protein & asid amino -...

BIOKIMIA

PROTEIN

&

ASID AMINO

OBJEKTIF PEMBELAJARAN

Di akhir kuliah ini, pelajar-pelajar dapat:

1. Mengenalpasti struktur asas asid amino beserta sifatnya.

2. Mengkelaskan asid amino kepada jenis-jenisnya.

3. Menentukan struktur dan fungsi protein.

4. Menjelaskan proses penghadaman dan penyerapanprotein.

5. Menjelaskan metabolisma protein dan pembentukanurea.

PENGENALAN

Semua peptida dan polipeptida merupakan polimer bagi asid amino.

Terdapat 20 jenis asid amino yang membina protein bagi mamalia.

Sebahagian asid amino boleh dijumpai secara bebas di dalam badan menjalankan fungsi spesifik.

Terdapat juga asid amino pada protein yang menjalankan fungsi yang berbeza.

- tirosina digunakan bagi membentuk hormon tiroid.

- glutamat bertindak sebagai neurotransmitter.

STRUKTUR ASID AMINO

Terdiri daripada kumpulan karboksil, kumpulan amina dan kumpulan R mengikat kepada karbon α.

Kumpulan R dinamakan sebagai rantai sisi yang akan membezakan sifat setiap asid amino.

α

SIFAT ASID AMINO

Asid amino bersifat amfoterik

boleh membentuk cas +ve dan cas –ve dalam satu-satu masa.

Ini juga dikenali sebagai zwitterion di mana saling tindakan antara cas positif dan negatif menjadikan asid amino tersebut neutral.

PENGKELASAN ASID AMINO

Asid amino dikelaskan melalui beberapa cara:

1. Keperluan

2. Polariti

3. Struktur rantai sisi

PENGKELASAN ASID AMINO

Mengikut keperluan

Asid amino perlu Asid amino tak perlu

Isoleusina

Leusina

Lisina

Metionina

Fenilalanina

Treonina

Triptofan

Valina

Alanina

Asparagina

Aspartat

Sistina*

Glutamat

Glutamina*

Glisina*

Prolina*

Serina*

Tirosina*

Arginina*

Histidina*

* Menjadi asid amino perlu dalam sesetengah kes

PENGKELASAN ASID AMINO

Mengikut polariti

Klasifikasi Asid amino

Tidak polar

Glycine

Alanine

Valine

Leucine

Isoleucine

Proline

Methionine

Phenylalanine

Tryptophan

Polar

Serine

Threonine

Asparagine

Glutamine

Cysteine

Tyrosine

PENGKELASAN ASID AMINO

Mengikut polariti

Klasifikasi Asid amino

Berasid (polar) Asid glutamik

Asid aspartik

Berbes (polar) Lysine

Arginine

Histidine

PENGKELASAN ASID AMINO

Mengikut struktur rantai sisi

Klasifikasi Asid amino

Alifatik

(tidak mengandungi N, O & S)

Glycine

Alanine

Valine

Leucine

Isoleucine

Mempunyai sulfur Cysteine

Methionine

Aromatik Phenylalanine

Tyrosine

Tryptophan

Neutral

(kumpulan hidroksil atau amida

pada rantai sisi)

Serine

Threonine

Asparagine

Glutamine

PENGKELASAN ASID AMINO

Mengikut struktur rantai sisi

Klasifikasi Asid amino

Berasid Aspartic acid

Glutamic acid

Berbes Lysine

Arginine

Histidine

Asid imino

(asid amino proteinogenik)

Proline

STRUKTUR PROTEIN

Gabungan antara beberapa asid amino akan membentuk struktur peptida dan protein.

Asid amino ini digabungkan melalui ikatan peptida (hasil daripada proses kondensasi).

Ikatan peptida ini terbentuk di antara kumpulan karboksil satu asid amino dengan kumpulan amina pada asid amino yang lain.

PEMBENTUKAN IKATAN PEPTIDA

STRUKTUR PROTEIN

Protein terdiri daripada 4 struktur:

- struktur primer

- struktur sekunder

- struktur tertier

- struktur kuartener

STRUKTUR PRIMER PROTEIN

Struktur di mana asid amino tersusun secara linear.

Turut dikenali dengan struktur protein kovalen.

Turut mempunyai ikatan disulfida.

STRUKTUR SEKUNDER PROTEIN

Boleh dibahagikan kepada:

1. α-heliks

2. β-pleated sheet

α-heliks berlaku pada protein jenis globular.

berlaku akibat pembentukan ikatan hidrogen di antara amida nitrogen dan karbon karbonil.

berbentuk heliks.

