VITAMIN, KOENZIM & MINERALPertemuan Ke-7BIOKIMIA I

DEFINISI UMUM VITAMINSenyawa-senyawa organik yang dibutuhkan pada diet manusia Diperlukan hanya dalam jumlah sedikit Penting untuk melangsungkan reaksi metabolisme dalam sel (membantu pertumbuhan normal & memelihara kesehatan).Sebagian besar tidak dapat disintesis oleh tubuh. Merupakan prekursor koenzim yang sangat dibutuhkan untuk meningkatkan aktivitas katalitik enzim.

Sejarah penemuan vitamin

Tahun penemuanVitaminNama biokimiaDitemukan di1909Vitamin ARetinolWortel1912Vitamin B1TiaminSusu1912Vitamin CAsam askorbatJeruk sitrun1918Vitamin DKalsiferolKeju1920Vitamin B2RiboflavinTelur1922Vitamin ETokoferolMinyak bulir gandum1926Vitamin B12SianokobalaminTelur1929Vitamin KFilokuinonaKuning telur1931Vitamin B5Asam pantotenatSusu1931Vitamin B7BiotinHati1934Vitamin B6PiridoksinKacang1936Vitamin B3NiasinRagi1941Vitamin B9Asam folatHati

PENGELOMPOKAN VITAMIN

VitaminBentuk koenzimJenis reaksi yang dilangsungkanLarut dlm airTiamin (Vit B1)Riboflavin (Vit B2)Asam nikotinatAsam pantotenatPiridoksinBiotinAsam folatVitamin B12Asam askorbatTiamin pirofosfatFlavin mononukleotida, flavin adenin dinukleotidaNikotinamida adenin dinukleotida (NAD), Nikotinamida adenin dinukleotida fosfat (NADP)Koenzim APiridoksal fosfatBiositinAsam tetrahidrofolatDeoksi adenosil kobalaminDekarboksilasi asam -ketoReaksi oksidasi-reduksiReaksi oksidasi-reduksiTransfer gugus asilTransfer gugus aminaAktivasi & transfer CO2Transfer gugus 1-karbonIsomerasi & tansfer gugus metilKofaktor reaksi hidroksilasiLarut dlm lemakVitamin AVitamin DVitamin EVitamin KRetinal1,25-dihidroksi kolekalsiferolTokoferol PhylloquinoneSiklus penglihatanRegulasi metabolisme CO2Perlindungan lipid membranKofaktor reaksi karboksilasi

Vitamin B1Vitamin B1, yang dikenal juga dengan nama tiamin, merupakan salah satu jenis vitamin yang memiliki peranan penting dalam menjaga kesehatan kulit dan membantu mengkonversi karbohidrat menjadi energi yang diperlukan tubuh untuk rutinitas sehari-hari. Tiamina pirofosfat, merupakan koenzim pada siklus asam sitrat yaitu pada kompleks piruvat dehidrogenase dan kompleks -ketoglutarat dehidrogenase. Tiamin, adalah vitamin yang terlarut dalam air. Tiamin terdiri atas cincin pirimidin dan cincin thiazol (mengandung sulfur dan nitrogen) yang dihubungkan oleh jembatan metilen. Tiamin disintesis dalam bakteri, fungi dan tanaman. Hewan harus memenuhi keperluan tiamin dari makanan. Asupan yang tidak cukup menyebabkan penyakit beri-beri, yang memengaruhi sistem saraf tepi dan sistem kardiovaskular.

Tiamin Pirofosfat (koenzim metabolisme asam piruvat)

Vitamin B2Vitamin B2 (riboflavin) banyak berperan penting dalam metabolisme di tubuh manusia.Vitamin B2 berperan sebagai salah satu kompenen koenzim flavin mononukleotida (FMN) dan flavin adenine dinukleotida (FAD). Riboflavin merupakan salah satu koenzim yang berperan dalam berbagai metabolisme energi di dalam tubuh, terutama dalam pemecahan senyawa karbohidrat menjadi gula sederhana. Senyawa kompleks lainnya, seperti lemak dan protein, juga dapat dikonversi menjadi energi Sumber vitamin B2 banyak ditemukan pada sayur-sayuran segar, kacang kedelai, kuning telur, dan susu Defisiensinya dapat menyebabkan menurunnya daya tahan tubuh, kulit kering bersisik, mulut kering, bibir pecah-pecah, dan sariawan

