Transcript 4.Nukletid puri primidin

ASAM NUKLEAT
 Asam nukleat adalah senyawa yang tersusun dari:
 1. Basa nitrogen

Derivat purin seperti: Adenin dan guanin

Derivat pirimidin seperti Sitosin, timin dan urasil
 2. Karbohidrat –Pentosa
 Dalam molukul Ribonucleoic Acid (RNA) berupa ribosa,
didalam Deoxiribonucleoic acid DNA berupa deoksi ribosa
 3 Asam fosfat. H3PO4
Struktur kimia
1
Berbagai basa turunan purin dan pirimidin
2
Turunan Ribose
• Contoh
3
4
• Asam nukleat
• Adenilat ( Adenosin monofosfat)
• Nukleosid adalah nukleotida yang dihilangkan asam
fosfatnya. Sehingga tata nama:
• Asam adenilat
• Asam uridinilat.
5
Fungsi nukleosid dan nukleotida
A.Sebagai nukleosid dan nukletid
1.Penyusun ATP (adenosin Trifosfat), dan ADP atau
Adenosin Difosfat.
GTP = Guanosin Trifosfat, GDP = Guanosin Difosfat
2. S-Adenosil metionin (metionin yang aktif), PADS = 3fosfoadenosin-5’-fosfosulfat = Sufat aktif.
B. Sebagai senyawa yang bekerja sebagai koenzim:
1. Kodehidrogenase FAP(Flavine Adenosin Dinukleotida)
NAD = Nikotinamid Adenosin Dinukleotida,: dan
Nikotinamid Adenin Dinukleotid =NADP.
2. Koenzim A-SH (Pantetein berikatan dengan Adenosin 3
fosfat.
AMP siklik dari ATP yang dikatalisis oleh adenilat siklase,
berperan dalam glukogenolisis dan glukogenesi oleh
hormon efinefrin
6
Komponen penyususn Struktur kimia purin
ADENOSIN
Biosintesis purin
Penelitiaanya menggunakan
radio aktif. Dengan tahapan:
1. Atom C no 6, intipurin berasal
dari nolekul CO2 dari udara.
2. Atom (N=1), inti purin berasal
nitrogen asam aspartat.
3. Atom C no.2, dan atom C no.8
adalah produk dari reaksi
transformilasi yang berasal
dari senyawa donor gugus formil, yang mengkaitnya koenzim FH4 (tetrahidrofolat).
7
4. Atom N (3), dan N (9), dari nitrogen gugus amida molekul
glutamin.
5. Atom C (4) dan C (5), dan N (7), merupakan molekul glisin
seluruhnya.
Tahapan reaksi sintesis purin sebagai berikut:
1. Pembentukan PRPP (5-fosfo Ribosil Piro fosfat), dengan
bantuan ATP, dan ion Mg++ sebagai aktivator
2. Kemudian pembentukan 5’fosforibosilamin dari reaksi PRPP,
dengan glutamin akan menghasilkan asam glutamat dan Ppi.
3. Berikutnya pembentukan Glisin Amid Ribosil-5P (GAR),
hasilnya adalah Ribosilamin 5P, dengan glisin. Dalam
reaksi ini dikatalisis oleh ATP dan aktivator Mg++., dan
dibantu oleh enzim GAR-sintetase GAR menenpati posisi
4,5,7 dan 9 dari inti purin
4. GAR melakukan formilasi dikatalisis oleh enzim
transformilase, dengan koenzim FH4. Dan senyawa donor
gugus formil terjadi formil glisinamidinrebosil 5P.
8
• Atom C dari formil menduduki C-8 dari purin
• 6. Formilamid-ribosil-5P mengalami aminasi pada ato C-4,
dengan senyawa donor amin (glutamin), terbentuklah formilglisinamid-ribosil-5P. Aminasi ini membentuk N (3) pada
inti purin.
• 6. Selanjutnya terjadi siklisasi, dengan membentuk aminoimidazol-ribosil-5P. Senyawa ini bereaksi dengan CO2 udara
dengan biotin sebagai koenzim dan atom C menenpati C(6)
pada intipurin. Dengan asam aspartat membentuk senyawa
5-amino-4-imidazol-N-suksinil-karboksamid-ribosil-5P.
