PROTEIN

► PROTEIN ◄

Pencernaan protein dimulai di :

1.   Di lambung, Hydrochloric acid (HCL) menguraikan rangkaian protein (denaturasi protein) dan mengaktifkan enzim pepsinogen menjadi pepsin. Pepsin lalu menguraikan protein menjadi polipeptida kecil dan beberapa asam amino bebas.

2.   Di usus kecil, polipeptida diuraikan menjadi asam amino dengan menggunakan enzim pankreas dan intestinal protease:

a.    Trypsin à menguraikan ikatan peptida menjadi asam amino lysine dan arginine.

b.   Chymotrypsin à menguraikan ikatan peptoda menjadi asam amino phenylalanine, tyrosine, tryptophan, methionine, asparagine, dan histidine.

c.   Carboxypeptidase à menguraikan asam amino  dari ujung karboksil polipeptida.

d.   Elastase dan collagenase à menguraikan polipeptida menjadi polipeptida yang lebih kecil dan tripeptida. Dan enzim yang ada di permukaan sel dinding usus halus yaitu :

i)   Intestinal tripeptidase à menguraikan tripeptida menjadi dipeptida dan asam amino.

ii)                       Intestinal dipeptidase à menguraikan tripeptida menjadi asam amino.

iii)                  Intestinal aminopeptidase à menguraikan asam amino dari ujung amino polipeptida kecil.

3.   Setelah itu, asam amino diserap oleh dinding usus, lalu diangkut ke sel, dimana asam amino tersebut dilepaskan ke dalam darah.

4.   Kelebihan protein tidak disimpan dalam tubuh, melainkan akan dirombak dalam hati menjadi senyawa yang mengandung unsur N, seperti NH3 (amonia) dan NH4OH (amonium hidroksida) serta senyawa yang tidak mengandung unsur N. Senyawa yang mengandung unsur N akan disintesis menjadi urea  di hati, karena hati mempunyai enzim arginase. Urea diangkut bersama zat-zat sisa lainnya ke ginjal untuk dikeluarkan melalui urin. Senyawa yang tidak mengandung unsur N akan disintesis kembali.

METABOLISME PROTEIN:

Protein turn-over dan amino acid pool :

Protein dalam tubuh bersifat dinamis, selalu ada sintesis dan degradasi. Di dalam setiap sel, protein secara kontinu dibuat dan diuraikan, proses ini disebut protein turn-over. Saat protein diuraikan, asam amino dibebaskan. Asam amino ini bercampur dengan asam amino dari dietary protein membentuk amino acid pool di dalam sel dan peradaran darah.

Nitrogen Balance:

1.   Negatif  jika N out > N in

2.   Positif  jika N out < N in

3.   Zero jika N out = N in 

ANABOLISME

1.   SINTESIS PROTEIN TRANSKRIPSI

Sintesis mRNA dari salah satu rantai DNA, yaitu rantai cetakan atau sense. RNA dihasilkan dari aktivitas enzim RNA polimerase. Enzim ini membuka pilinan kedua rantai DNA hingga terpisah dan merangkainkan nukleotida RNA dari arah 5’ ke 3’. Inisiasi Daerah DNA dimana RNA polimerase melekat dan mengawali transkripsi disebut promoter. Elongasi Pilinan heliks ganda DNA terbuka secara berurutan. Setelah sintesis RNA berlangsung, DNA heliks ganda terbentuk kembali dan molekul RNA baru akan lepas dari cetakan DNA-nya. Terminasi RNA polimerase mencapai titik akhir.  TRANSLASI Proses mRNA mengarahkan serangkaian asam amino dan sintesis protein. Inisiasi Terjadi dengan adanya mRNA, sebuah RNAt yang memuat asam amino pertama dari polipeptida dan 2 subunit RNAr. Pertama, subunit ribosom kecil mengikatkan diri pada RNAd dan RNAt inisiator. Pada mRNA terdapat kodon inisiasi AUG (start codon), yang memberi sinyal dimulainya proses translasi. RNAt inisiator yang membawa asam amino metionin, melekat pada kodon inisiasi AUG. Elongasi Asam amino-asam amino berikutnya ditambahkan satu persatu pada asam amino pertama (metionin). Molekul RNAr dari subunit ribosom besar berfungsi sebagai enzim, yaitu mengkatalis pembentukan ikatan peptida yang menggabungkan polipeptida yang memanjang ke asam amino yang baru tiba. Terminasi Elongasi berlanjut terus hingga ribosom mencapai kodon stop (UAA, UAG, atau UGA). Kodon stop hanya bertindak sebagai sinyal untuk menghentikan translasi. Akhirnya, rantai protein terbentuk.