FMN & FAD dalam metabolisme karbohidrat

Vitamin B3Niasin (niacin, nicotinic acid vitamine) adalah salah satu vitamin yang ditemukan pada tahun 1937, yang berfungsi untuk mencegah penyakit pelagra. Senyawa organik yang lain disebut nikotinamida, keduanya mengandung alkaloid nikotina dan kemudian disebut sebagai vitamin B3, meskipun nikotinamida bukanlah nikotinamina. Niasin mulai digunakan pertama kali untuk menurunkan kadar kolesterol dan mencegah serangan jantung. Niasin berfungsi dengan baik untuk meningkatkan HDL, menurunkan kadar LDL dan trigliserida, namun penggunaan yang berlebihan dapat berakibat gagal hati yang hanya dapat diatasi dengan transplantasi Vitamin B3 termasuk salah satu jenis vitamin yang banyak ditemukan pada makanan hewani, seperti hati, ginjal, daging unggas, dan ikan. Kekurangan vitamin ini dapat menyebabkan tubuh mengalami kekejangan, keram otot, gangguan sistem pencernaan, muntah-muntah, dan mual.

Metabolisme Vitamin B3

Vitamin B5Vitamin B5 merupakan salah satu jenis vitamin golongan vitamin B kompleks yang bersifat larut dalam air. Vitamin ini pertama kali ditemukan pada tahun 1933. Di dalam tubuh, asam pantotenat berperan sebagai Koenzim A yang berperan vital dalam banyak metabolisme pelepasan energi.

Peranan lain vitamin ini adalah menjaga komunikasi yang baik antara sistem saraf pusat dan otak dan memproduksi senyawa asam lemak, sterol, neurotransmiter, dan hormon tubuh.

Vitamin B5 dapat ditemukan dalam berbagai jenis variasi makanan hewani, mulai dari daging, susu, ginjal, dan hati hingga makanan nabati, seperti sayuran hijau dan kacang hijau.

Seperti halnya vitamin B1 dan B2, defisiensi vitamin B5 dapat menyebabkan kulit pecah-pecah dan bersisik. Selain itu, gangguan lain yang akan diderita adalah keram otot serta kesulitan untuk tidur

Vitamin B6Vitamin B6, atau dikenal juga dengan istilah piridoksin, merupakan vitamin yang esensial bagi pertumbuhan tubuh. Vitamin ini berperan sebagai salah satu senyawa yang digunakan tubuh untuk menghasilkan energi melalui jalur sintesis asam lemak, seperti spingolipid dan fosfolipid.Piridoksal fosfat yang diperoleh dari piridoksin, piridoksamin dan piridoksal merupakan koenzim transaminase. Selain itu, vitamin ini juga berperan dalam metabolisme nutrisi dan memproduksi antibodi sebagai mekanisme pertahanan tubuh terhadap antigen atau senyawa asing yang berbahaya bagi tubuh.Vitamin B6 merupakan salah satu jenis vitamin yang banyak terdapat di dalam beras, jagung, kacang-kacangan, daging, dan ikan.

Piridoksal fosfat berfungsi sebagai pembawa sementara gugus amino dari senyawa donor (asam -amino) menuju senyawa penerima gugus amino (asam -keto).

Reaksi transaminasi ini terjadi pada asam -ketoglutarat dari berbagai asam amino yang pada akhirnya akan menghasilkan asam glutamat, suatu metabolit pusat dalam metabolisme asam amino.

Vitamin B12Vitamin B12 merupakan vitamin yang paling kompleks dibandingkan dengan vitamin lainnya, dimana molekul ini mengandung unsur logam (kobalt) yang terikat kuat dengan gugus siano sehingga membentuk sistem cincin korin yang hampir serupa dengan cincin forfirin pada protein heme. Dalam bentuk aktifnya, koenzim vitamin B12 disebut 5-deoksiadenosilkobalamin, dimana gugus siano digantikan oleh 5-deoksiadenosil.

Metabolisme Vit B 12Vitamin B12 terlibat dalam reaksi pemindahan gugus metil pada reaksi sintesis metionin dari homositein yang dikatalisis oleh metionin sintase.

Biotin (Vit B7)Biotin (atau vitamin B7) ialah vitamin larut air yang juga dikenal dengan vitamin H. Vitamin ini memiliki peranan yang sangat besar dalam reaksi biokimia di dalam tubuh, seperti dalam transfer karbon dioksida dan metabolisme karbohidrat dan lemak. Tidak seperti kebanyakan vitamin lainnya, biotin merupakan salah satu jenis vitamin yang cukup stabil diberbagai kondisi lingkungan, seperti panas, paparan cahaya matahari, dan oksigen Defisiensi biotin adalah salah satu jenis penyakit yang jarang ditemui karena vitamin ini dapat ditemukan di hampir semua jenis makanan Sumber utama biotin antara lain berasal dari daging, kuning telur, dan pisang