• 7. Senyawa 5-amino-4-imidazol-N-suksinil-karboksamidribosil-5P. Diubah menjadi 5-amino-4-imidazol-karboksamid ribosil-5P, dan asam fumarat.dengan dikatalisisi oleh enzim
adenosilsuksinase
• 8. Senyawa5-amino-4-imidazol-karboksamid-ribosil-5P,
mengalami formilasi, dengan pendonor FH4-dan terbentuk
senyawa 5-formamido-4-imidazol-karboksamid-ribosil-5P.
Gugus formil menempati C (8), inti purin.
9
• 9. Tahap akir terjadi reaksi siklisasi cincin ke dua, dan
terbentuk derivat purin pertamma yang dinamaan inosin
monofosfat (IMP= asam inosinat), dinamakan juga
hiposantin atau 6-oksi purin yang kemudian dapat diubah
adenosin monofosfat (AMP atau GMP = Guanosin monofosfat.
10
5-amino-4-imidazol-Nsuksinil- karboksamidribosil-5P
11
• Inosin monofosfat
12
Sususnan asam folat
13
Transformasi metil
14
Pengaturan Biosintesis Ribonukleotida
Lintasan sintesis purin dan pirimidin de novo
terutama diatur oleh konsentrasi produkproduknya. Bentuk pengaturan ini menjamin suplai
nukleotida yang adekuat dan mencegah produksi yang
berlebihan.
Kedua lintasan juga dipengaruhi oleh konsentrasi
PRPP. Besarnya mol PRPP terutama dipengaruhi
oleh kecepatan sintesisnya melalui ribosa-fosfat
pirofosfo kinase dan kecepatan pengunaannya oleh
lintasan penyelamatan (Iihat bawah).
Pada individu normal, ribosa-fosfat pirofosfokinase
secara umpan-balik dihambat oleh nukleotida
purin dan pirimidin (slide 16). Individu dengan
bentuk ribosa-fosfat pirofosfokinase yang abnormal
akan superaktif atau resisten terhadap penghambatan
umpan-balik.
15
16
Enzim
pertama dan menghambat-kecepatan lintasan purin,
glutamin PRPP amidotransferase, dihambat secara umpanbalik oleh sejurnlah nukleotida purin, yaitu IMP, ADP,
GMP, dan GDP (slide 16)
Akan tetapi, bila konsentrasi PRPP intraselular
meningkat melampaui kadar normal, glutarnin PRPP
amidotransferase terlepas dari penghambatan umpanbalik, dan pengaturan lintasan purin terganggu.
Jadi, individu dengan bentuk ribosa-fosfat pirofosfokinase
yang superaktif atau resisten terhadap umpan-balik
membentuk nukleotida purin yang berlebihan.
Pengatur tambahan pada lintasan purin mengatur
pembentukan AMP dan GMP dari IMP. Nukleotida
adenin dan guanin masing-masing menghambat pro
duksinya sendiri. (Alosterik)
17
Sintesis
piridin terlihat bahwa Enzim pertama lintasan
pirimidin, karbamiol fosfat sintase II, dihambat secara
umpan-balik oleh UTP dan dirangsang oleh ATP.
Jadi, bila kadar ATP meningkat, mereka merangsang
peningkatan pernbentukan pirimidin. CTP sintase dihambat
secara umpan-balik oleh produknya sendiri, yaitu CTP.
Berbeda dengan biosintesis Deoksiribonukleotida yang
diperlukan untuk sintesis DNA dibentuk dari ribo nukleotida
oleh reduksi cincin pentosa pada posisi 2'.
Salah satu enzim, ribonukleotida reduktase, yang
mengkatalisis perubahan masing-masing ribonukleotida
difosfat menjadi deoksiribonukleotida difosfat yang
sesuai. NADPH menyumbangkan ekuivalen pereduksi
yang digunakan pada reaksi ini melalui perantara yang
tidak diketahui. (Slide 19)
•
18
Enzim redukse Ribonukleotida
Sintesis deoksiribonukleotida dikatalisis oleh ribonukleo
tida reduktase. Ekuivalen pereduksi yang digunakan pada
reaksi ini disediakan oleh NADPH dan dipindahkan ke ribonu
kleotida melalui karier yang tidak diketahui
19
Aktivitas ribonukleotida reduktase diatur sehingga men
jamin bahwa sintesis deoksiribonukleotida seimbang,
yaitu, tidak satu pun deoksiribonukleotida disintesis dalam
jumlah yang tidak sesuai dengan lainnya (yang
diperlukan).
