sebagai koenzim. Selanjutnya melalui beberapa tahap reaksi asam p-hidroksifelanilpiruvat diubah menjadi asam fumarat dan asam asetoasetat.  Asam asetoasetat pada akhirnya diubah menjadi asetil KoA dan asam asetat.

h.      Fenilalanin

 Fenilalanin dapat diubah menjadi tirosin yang kemudian melalui bebeerapa tahap reaksi dapat diubah menjadi asam formiat dan asam asetoasetat. Reaksi pembentukan tirosin dan fenilalanin adalah reaksi tidak reversible, artinya fenilalanin tidak dapat dibentuk dari tirosin dan karenanya fenilalanninn adalah asam amino esensial sedangkan tirosin merupakan asam amino nonesensial. Biosintesis fenilalanin terjadi pada organisme mikro dan dapat dibentuk dari asam fosfoenol piruvat dan eritrosa-4-fosfat. Kedua jenis ini melalui beberapa tahap reaksi dapat membentuk asam fenilpiruvat yang selanjutnya dengan reaksi transaminasi terbentuk fenilalanin.

i.        Triptofan

Triptofan adalah suatu asam amino esensia dan satu-satunya asam amino esensial yang mengandung cicncin indol. Metabolisme triptofan berlangsung antara lain melalui jalur kinurenin-antranilat, yaitu suatu metabolisme melalui beberapa tahap reaksi yang menghasilkan α,ketoadipatt yang kemudian membentuk asetoasetil KoA. Dalam metabolisme ini inurenin dan asam 3-hidroksi antranilat merypakan senyawa-senyawa antara. Seperti fenilalanin, triptofan juga dapat dibentuk dari reaksi fosfoenolpiruvat dengan eritrosa-4-fosfat. Melalui beberapa tahap reaksi terbentuk asam antranilat yang kemudian dapat dibentuk menjadi triptofan. Biosintesis ini terjadi pada organism mikro.

j.        Sistin dan sistein

Sistin dan sistein adalah senyawa yang saling dapat diubah dari yang satu kepada yang lain dan megalami metabolisme yang sama dalam tubuh. Dalam metabolisme sistein dapat diubah menjadi asam piruvat melalui tiga cara:

a.       Reaaksi pengubahan sistein dengan enzim sistein desulfhidrase

b.      Melalui pembentukan asam sisteinsulfinat, kemudian diubah menjadi asam β sulfinilpiruvat sehingga membentuk asa piruvat.

c.       Melalui reaksi transaminasi membentuk asam tiolpiruvat, kemudian diubah menjadi asam piruvat

.           Sistein dan sistin adalah asam amino non esensial yang dibuat dari asam amino esensial metionin. Metionin terlebih dahulu diubah menjadi homosistein, kemudian homosistein bereaksi dengan serin membentuk homoserin dan sistein.

k.      Metionin

Telah dikemukakan di muka bahwa metionin dapat diubah menjadi sistein, tetapi sistein tidak dapat diubah kembali menjadi metionin. Homoserin yang terbentuk pada reaksi pengubahan metionin menjadi sistein dapat diubah menjadi asam α ketobutirat.

Biosistein metionin berawal dari asam aspartat. Asam ini dapat diubah berturut-turut menjadi β aspartilfosfat, aspartatsemialdehida, homoserin, sistationin, homosistin dan metionin. Biosintesis ini terjadi pula pada tumbuhan atau organize mikro.

l.        Asparagin dan asam aspartat

Dalam metabolismenya, asparagin diubah menjadi asam aspartat dengan bantuan enzim asaparaginase. Kemudian asam aspartat diubah menjadi asam oksaloasetat oleh enzim transaminase. Disamping itu asam aspartat dapat membentuk beberapa buah asam amino esensial melalui beberapa tahap reaksi. Asam amino esensial yang terbentuk dari asam aspartat adalahlisin, metionin, treonin dan isoleusin. Sebalinya asam aspartat dapat dibentuk dari asam oksaloasetat dengan reaksi transaminasi. Dari asam aspartat dapat dibentuk asparagin dengan enzim asaparagon sintase. Dalam reaksi ini diperlukan donor gugus amino dan ATP sebagai sumber energy yang diubah menjadi AMP. Sebagai kofaktor diperluan ion Mg⁺. donor gugus amino untuk reaksi yang terjadi pada binatang mamalia adalah glutamine, sedangkan pada bakteri digunakan ammonia. Asaparagin dapat pula dibentuk dari asam a ketosuksinat.