β-pleated sheet berlaku pada protein jenis fibrosa.

polipeptida berlipat dan tersusun.

distabilkan oleh ikatan hidrogen.

STRUKTUR SEKUNDER PROTEIN

α-heliks

β-pleated sheet

STRUKTUR TERTIER PROTEIN

Merujuk kepada struktur tiga dimensi protein yang lengkap.

Mempunyai banyak ikatan tidak kovalen seperti ikatan hidrogen, daya hidrofobik, daya elektrostatik dan daya van der Waals.

STRUKTUR KUARTENER PROTEIN

Merupakan suatu struktur yang terbentuk daripada interaksi monomer-monomer protein yang mempunyai banyak polipeptida (protein oligomerik).

Struktur ini merupakan lanjutan daripada struktur tertier yang distabilkan.

Contoh: hemoglobin

FUNGSI PROTEIN

Antibodi

Protein kontraktil aktin dan miosin

Enzim

Protein hormon insulin

Protein struktur kolagen

Protein penyimpan ovalbumin (putih telur), kasein (susu)

Potein pengangkut hemoglobin

PENGHADAMAN PROTEIN

Penghadaman protein berlaku bagi menukarkan bentuk protein kompleks kepada asid amino ringkas, dipeptida dan tripeptida.

Proses ini berlaku di perut dan duodenum dan bergantung kepada protease dan asiditi perut.

Antara enzim yang terlibat:

- pepsin

- tripsin

PENYERAPAN PROTEIN

Asid amino, dipeptida dan tripeptida diangkut ke dalam aliran darah secara pengangkutan aktif di dalam usus kecil.

Seterusnya asid amino tersebut diangkut ke hepar melalui vena portal hepar.

METABOLISMA PROTEIN

Tenaga turut boleh diperolehi melalui degradasi protein.

Sebanyak 4kcal tenaga dihasilkan daripada 1 gram protein.

Struktur karbon skeletal pada asid amino boleh digunakan bagi penghasilan tenaga melalui penyingkiran kumpulan amino.

Proses penyingkiran kumpulan amino boleh berlaku melalui:

1) Transaminasi

2) Deaminasi oksidatif (transdeaminasi)

1) Transaminasi

Melibatkan 2 reaksi:

i) Pemindahan kumpulan amino kepada α-ketoglutarat membentuk glutamat.

ii) Aspartat aminotransferase memindahkan kumpulan amino dari glutamat kepada oksaloasetat membentuk aspartat.

Aspartat yang terbentuk akan memasuki kitar urea.

Proses ini boleh berlaku di dalam sitosol dan mitokondria.

1) Transaminasi

2) Deaminasi oksidatif

Kumpulan amino pada glutamat disingkirkan oleh glutamat dehidrogenase.

Amonia yang terbentuk akan memasuki kitar urea.

Proses ini berlaku di mitokondria.

2) Deaminasi oksidatif

PEMBENTUKAN UREA

Amonia yang terhasil melalui proses transdeaminasi adalah toksik dan perlu disingkirkan dari tubuh.

Proses penyingkiran ini melibatkan pembentukan urea.

Proses pembentukan urea berlaku di hepatosit.

Berlaku melalui kitar urea / kitar ornitin

Kitar urea terdiri daripada 5 siri reaksi:

1) Pembentukan karbamoil fosfat

2) Pembentukan sitrulina

3) Sintesis argininosuksinat

4) Pemotongan argininosuksinat

5) Pemotongan arginina

1) Pembentukan karbamoil fosfat

Proses ini adalah tidak berbalik.

Dikenali sebagai rate-limiting step bagi kitar urea.

Dimangkinkan oleh karbamoil fosfat sintase I (CPS I).

Proses ini menggunakan 2 molekul ATP.

2) Pembentukan sitrulina

Kumpulan karbamoil dipindahkan kepada ornitin oleh ornitin transkarbamoilase.

3) Sintesis argininosuksinat

Argininosuksinat sintase mengkatalisis proses kondensasi sitrulina dengan aspartat.

Proses ini menggunakan 2 ATP.

4) Pemotongan argininosuksinat

Argininosuksinat seterusnya dipotong kepada fumarat dan arginina oleh argininosuksinat liase.

5) Pemotongan arginina

Arginina akan mengalami hidrasi dan membentuk ornitin dan urea.

Proses ini dimangkinkan oleh arginase.

Urea yang terbentuk akan diangkur ke dalam darah ke ginjal untuk dieksresi di dalam urin.

KITAR UREA

TAMAT