Jenis pengaturan ini penting karena ketidak seimbangan
pada pool deoksiribonukleotida akan menurunkan ketepatan
sintesis DNA, dan akibatnya akan meningkatkan kecepatan
mutasi.
Ribonukleotida reduktase secara alosterik diatur oleh
ATP, dTTP, dGTP, dan dATP ATP meningkatkan
kecepatan enzim yang mengubah sitosin difosfat (CDP)
dan uiridin difosfat (UDP) menjadi deoksiribonu
kleotida yang sesuai.
DeoksiUDP melalui beberapa langkah, diubah menjadi
dTTP/.
20
 Yang terakhir ini menghambat ribonukleotida reduktase yang
sesuai dengan CDP dan UDP tetapi mengaktifkannya
ribonukleotida reduktase yang sesuai dengan guanosin
difosfat (GDP) dan adenosin difosfat (ADP).
 Jadi, pirimidin deoksiribonukleotida secara umpan-balik
menghambat pembentukannya sendiri dan merangsang
sintesis purin.
 Hal yang sarna, dGTP menghambat produksinya sendiri'
dan pirimidin merangsang pembentukan dATP. Akhirnya,
dATP menghambat enzim yang sesuai dengan semua
(keempat) substrat ribonukleotida, jadi memintas (shunt off)
sintesis deoksiribonukleotida.
 Sebagai akibat lintasan penyelamatan yang overaktif,
kelebihan dATP atau dGTP akan tertimbun. Penimbunan ini
mencegah sintesis pirimidin deoksiribonukleotida, dengan
akibat sintesis DNA dihambat.
21
Pengaturan biosintesis purin
Dalam sintesis purin setelah terjadinya PRPP, kemudian
menjadi IMP diperlukan (1)asam glutamat, (2) glisisn,
(3) meteniltetrahidrfolat dan (4) adalah asam aspartat
maupun CO2 sebagai prazat.
Dalam sintesis itu memerlukan tenaga sangat besar, sehingga
pengaturan sintesis purin kecepatannya perlu ada penga
turan. Pengatur tunggal yang penting adalah PPR-ribosaP, yang bergantung pada kecepatan sintesis, dan
penggunaan.
Kecepatan penggunaan PPRibose-P, sangat dipengaruhi oleh
lintas penyelamatan fosforilasi hiposantin dan guanin
menjadi ribonukletida, sehingga masing-masing dapat
sebagai umpan balik penghambatan alosterik dalam sintesis
PPR menjadi IMP yang bagannya sebagai berikut,
22
Bagan pengaturan kecepatan sintesiss purin
R5-P + ATP.
23

Nukleotida yang mengandung timin berasal dari
reaksi
deoksiuridin monofosfat (dUMP)
mengalami metilasi membentuk deoksitimidin
monofosfat (dTMP) (slide 13).
Timidilat sintase mengkatalisis pemindahan gugus
metilen dari N5 ,N10 -metilen-H4folat ke dUMP
dan serentak mereduksi gugus yang dipindahkan
oleh kofaktor folat.
Reaksi ini jarang terjadi pada reaksi yang
memerIukan folat, karena dalam proses ini,
kofaktor dioksidasi menjadi H2 folat. Sebelum H2
folat dapat digunakan kembali pada pemindahan
satukarbon, ia harus direduksi oleh dihidrofolat
reduktase.
24
•
Reaksi katalitis purin
25
Lintasan penyelamatan purin
Nukleotida dihidrolisis oleh 5’nukleotidase akan
dilepaskan Pi (pirofosfat) menjadi gunaosin, atau
adenosin.
2. Adenosin mengalami adenosin deaminasi oleh enzim
adenin deaminase inosisn atau deoksiinosin.
3. Bila kedua senyawa tersebut dipengaruhi oleh enzim
purinnukleosida fosforilase dapat melepaskan ribose 5’fosfat dan menjadi hiposantin atau guanosin.
4. Hasil ini bila dipengaruhi oleh hiposntin-guanin fosfori
bosiltransferase dapat menjadi IMP, GMP maupun
AMP
Hasil penelitian difisiensi genitik bila tidak ada enzim
adenosin deaminase atau enzim purin nukleosida
fosforilase akan menyebabkan patologis. Kekebalan
infeksi tak ada pada individu yang kekerangan enzim
tersebut.