2.   SINTESIS ASAM AMINO NON ESSENSIAL

a.   Transamination of α-keto acids Pyruvate  Alanine Oxaloacatate Aspartate α-keto glutarat    Glutamate

b.   Amidation Glutamate   Glutamine by glutamine synthetase Aspartate   Asparagine by asparagine synthetase

c.   Synthesis from other amino acids 3-phospoglycerate 3-phospopyruvate  serine Glutamate   prolin  by cyclization and reduction reactions Serine glycine by removal of hydroxymethil group and by hydroxymethyl transferase Metionin cysteine Fenilalanin tyrosine by phenylalanine hydroxylase.

 

KATABOLISME :

1.   KATABOLISME NITROGEN ASAM AMINO à UREA (removal of α-amino group)

a.   Transaminasi

Semua asam amino, kecuali lysine, threonine, proline, dan hydroxyproline, mengalami transaminasi. Dalam transaminasi, grup α-amino dihilangkan. Enzim alanine aminotransferase: Enzim glutamate aminotransferase: Pyruvate  α-amino acid α-ketoglutarat α-amino acid   L-alanine  α-keto acid   L-glutamate  α-keto acid

b.   Deaminasi oksidatif

Menggunakan enzim L-glutamate dehydrogenase:   NAD+  NADH,  NH3, Glutamate, α-ketoglutarate, dehydrogenase. Glutamate       NH3  NADP+  NADPH

c.   Transpor ammonia

i)   Di kebanyakan jaringan Glutamine synthetase mengubah kombinasi amonia dan glutamate menjadi glutamine (bentuk transpor amonia yang tidak beracun). Glutamine lalu ditranspor oleh darah ke hati, dimana glutamine diuraikan oleh glutaminase menjadi glutamate dan amonia bebas.

ii)                       Di otot Hasil transaminasi piruvat (hasil akhir glikolisis), yaitu alanine. Alanine ditranspor oleh darah ke hati, dimana alanine diubah lagi menjadi piruvat dengan transaminasi. Di hati, proses glukoneogenesis dapat menggunakan piruvat untuk mensintesis glukosa, yang mana dapat memasuki darah dan digunakan oleh otot – proses tersebut bernama glucose-alanine cycle sebagian besar di hati, di otot,  jaringan Glutamat, Glutamat Urea, Asam amino NH4+ATP Glutamine, Glutaminase sintetase H2O.  H2O Glutamate α-Keto- α-Keto-Glutamate  ADP, Pi glutarat Glutamine, Pyruvat, Alanine, Glukosa

d.   Siklus urea

i)   Di mitokondria CO2 +NH + 2 ATP Carbomyl phospate ; enzim:Carbomyl phospate synthetase I L-Ornithine L-Citruline ; enzim:Ornithine transcarbamoylase Carbomyl phospate Pi 

ii)                       Di sitosol *L-Citruline + L-Aspartate  Argininosuccinate ATP AMP + Ppi *Argininosuccinate Fumarate + L-Arginine ; enzim: Argininosuccinatelyase >>Fumarat dihidrasi menjadi malat yang dapat ditranspor ke mitokondria dan memasuki kembali Kreb’s Cycle. Selain itu, sitosolik malate dapat dioksidasi menjadi oksaloasetat, yang mana dapat diubah menjadi aspartat atau glukosa. *L-Arganine  L-Ornithine + Urea ; enzim: arginase  OVERALL:  Aspartate + NH3 + CO2 + 3 ATP     Urea + Fumarate + 2 ADP + AMP + 2 Pi + PPi+ 3 H20  *Urea berdifusi dari hati dan ditrasnpor dalam darah k eginjal, dimana urea disaring dan dikeluarkan dalam urine. Sebagian dari urea berdifusi ke ke usus halus dan diuraikan menjadi CO2 dan NH3 oleh bakteriurease. Amonia ini sebagian hilang di feces dan sebagian lagi diserap lagi oleh darah.