m.    Glutamin dan asam glutamate

Dalam reaksi transaminasi asam glutamate diubah menjadi asam α ketoglutarat dengan bantuan enzim glutamate transaminase, asam α ketoglutarat dapat pula dibentuk dari asam glutamate dengan reaksi deaminasi oksidatif. Dalam reaksi ini yang bekerja sebagai katalis ialah glutamate dedirogenase dengan bantuan oenzim NAD⁺ atau NADP⁺. Oleh karena transaminasi meupun deaminasi oksidatif tersebut adalah reaksi yang reversible, maka kedua reaksi tersebut dapat merupakan reaksi katabolisme maupun biosintesis asam glutamate. Dalam otak asam glutamate dapat diubah menjadi ᵞ amino butitat dengan reaksi dekarboksilasi oleh enzim glutamate dekarboksilase. Asam ᵞ amino butirat ini dapat diubah kembali menjadi asam glutamate oleh asam α ketoglutarat.

Glutamine dapat diubah menjadi asam glutamate oleh enzim glutaminase dalam reaksi deaminasi yang bersifat reversible. Biosintesis glutamine dari asam glutamate berlangsung dengan bantuan enzim glutamine sintetase serta ATP dan Mg⁺⁺. Enzim tersebut terdapat dalam ginjal, otak dan retina.

n.      Lisin

            Merupakan asam amino monokarboksilat. Lisin tidak dapat dibentuk menjadi lisin kembali setelah mengalami reaksi deaminasi. Melalui beberapa tahap reaksi, maka lisin dapat diubah menjadi asam glutarat. Lisin dapat terbentuk dari asam aspartat.

o.      Histidin

            Histidin dapat berfungsi untuk pembentuk protein dalam tubuh, selain itu histidin dapat diubah menjadi histamine dengan cara dekarboksilasi. Histamin adalah suatu senyawa yang dapat memperkecil tekanan darah , dan juga meningkatkan pengeluaran cairan lambung. Enzim bekerja sebagai katalis dalam asam amino aromatik dekarboksilase yang terdapat dalam ginjal, otak dan hati.

2.4 Proses Siklus Urea

Hans Krebs dan Kurt Henseleit pada tahun 1932 mengemukakan serangkain reaksi kimia proses pembentukan urea. Mereka berpendapat urea terbentuk dari amonia dan karbondioksida melalui serangkaian reaksi yang berupa siklus (siklus urea). Pembentukan urea ini terutama terjadi di hati karena enzim-enzim yang bekerja sebagai katalis terutama terdapat pada mitokondianya. Urea adalah suatu senyawa yang mudah larut dalam air, bersifat netral, yang mana terdapat dalam urine (Poedjiadi, 1994).

            Biosintesis urea terdiri atas beberapa tahap reaksi yang merupakan suatu siklus sebagai berikut (Poedjiadi, 1994):

Tahap 1. Sintesis karbomil fosfat

            Pada reaksi ini satu mol amonia (NH₃) bereksi dengan satu mol karbondioksida (CO₂) dengan bantuan enzim karbamilfosfat sintetase. Reaksi ini membutuhkan energi, karenanya reaksi ini melibatkan dua mol ATP yang diubah menjadi ADP (Poedjiadi, 1994)

            Di samping itu dibutuhkan Mg⁺⁺ dan N-asetil-glutamat.

Tahap 2. Pembentukan sitrulin.

            Karbamil fosfat yang terbentuk bereaksi dengan ornitin membentuk sitrulin. Dalam reaksi ini bagian karbamil bergabung dengan ornitin dan memisahkan gugus fosfat. Pada reaksi ini ornitin transkarbamilase yang ada di mitokondria sel hati sebagai katalis (Poedjiadi, 1994).

Tahap 3. Pembentukan asam argininosuksinat.