Metabolise perubahan asam piruvat menjadi oksaloasetat yang melibatkan biotin

Asam Folat (Vit B9)Asam folat (pteroylmonoglutamic acid) adalah vitamin yang larut air. Vitamin B9 sangat penting untuk berbagai fungsi tubuh mulai dari sintesis nukleotid ke remetilasi homocysteine. Vitamin ini terutama penting pada periode pembelahan dan pertumbuhan sel. Asam Folat juga sangat penting bagi wanita hamil. Asupan asam folat yang cukup sebelum dan selama kehamilan akan mencegah timbulnya kecacatan tabung saraf (Neural Tube Defects) NTDs pada bayi Asam tetrahidrofolat diperoleh dari asam folat yang pertama kali diisolasi dari daun bayam. Molekul ini terdiri dari terdiri dari 3 komponen utama yaitu asam glutamat, asam p-amino benzoat dan turunan pteridin

Metabolisme Asam tetrahidrofolatAsam tetrahidrofolat merupakan koenzim yang berperan sebagai pembawa gugus 1-karbon dalam sejumlah reaksi kompleks enzimatik. Dalam hal ini, gugus metil (-CH3), metilen (-CH2-), metinil (-CH=), atau formil (-CHO) dipindahkan dari satu molekul ke molekul lainnya

Vitamin C Vitamin C (asam askorbat) terdapat pada semua jaringan sel hewan dan tumbuhan tingkat tinggi kecuali pada mikroba dan manusia. Peranan asam askorbat dalam metabolisme adalah sebagai kofaktor dalam reaksi hidroksilasi enzimatik residu prolin dalam kolagen/jaringan pengikat sehingga membentuk residu 4-hidroksi prolin. Residu hidroksiprolin hanya ditemukan dalam jaringan kolagen dan nampaknya berperan sebagai komponen struktural dalam jaringan pengikat dimana keberadaan gugus OH memberikan kontribusi dalam menstabilkan struktur kolagen melalui pembentukan ikatan hidrogen diantara kedua gugus tersebut selain interaksi antara gugus amina dan karboksil pada rantai utama. vitamin C berperan penting dalam oksidasi fenilalanin menjadi tirosin, reduksi ion feri menjadi ion ion fero, mengubah asam folat menjadi bentuk aktif asam tetrahidrofolat dan dalam sintesis hormon-hormon steroid. Vitamin C juga berperan dalam meningkatkan sistem kekebalan tubuh terutama dalam menanggulangi penyakit flu atau infeksi oleh virus. Vitamin C merupakan reduktor kuat yang segera teroksidasi menjadi asam dehidroaskorbat jika terkena cahaya atau dalam suasana basa.

Fungsi Vitamin CVitamin C juga merupakan senyawa antioksidan alami yang dapat menangkal berbagai radikal bebas dari polusi di sekitar lingkungan kita. Terkait dengan sifatnya yang mampu menangkal radikal bebas, vitamin C dapat membantu menurunkan laju mutasi dalam tubuh sehingga risiko timbulnya berbagai penyakit degenaratif, seperti kanker, dapat diturunkan.[22] Selain itu, vitamin C berperan dalam menjaga bentuk dan struktur dari berbagai jaringan di dalam tubuh, seperti otot. Vitamin ini juga berperan dalam penutupan luka saat terjadi pendarahan dan memberikan perlindungan lebih dari infeksi mikroorganisme patogen

VITAMIN A Vitamin A pertama kali ditemukan sebagai faktor nutrisi esensial oleh Elmer McCollum pada tahun 1915 yang diisolasi dari minyak hati ikan.Vitamin A (retinoid) terdapat dalam 3 bentuk, retinol (alkohol), retinaldehid (aldehid) dan asam retinoat (asam karboksilat). Ketiga bentuk vitamin ini tidak terdapat dalam jaringan tumbuhan, tetapi banyak tumbuhan yang mengandung senyawa karotenoid yang merupakan prekursor bagi vitamin A (provitamin A). Salah satu contoh adalah -karoten yang terdapat dalam tanaman wortel.

FUNGSI VITAMIN AVitamin A berperan penting dalam proses penglihatan. Pada retina, terdapat pigmen yang sensitif terhadap cahaya (rodopsin, suatu protein gabungan yang dapat berdisosiasi menjadi protein opsin dan trans retinal). Jika kompleks retinal-opsin terkena cahaya, retinal dengan ikatan rangkap pada posisi 11 yang berada dalam bentuk sis akan mengalami perubahan konformasi molekuler menjadi trans retinal. Perubahan ini selanjutnya akan mendorong molekul penghasil impuls syaraf optik untuk menangkap sinyal yang disampaikan dan membawanya menuju sel otak.