26
1.
Dalam bagan terlihat IMP yang terbentuk dapat diubah menjadi
GMP maupun AMP. IMP sendiri dapat diubah oleh enzim
adenosin
kinase
sehingga
membentuk
dAMP.
(deoksiadenosin monofosfat). Dan terfosforilasi lagi menjadi
dATP.
Contoh metabolisme lain:
27
Keterangan
 Bila alantoin yang mudah larut ini dapat terjadi maka tak
akan ada penyakit asam urat. Karena itu, manusia, burung
reptil dan dan amfibi produk akhir dari katabolisme purin
adalah asam urat dan guanin.
 Disosiasi asam urat sangat tergantung pH tubuh yang
umumnya dibawah 7,0 (5,8) maka asam urat akan tetap
sebagai asam. Urin dengan pH 5,0 hanya dapat
melarutkan 15 mg/ dl. (desi liter).
 Sedangkan pH urin 5,8, maka ditemukana sebagai natrium
asam urat didaerah proksimal. Untuk memaksimalkan
pengeluaran asam urat dengan mengakaliskan urin.
 Beberapa kelainan katabolisme purin telah dicatat, salah
satunya adalah hiperurisemia, bila pengeluaran asam urat total
dalam 24 jam lebih dari 600 mg/24 jam.
 Penderita dapat ditemukan antara 2000 s/d 4000 mg/24 jam
dan bahkan yang berat sampai 30.000mg/24 jam.
28
Katabolisme ksantin menjadi asam urat, diekskresi
lewat urin, bila berlebih dalam plasma disebut
hiperurikemia, dan dapat mengendap dalam jaringan
sebagai Na urat.
Pengambilan asam urat oleh makropag menimbulkan
sindrom gout (peradangan) yang kuat. Asam urat dapat
mengendap dijaringan sendi. Hal ini akibat katabolisme
ksantin yang terlalu cepat.
Defisiensi ribose-fosfatpirofosfokina sedan HGPRT ase
akan menyebabkan PRPP berlebihan akibatnya terjadi
peningkatan glutamin PRPP amididotransferase, berle
bihan dan tak terhambat, sehingga purin over
produksi.
Individu yang mengalami difisiensi HGPRT ase parsial
akan menderita gout, tetapi kalau mengalami defisiensi
total akan menyebabkan sindroma Lesch-Nyhan. Dapat
mengalami retardasi mental dan dapat merusak diri sendiri.
Aluperinol mempunyai struktur yang mirip asam urat
dapat digunakan untuk mengobati hiperurisemia, karena
dapat menghambat ksantin oksedase, sehingga tak
terjadi asam urat, tetapi berhenti di ksantin dan hiposantin.
29
Biosintesis Pirimidin
Seperti halnya purin, mempunyai baha asal seperti PROO,
glutamin, CO2, asam aspartat, koezim tetrahidrofolat (FH4)
Perbedaannya dengan biosintesis purin pada terjadinya gugus
ribosil=fosfat (ribosa-P), partisipasinau ribose –P ini agak
lanjut. Dantahapan sebagai berikut:
1.Didahului oleh pembentukkan karbamoil-P, yang dihasilkan
dari reaksi: antara glutamin, ATP, CO2 yang dikatalisis
oleh enzim karbamoil sintase, dan reaksi ini berlangsung
dimitokondria.
2. Karbamoil-P berkondensasi dengan asam aspartat
menhasilkan karbamoil-aspartat, reaksi ini dikatalisis
oleh enzim aspartat transkarbaoilase.
3. Dengan terbebaskan H2O maka terjadilah penutupan rantai
karbamoil-aspartat menjadi dihidroorotat (DHOA =
dihidroorotic acid), yang dikatalisis oleh enzim dihidro
orotase.
4. Reaksi berikutnya pembentukan asam orotat (OA=orotic
acid) dari DHOA yang dikatalisis oleh enzim DHOA
dehidrogenase, koenzim NAD+.
30
Lanjutnya
5.Penambahan gugus ribosil fosfat pada asam orotat. Yang
dikatalisis enzim orotao fosforibosiltransferase. Mengha
silkan orotodilat (ortidin monofosfat =OMP).
6. Asam OMP mengalami dekarboksilasi dan menghasilakan
uridilat atau (uridin monofospat = OMP). Yang reaksinya
sebagai berikut.