            Reaksi ini antara sitrulin dengan asam aspartat membentuk asam argininosuksinat. Reaksi ini berlangsung dengan bantuan enzim argininosuksinat sintetase. Reaksi tersebut ATP merupakan sumber energi dengan jalan melepaskan gugus fosfat dan berubah menjadi AMP (Poedjiadi, 1994).

Tahap 4. Penguraian asam argininosuksinat.

            Dalam reaksi ini asam argininosuksinat diuraikan menjadi arginin dan asam fumarat. Reaksi ini berlangsung dengan bantuan enzim argininosuksinase, suatu enzim yang terdapat dalam hati dan ginjal (Poedjiadi, 1994).

Tahap 5. Penguraian arginin.

            Reaksi arginin diuraikan menjadi urea dan ornitin. Enzim yang bekerja sebagai katalis dalam reaksi penguraian ini ialah arginase yang terdapat dalam hati. Ornitin yang terbentuk dalam reaksi hidrolisis ini bereaksi kembali dengan karbamilfosfat untuk membentuk sitrulin pada tahap ke 2. Kemudian urea yang terbentuk dikeluarkan dari dalam tubuh bersama urine. Dan tahap-tahap tersebut di atas berulang menjadi suatu siklus urea (Poedjiadi, 1994).

            Reaksi keseluruhan siklus urea ini sebagai berikut:

2NH₃ + CO₂ + 3ATP + 2H₂O ® Urea + 2ADP + AMP + 2Pi + Ppi

Oleh karena pisofosfat yang terbentuk dalam reaksi (PPi) terhidrolisis lebih lanjut menjadi fosfat, maka pembentukan satu molekul urea membentuk empat ikatan fosfat berenergi tinggi.

Pada eukariota, siklus urea (bahasa Inggris: urea cycle, ornithine cycle) merupakan bagian dari siklus nitrogen, yang meliputi reaksi konversi amonia menjadi urea. Siklus ini ditemukan pertama kali oleh Hans Krebs dan Kurt Henseleit pada tahun 1932 (Poedjiadi, 1994).

            Pada mamalia, siklus urea terjadi di dalam hati, produk urea kemudian dikirimkan ke organ ginjal untuk diekskresi. Dua jenjang reaksi pada siklus urea terjadi di dalam mitokondria. Ringkasan reaksi siklus urea adalah (Poedjiadi, 1994):

1. 1. Amonia

            Amonia merupakan produk dari reaksi deaminasi oksidatif yang bersifat toksik. Pada manusia, kegagalan salah satu jenjang pada siklus urea dapat berakibat fatal, karena tidak terdapat lintasan alternatif untuk menghilangkan sifat toksik tersebut selain mengubahnya menjadi urea. Defisiensi enzimatik pada siklus ini dapat mengakibatkan simtoma hiperamonemia yang dapat berujung pada kelainan mental, kerusakan hati dan kematian. Sirosis pada hati yang diakibatkan oleh konsumsi alkohol berlebih terjadi akibat defisiensi enzim yang menghasilkan Sarbamil fosfat pada jenjang reaksi pertama pada siklus ini. Ikan mempunyai rasio amonia yang rendah di dalam darah, karena amonia diekskresi sebagai gugus amida dalam senyawa glutamina. Reaksi hidrolisis pada glutamina akan menkonversinya menjadi asam glutamat dan melepaskan gugus amonia. Sedangkan manusia hanya mengekskresi sedikit sekali amonia, yang dikonversi oleh asam di dalam urin menjadi ion NH₄⁺, sebagai respon terhadap asidosis karena amonia memiliki kapasitas seperti larutan penyangga yang menjaga pH darah dengan menetralkan kadar asam yang berlebih (Poedjiadi, 1994).

1. 2. Urea

            Urea merupakan zat diuretik higroskopik dengan menyerap air dari plasma darah menjadi urin. Kadar urea dalam darah manusia disebut BUN (bahasa Inggris: Blood Urea Nitrogen). Peningkatan nilai BUN terjadi pada simtoma uremia dalam kondisi gagal ginjal akut dan kronis atau kondisi gagal jantung dengan konsekuensi tekanan darah menjadi rendah dan penurunan laju filtrasi pada ginjal. Pada kasus yang lebih buruk, hemodialisis ditempuh untuk menghilangkan larutan urea dan produk akhir metabolisme dari dalam darah (Poedjiadi, 1994).