FUNGSI LAIN VITAMIN APertumbuhan tulang, reproduksi,pembelahan sel,dan diferensiasisel (di manasel menjadibagian dari otak, otot, paru-paru, darah, ataujaringan lainnya),Vitamin A juga membantumengatur sistem kekebalan tubuh, membantumencegah ataumelawan infeksidengan membuatsel darah putih yang menghancurkanbakteri berbahaya dan virus.Defisiensi vitamin A menyebabkan rabun senja, turunnya daya tahan tubuh, infeksi saluran pernapasan dan diare, penurunan laju pertumbuhan tulang.

VITAMIN DProhormon(steroid) yang larut dalam lemakBerperan pentingdalam mengatur kadarkalsium danfosfor dalam mineralisasitulang.Istilah "vitamin D tidak tepatkarena dapatmenunjuk pada satu ataulebih anggotakelompok molekul steroid.Bentukpentingdikenal sebagaivitamin D3 (Pro Vitamin D), dengan adanyasinar matahari yang cukupdiproduksi di dalam tubuhtanpa memerlukansuplemen makanan.VitaminD3 diubah menjadi 25-hidroksi cholecalsiferol dalm sel Hati dan diubah lagi menjadi 1,25-dihidrocholecalsiferol dalam ginjal.

Sumber Vitamin DSumber vitaminD,antara lain termasukkuning telur,minyak ikan,susu dan mentega.

Metabolisme Vitamin D

Fungsi Vitamin DVitamin D menjadi sangat penting (esensial) bagi perkembangan tulang agar optimal, menjaga kesehatan tulang dan fungsi neuromuskular (persarafan otot). Vitamin D juga memainkan peranan penting dalam menjaga tubuh dari penyakit pembuluh darah dan jantung (cardiovascular diseases), depresi dan kanker kolon.Kekurangan vitamin D pada masyarakat tertentu dapat mengakibatkan munculnya penyakit rickets secara epidemis

VITAMIN EVitamin E terdapat dalam empat bentuk, alfa, beta, gamma dan delta tokoferol, semua telah dapat disentesis. Zat-zat inilah merupakan antioksidan yang utama dalam lemak dan minyak yang dapat mencegah ketengikan.

Vitamin E merupakan salah satu vitamin yang larut dalam lemak.

Sumber vitamin E yaitu: minyak gandum/jagung, sayuran, hati, telur, mentega, susu, daging dan terutama tauge.

Struktur Vitamin E

Fungsi Utama Vitamin ESebagian besarmanfaat utama darivitamin Eadalah sebagai antioksidan.Antioksidan membantu tubuh menangkal radikal bebas akibat stress oksidatif Hal ini dapat mencegah munculnya penyakit seperti : jantung,diabetes, kanker, alzheimer,dll.

BEBERAPA PENYAKIT AKIBAT STRESS OKSIDATIF

Vitamin KVitamin K banyak berperan dalam pembentukan sistem peredaran darah yang baik dan penutupan luka.Defisiensi vitamin K akan berakibat pada pendarahan di dalam tubuh dan kesulitan pembekuan darah saat terjadi luka atau pendarahan. Vitamin K juga berperan sebagai kofaktor enzim untuk mengkatalis reaksi karboksilasi asam amino asam glutamat. Susu, kuning telur, dan sayuran segar yang merupakan sumber vitamin K yang baik bagi pemenuhan kebutuhan di dalam tubuh

Metabolisme Vitamin KWarfarin (S-warfarin R-warfarin) inhibits the vitamin K epoxide reductase, thereby preventing recycling of reduced vitamin K. Reduced vitamin K is a cosubstrate for the -carboxylation of glutamic acid residues on clotting factors II (prothrombin), VII, IX, and X. Vitamin K epoxide reductase inhibition by warfarin decreases the amount of reduced vitamin K in the body

MINERAL-MINERAL PENTINGKalsium (Ca) & Phosfor: Kesehatan tulang dan GigiSelenium (Se) : mencegah kerusakan oksidatifKromium (Cr) : Mengontrol gula darah, arterioklerosis dan degenerasi pembuluh darahMagnesium (Mg) : membantu penyerapan zat gizi dgn Vit B6Besi (Fe) : membawa oksigen dlm darah, metabolisme energiZink (Zn) : membantu pertumbuhan, kesuburan dan sistem kekebalan tubuh.Na & K : Keseimbangan air & elektrolit (asam basa), mempertahankan tekanan osmosis sel

Metabolisme BesiApproximately 80% of functional body iron is found in hemoglobin, with the remainder being found in myoglobin and iron-containing enzymes (e.g., catalase and cytochromes).

The iron storage pool, represented by hemosiderin and ferritin-bound iron, contains on average 15% to 20% of total body iron. Stored iron is found mainly in the liver, spleen, bone marrow, and skeletal muscle.

Metabolisme Besi

**