2.   KATABOLISME RANTAI KARBON ASAM AMINO

a.   Asam amino glukogenik: asam amino yang katabolismenya menghasilkan piruvat atau salah satu intermediat dari siklus Krebs, yaitu:

v      Asparagin aspartat oxaloacetate

v      Glutamine

● Phenilalanin fumarat Prolin αketoglutarate Tyrosin Arginine Histidine

● Metionin

v      Alanine Valin succynil-coA Serine Isoleusin Glycine pyruvat       Threonn Sistein Threonine

b.   Asam amino ketogenik: asam amino yang katabolismenya menghasilkan acetoacetate atau salah satu bahan bakunya (acetyl coA atau acetoacetyl coA). Acetoacetate adalah salah satu dari ketone body, yaitu:

v      Leusin hanya ketogenic Lisin

v      Isoleusin : ketogenic dan glukogenic Triptofan 

HORMON yang BERPENGARUH PADA METABOLISME PROTEIN

1.   Hormon Tiroid Efek utama T3/T4

adalah untuk menggalakkan sintesis protein secara umum dan menghasilka keseimbangan nitrogen yang positif. Konsentrasi T3 yang sangat tinggi akan menghambat sintesis protein dan menyebabakan keseimbangan nitrogen yang negatif. Tiroksin meningkatkan kecepatan metabolisme seluruh sel, secara tidak langsung juga mempengaruhi metabolisme protein. Jika karbohidrat dan lemak tidak cukup tersedia untuk energi, tiroksin menyebabkan pemecahan protein yang cepat dan memakainya untuk energi.

2.   Insulin

Insulin penting untuk sintesis protein. Kekurangan insulin secara total, mengurangi sintesis protein sampao hampir nol. Meski tidak diketahui kenapa, tapi insulin memang mempercepat transpor asam amino ke sel. Insulin juga meningkatkan persediaan glukosa ke sel, sehingga kebutuhan asam amino untuk energi berkurang.

3.   Glukokortikoid

Glukokortikoid yang disekresikan adrenal kortex mengurangi kuantitas protein di sebagian besar jaringan, tapi meningkatkan konsentrasi asam amino di dalam plasma, juga meningkatkan protein hati dan protein plasma. Diduga bahwa glukokortikoid bekerja dengan meningkatkan kecepatan pemecahan protein ekstrahepatik, dengan demikian, meningkatkan jumlah asam amino yang tersedia dalam cairan tubuh. Hal ini sebaliknya memungkinkan hati meningkatkan jumlah sintesis protein ekstraseluler dan protein plasma.

4.   Testosteron

Testosteron menyebabkan peningkatan deposit protein dalam jaringan di seluruh tubuh, terutama peningkatan protein kontraktil otot. Berbeda dengna hormon pertumbuhan yang menyebabakna jaringan terus menerus tumbuh hamoir tak terbatas, testosteron menyebabkan otot dan jaringan protein lain membesar hanya untuk beberapa bulan. 

PEMBENTUKAN KETON BODIES:

Setelah deaminasi, dikeluarkan sebagai urea. Rangkaian karbon yang tersisa setelah transaminasi :

(1)                       dioksidas menjadi CO2 lewat citric acid cycle

(2)                       membentuk glukosa (glukoneogenesis)

(3)                        membentuk keton bodies.Ketone body biasa digunakan setelah puasa untuk waktu yang lama (lebih dari 10 hari) sebagai sumber energi alternatif. Ketone bodies dalam jumlah yang kecil normal dalam darah, tapi bila konsentrasinya meningkat, pH dalam darah menurun. Ini disebut ketosis, sebuah tanda bahwa keadaan kimia tubuh mulai kacau. Saat dimana lebih banyak lagi keton bodies yang terakumulasi sehingga menyebabkan kadar pH darah turun sampai taraf asam yang membahayakan, keadaan ini disebut ketoacidosis. 

PEMBENTUKAN ALBUMIN

Albumin disintesis dalam hati dengan pengaruh hormon insulin / T4 atau kortisol. Kadar albumin yang normal dalam darah untuk orang dewasa (> 3 tahun) adalah 3,5-5 g/dL. Untuk anak-anak yang berumur kurang dari 3 tahun, kadar yang normal adalah 2,5-5,5 g/dL. 

BLOOD UREA NITROGEN (BUN) TEST

BUN adalah tes untuk mengatur seberapa baik ginjal bekerja. Tes ini mengukur kandungan nitrogen yang ada dalam darah, yaitu urea. Penyakit pada ginjal kadang membuat ginjal susah untuk menyaring urea sebanyak biasanya. Ini menyebabkan tingginya level urea dalam darah. Dalam tes ini, sampel darah akan diambil. Batas yang normal untuk BUN adalah 7-20 mg/dL. 