CO2 + Glutamin + ATP
31
Lanjutnya
32
Lintas penyelamatan pirimidin
Primidin strukturnya lebih sederhana, lintas sintesisnya
lebih cepat, dibandung purin, prazatnya hampir sama.
(glutamin, glisisn, CO2 dan PPRibose fosfat).
Sel pada hewan mamalia tidak mempunyai cara yang efisien
untuk menyelematkan basa pirimidin, Senyawa ATP, ADP
timidin dan TMP timidin kinase dapat menyelamatkan
menjadi nukleotidanya masing-masing.
Contoh:
URIDIN
UMP
Enzim yang bertanggung
jawab untuk biosintesis
pirimidin adalah orotat
fosforibosil transferase
STIDIN
CMP
dapat menyelamatkan
asam orotat menjadi
TIMIDIN
TMP
IMP
33
Lanjjutnya
Tetapi diaggap tidak tepat karena asam orotat bukan
basa pirimidin yang sempurna. Orotat fosfo ribosil
transferase dapat menggaruhi pirimidin sebagai
substratnya.
Enzim tersebut juga mampu mengubah allopurinol (4OH pirazolopirimidin) menjadi nukletida, dengan
ribosil terikat pada N-1 cincin pirimidin.
Enzim ini juga mampu merubah 5-flourourasil (obat
anti kanker) dengan fosforilasi pada basa urasil.
Sedangkan
2’-deoksisitidin
dapat
mengalami
fosforilase oleh enzim deoksi sistidinkinase. Dan
enzim ini juga dapat melakukan fosforilasi pada
deoksiguanosin dan deoksiadenosin
34
Pengaturan biosintesis pirimidin
ATP +CO2 +Glutamin
CAP
35
Katabolisme pirimidin
Katabolisme pirimidin terjadi utamanya di hati, dan pembe
basan CO2 merupakan jalur utama dari katabolisme urasil,
sitosin dan timin dengan produk utama -alanin dan aminoisobutirat. Dan timin adalah prekusor utama
asam -aminoisobutirat.
,
36
Urasil
dihidrotimin
37
• Beberapa Asam Amino Harus Diperoleh dari Makanan
Mahluk hidup berbeda dalam kemampuannya melakukan
sintesis ke- 20 macam asam amino. Juga berbeda nitrogen
yang dapat digunakan sebagai prekursor gugus amino.
 Sebagai contoh, tikus albino dan manusia hanya dapat
melakukan sintetis 10 dari 20 asam amino yang
dibutuhkan sebagai unit pembangun bagi biosintesis
protein.
Kesepuluh asam amino ini disebut asam amino nonesensial
atau asam amino yang dapat diganti, yang dibentuk dari
amonia dan berbagai sumber karbon.
Kesepuluh asam amino yang lain harus diperoleh dari
makanan dan karenanya disebut nutritif esensial atau
asam amino yang tidak dapat diganti.
Tumbuhan tingkat tinggi lebih beragam, dapat membuat
semua asam amino yang dibutuhkan untuk sintesis protein.
 Organisme tersebut dapat menggunakan baik amonia
maupun nitrat sebagai prekursor gugus aminonya.
Mikroorganisme berbeda-beda dalam kemampuannya
melakukan sintesis asam amino.
38
Tabel Asam amino Nonesensial dan Esensial untuk Manusia
dan Tikus Albino,
Non esensial
Glutamat
Glutamin
Prolin
Aspartat
Asparagin
Alanin
Glisin
Serin
Sistein
Esensial
Isoleusin
Leusin
Lisin
Metionin
Fenilalanin
Treonin
Triptofan
Valin
Arginin*
Histidin
`
*. Esensial untuk hewan dan manusis yang sedang tumbuh,
39
sedangkan dewasa tidak
Sebagai contoh, Escherichia coli dapat membuat semua asam
amino yang dibutuhkan untuk sintesis protein dari prekursor
sederhana, tetapi bakteri asam laktat tidak dapat dan
harus memperoleh asam amino tertentu dari lingkungannya.
• Glutamat, Ghitamin, dan Prolin Mengambil Bagian
dalam Lintas Biosintetik Bersama
Biosintesis asam amino nonesensial, yang dapat disintesis oleh
manusia, tikus albino dan mamalia lainnya kebanyakan
prekursor utama asam amino nonesensial adalah asam ketonya, yang pada akhirnya ber-asal dari senyawa antara
siklus asam sitrat.
