protein & asid amino -...
TRANSCRIPT
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