Pada hewan seperti burung dan reptil yang harus mencadangkan air di dalam tubuhnya, nitrogen diekskresi sebagai asam urat yang bersenyawa dengan sedikit kandungan air. Sedang pada manusia, asam urat tidak disintesis dari amonia, melainkan dari adenina dan guanina yang terdapat pada berbagai nukleotida. Asam urat biasanya diekskresi dalam jumlah sedikit, melalui urin. Kadar asam urat dalam darah dapat meningkat pada penderita gangguan ginjal dan leukimia. Bentuk garam dari asam urat dapat mengendap menjadi batu ginjal maupun batu kemih. Pada artritis, endapan garam dari asam urat terjadi pada tulang rawan yang terdapat pada persendian (Poedjiadi, 1994).

1. 3. Jenjang reaksi

            Sarbamil fosfat sintetase, sebuah enzim, merupakan katalis pada reaksi dengan substrat NH₃, CO₂ dan ATP menjadi sarbamil fosfat,

yang kemudian diaktivasi oleh asam N-asetilglutamat yang terbentuk dari asam glutamat dan asetil-KoA dengan enzim N-asetilglutamat sintetase. N-asetilglutamat merupakan regulator yang penting dalam ureagenesis selain arginina, kortikosteroid dan protein yang lain (Poedjiadi, 1994).

Reaksi kondensasi yang terjadi pada ornitina lantas memicu konversi sarbamil fosfat menjadi sitrulina dengan bantuan enzim ornitina transarbamilase. Kemudian sitrulina dilepaskan dari dalam matriks menuju sitoplasma, dan kondensasi terjadi dengan asam aspartat dan enzim argininosuksinat sintetase, membentuk asam argininosuksinat, yang kemudian diiris oleh argininasuksinat liase menjadi asam fumarat dan arginina. Asam fumarat akan dioksidasi dalam siklus sitrat di dalam mitokondria, sedangkan arginina akan teriris menjadi urea dan ornitina dengan enzim arginase hepatik. Baik argininosuksinat liase maupun arginase diinduksi oleh rasa lapar, dibutiril cAMP dan kortikosteroid (Poedjiadi, 1994).

            Gugus-gugus amin dilepaskan menjadi ion amonium (NH₄⁺) yang selanjutnya masuk ke dalam siklus urea di hati. Dalam siklus ini dihasilkan urea yang selanjutnya dibuang melalui ginjal berupa urin (Poedjiadi, 1994).

EKSKRESI NH3

• NH3 → tidak dapat diekskresi oleh ginjal
• NH3 harus dirubah dulu menjadi urea oleh hati
• Jika hati ada kelainan (sakit) → proses perubahan NH3 → urea terganggu → penumpukan NH3 dalam darah → uremia
• NH3 bersifat racun → meracuni otak → coma
• Karena hati yang rusak → disebut Koma hepatikum 

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Katabolisme asam amno terjadi melalui reaksi transaminase yang melibatkan pemindahan gugus amino secara enzimatik dari satu asam amono ke asam amino lainnya. Transaminasi ialah proses katabolisme asam amino yang melibatkan pemindahan gugus amino dari satu asam amino ke gugus asam amino lain.

3.2 Saran

DAFTAR PUSTAKA

Campbell, dkk. 2003. Biology Jilid I. Jakarta: Erlangga.

Poedjiadi, Anna. 1994. Dasar-dasar Biokimia Untuk Mahasiswa Keperawatan. Jakarta : UI Press.

Poerwo Soedarmo dan A. Djaeni Sediaoetama. 1973. Ilmu Gizi. Jakarta : Dian Rakyat.

Syaifuddin. 2009. Fisiologi Tubuh Manusia.   Jakarta : Salemba Medika.

Toha, Abdul Hamid A. 2005. Biokimia : Metabolisme Biomolekul. Bandung : Alfabeta.