Gugus amino biasanya dilengkapi dengan reaksi transminasi
dari glutamat, dikatalisis oleh transaminase, yang mengan
dung piridoksal fosfat sebagai gugus protestetik.
•
40
Lintas biosintesis menuju hubungan asam amino glutamat,
glutamin dan prolin (Slide 26) adalah sederhana dan
nampaknya identik dalam semua bentuk kehidupan.
Glutamat dibentuk dari amonia dan -ketoglutarat, suatu
senyawa antara siklus asam sitrat, melalui kerja L-glutamat
dehidrogenase. Tenaga pereduksi yang diperlukan
diberikan oleh NADPH.
NH4+ + -ketoglutarat + NADPH  L-glutamat +
NADP+ + H2O
Reaksi ini adalah dasar yang penting di dalam biosintesis
semua asam amino, karena glutamat adalah donor gugus
amino dalam biosintesis asam amino yang lain melalui reaksi
transaminasi L-glutamat dehidrogenase terletak di dalam
matriks mitokondrion.
Glutamin. dibentuk dari glutamat melalui kerja glutamin
sintetase.
•
41
• Glutamat + NH4+ +ATP
•
glutamin + ADP + Pi + H+
O
Glut.dehidrogenase
NH2
HOOC-C-CH2CH2-COOH
HOOC-C-CH2CH2
(-ketoglutarat)
HOOC
H +NADPH+NH3
NADP
ATP +NH4+
`ADP + Pi + H+
`
COOH
H2N-C-H
CH2
CH2
C=O
NH2
42
•
• Diketahui bahwa enzim pengikat glutamil 5-fosfat) adalah
senyawa antarara di dalam reaksi ini, yang terjadi dalam dua
tahap.
• 1. Glutamat + ATP  glutamil 5-fosfat + ADP
• 2.Glutamil 5-fosfat + NH4+  glutamin + Pi + H+
• Jumlah: Glutamat + ATP + NH4+  glutamin +ADP+Pi+ H+
 Reaksi di atas juga merupakan reaksi sentral yang penting di
dalam metabolisme asam amino, karena merupakan lintas utama
untuk mengubah amonia bebas, yang beracun, men-jadi
glutamin tidak beracun untuk diangkut di dalam darah.
 Glutamin sintetase adalah enzim alosterik. Pada E. coli dan
prokariota lainnya, aktivitas katalitik glutamin sintetase diatur
oleh sejumlah metabolit yang berbeda, seperti yang nanti akan
ditunjukkan.
43
• Prolin, suatu senyawa turunan siklik glutamat, dibentuk oleh
lintas yang ditunjukkan pada slide 15. Glutamat mula-mula
direduksi menjadi senyawa --semialdehida, yang kemudian
rnengalami siklisasi dan reduksi lebih lanjut menjadi prolin.
Glutamat kinase dehidrogenase
H OOC-CH-CH2CH2-COOH  HOOC-CH-CH2CH2-C=O
(Glutamat)
ATP+H- +NADPH
HN
(-semialdehid)
ADP + NADP +Pi
COOCH
CH2
H2O (spontan)
COOCH
H-N
CH2
Pirolin karboksilat reduktase
H 2C
CH2
Prolin
H+ +NaDPH
HC
CH2
1-Prolin 5-karboksilat
NADP
Ke lima atom Prolin karbon berasal dari asam glutamat.
.
44
 Prolin adalah suatu penghambat alosterik pada reaksi awal
biosintesisnya. Aktivitas umpan balik negatif ini ditunjukkan
oleh tanda panah dan titik peng-hambatan oleh garis berwarna
terputus-putus
Alanin, Aspartat dan Asparagin Juga Berasal dari
Metabolit Sentral
 Pada kebanyakan organisme, asam amino nonesensial alanin
dan aspartat berturut-turut berasal dari piruvat dan oksaloasetat
oleh transaminasi dari glutamat.
 Glutamat + piruvat  -ketoglutarat + alanin
 Glutamat + oksaloasetat   -ketoglutarat + aspartat
 Dalam banyak bakteri, aspartat adalah prekursor langsung
asparagin dalam suatu reaksi yang dikatalisis oleh asparagin
sintetase, analog dengan reaksi glutamin sintetase.
