BIOKIMIA 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 penyerapan protein. 5. Menjelaskan metabolisma protein dan pembentukan urea.

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

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 Isoleusina Leusina Lisina Metionina Fenilalanina Treonina Triptofan Valina Asid amino tak perlu 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 Tidak polar Polar Asid amino Glycine Alanine Valine Leucine Isoleucine Proline Methionine Phenylalanine Tryptophan Serine Threonine Asparagine Glutamine Cysteine Tyrosine

PENGKELASAN ASID AMINO Mengikut polariti Klasifikasi Berasid (polar) Berbes (polar) Asid amino Asid glutamik Asid aspartik Lysine Arginine Histidine

PENGKELASAN ASID AMINO Mengikut struktur rantai sisi Klasifikasi Alifatik (tidak mengandungi N, O & S) Mempunyai sulfur Aromatik Neutral (kumpulan hidroksil atau amida pada rantai sisi) Asid amino Glycine Alanine Valine Leucine Isoleucine Cysteine Methionine Phenylalanine Tyrosine Tryptophan Serine Threonine Asparagine Glutamine

PENGKELASAN ASID AMINO Mengikut struktur rantai sisi Klasifikasi Berasid Berbes Asid imino (asid amino proteinogenik) Asid amino Aspartic acid Glutamic acid Lysine Arginine Histidine 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: α-heliks 1. α-heliks 2. β-pleated sheet β-pleated sheet berlaku pada protein jenis globular. berlaku akibat pembentukan ikatan hidrogen di antara amida nitrogen dan karbon karbonil. berbentuk heliks. berlaku pada protein jenis fibrosa. polipeptida berlipat dan tersusun. distabilkan oleh ikatan hidrogen.

STRUKTUR SEKUNDER PROTEIN β-pleated sheet α-heliks

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