 Aspartat + NH4+ + ATP  asparagin + ADP + Pi + H+
45
-
-OOC—CH—CH2—COO-
Aspartat
+NH
3
+ -OOC—CH—CH2—CH2 C=O Glutamin
+NH
NH2
3
ATP
asparagin sintetase
OOC—CH—CH,—C=O Asparagin
+NH
NH2
3
-OOC—CH,— CH -CH COO"
Glutamat
2
2
AMP+PPi
+NH
3
Biosintesis asparagin dan glutamin adanya
aktivitas enzim aparagin sintetase
46
Tirosin Dibuat dari Asam Amino Esensial, Fenilalanin
•
Tirosin adalah asam amino nonesensial, tetapi dibuat
oleh hewan dari asam amino esensial fenilanin melalui
hidroksilasi pada posisi 4 pada gugus fenil oleh fenilanin
oksigenase,
• Enzim ini juga ikut serta dalam degradasi fenilalanin.
Dalam reaksi ini NADPH dibutuhkan sebagai kopereduksi
molekul oksigen; ingat kembali bahwa fenilalanin
oksigenase adalah suatu monooksigenase atau oksidase
berfungsi ganda. Reaksi yang dikatalisis adalah:
Fenilalanin + NADPH + H+ + O2 tirosin + NADP+ + H2 O.
-CH2-CH- COOH
NH2
•
•
HO-
-CH2-CH-COOH
NH2
47
L-Metionin + ATP + H2O  S-adenosilmetionil + PPi- + Pi
NH2
COO
N
H2N- C- H
CH2
N
CH2
S
CH2 O
CH3
H
H
H
•
Metionin
OH
N
CH Adenin
N
Ribose
H
OH
Struktur S-adenosilmetionin. Atom S stabil pada ikatan
tertier.
48
•
Gugus adenosil dapat dianggap sebagai pembawa molekul
metionin. Dalam bentuk ini, gugus metil pada metionin
bersifat sangat reaktif dan dapat dipindahkan secara
enzimatik ke berbagai senyawa penerima gugus metil,
meninggalkan S-adenosilhomosistein sebagai produk
dimetilasi.
S- Adenosilmetionin + penerima gugus metil
•
S-adenosilhomosistein + penerima termetilasi
Sebagai contoh, telah diketahui bahwa S-adenosil metionin
berperan sebagai donor gugus metil di dalam pengubahan
fosfatidiletanolamin menjadi fosfatidilkolin.
• Setelah penarikan gugus metil, S-adenosilhomosistein siap
untuk memasuki reaksi selanjutnya pada lintas menuju
sistein, seperti diperlihatkan pada Pada tahap selanjutnya,
homosistein bebas dibentuk oleh reaksi.
S-Adenosilhomosistein + H2 O  adenosin + homosistein
49
• Homosistein lalu bereaksi dengan serin dalam reaksi yang
dikatalisis oleh sistationin -sintetase
menehasilkan
sistationin
• Homosistein + serin 
sistationin + H2O
• Pada tahap terakhir, sistationin S-liase yang juga merupakan
enzim piridoksal fosfat, mengkatalisis pemindahan amonia
dan membelah sistationia, menghasilkan sistein bebas
• Sistationin + H+
-ketobutirat + NH4+ + sistein
• Bila digabungkan semua tahap-tahap yang terpisah tadi
bersama-sama, peramaan keseluruhan bagi sintesis sistein
menjadi:
L-Metionin + ATP + penerima metil + H2O + H+ + serin
penerima termetilasi + adenosin + -asetobutirat + NH4+ +
sistein + PPi + Pi
50
• Sistein Dibuat dari Dua Asam Amino Lainnya,
Metionin dan Serin
Pada mamalia, sistein dibuat dari dua asam amino
lainnya, metionin yang esensial di dalam makanan
dan serin yang tidak esensial.
Metionin memberikan atom sulfur dan serin
membe rikan kerangka karbon pada sintesis
sistein.
Pada reaksi pertama di dalam lintas ini, metionin
diubah menjadi S-adenosilmetionm oleh reaksi
dengan ATP.(slide berikut) slide 37.
Bila diperhatikan gugus asam amino juga dapat
meberikan kerangka karbonya untuk membentuk
asam amino lain.
51
• Reaksi yang terjadi metionin menjadi sestein
52