Apa yang Diukur dalam Tes Fungsi Hati?

Produk berikut biasanya diukur sebagai bagian dari tes fungsi hati:

• ALT (alanin aminotransferase), juga dikenal sebagai SGPT (serum glutamik piruvik transaminase)
• AST (aspartat aminotransferase), juga dikenal sebagai SGOT (serum glutamik oksaloasetik transaminase)
• Fosfatase alkali
• GGT (gamma-glutamil transpeptidase, atau gamma GT)
• Bilirubin
• Albumin

Lembaran Informasi (LI) 120 menunjukkan nilai normal atau nilai rujukan untuk semua tes tersebut. Harus ditekankan bahwa nilai ini berbeda tergantung pada alat yang dipakai di laboratorium yang melakukan tes serta cara penggunaannya. Laporan laboratorium yang kita terima setelah melakukan tes menunjukkan nilai normal yang berlaku. Sebagai contoh, batas atas nilai normal (BANN) untuk AST dapat berkisar dari 35 hingga 50, dan berbeda untuk laki-laki dan perempuan. Jadi bila kita ingin dapat komentar mengenai hasil tes, sebaiknya kita menyebut baik hasil tes maupun nilai normal. Selain itu, hasil tes juga dapat berubah tergantung pada jam berapa darah diambil. Sebaiknya contoh darah kita diambil pada jam yang sama setiap kali kita dites fungsi hati, dan juga selalu pada laboratorium yang sama.

Enzim Hati

ALT adalah lebih spesifik untuk kerusakan hati. ALT adalah enzim yang dibuat dalam sel hati (hepatosit), jadi lebih spesifik untuk penyakit hati dibandingkan dengan enzim lain. Biasanya peningkatan ALT terjadi bila ada kerusakan pada selaput sel hati. Setiap jenis peradangan hati dapat menyebabkan peningkatan pada ALT. Peradangan pada hati dapat disebabkan oleh hepatitis virus, beberapa obat, penggunaan alkohol, dan penyakit pada saluran cairan empedu.

AST adalah enzim mitokondria yang juga ditemukan dalam jantung, ginjal dan otak. Jadi tes ini kurang spesifik untuk penyakit hati. Dalam beberapa kasus peradangan hati, peningkatan ALT dan AST akan serupa.

Fosfatasealkali meningkat pada berbagai jenis penyakit hati, tetapi peningkatan ini juga dapat terjadi berhubungan dengan penyakit tidak terkait dengan hati. Fosfatase alkali sebetulnya adalah suatu kumpulan enzim yang serupa, yang dibuat dalam saluran cairan empedu dan selaput dalam hati, tetapi juga ditemukan dalam banyak jaringan lain. Peningkatan fosfatase alkali dapat terjadi bila saluran cairan empedu dihambat karena alasan apa pun. Di antara yang lain, peningkatan pada fosfatase alkali dapat terjadi terkait dengan sirosis dan kanker hati.

GGT sering meningkat pada orang yang memakai alkohol atau zat lain yang beracun pada hati secara berlebihan. Enzim ini dibuat dalam banyak jaringan selain hati. Serupa dengan fosfatase alkali, GGT dapat meningkat dalam darah pasien dengan penyakit saluran cairan empedu. Namun tes GGT sangat peka, dan tingkat GGT dapat tinggi berhubungan dengan hampir semua penyakit hati, bahkan juga pada orang yang sehat. GGT juga dibuat sebagai reaksi pada beberapa obat dan zat, termasuk alkohol, jadi peningkatan GGT kadang kala (tetapi tidak selalu) dapat menunjukkan penggunaan alkohol. Penggunaan pemanis sintetis sebagai pengganti gula, seumpamanya dalam diet soda, dapat meningkatkan GGT.

Tes Air Seni

Ada serangkaian tes pada air seni untuk menilai fungsi ginjal. Sebuah tes sederhana, yang disebut urinanalisis, sering dilakukan pada awal. Contoh air seni diperiksa secara fisik untuk ciri termasuk warna, bau, penampilan, dan kepadatan; diperiksa secara kimia untuk unsur termasuk protein, glukosa, dan pH; dan di bawah mikroskop untuk keberadaan unsur sel (sel darah merah dan putih, dll.), bakteri, kristal, dsb. Kalau hasil tes ini menunjukkan kemungkinan ada penyakit atau penurunan pada fungsi ginjal, tes yang berikut mungkin dapat dilakukan:

• Keluaran kreatinin (creatinine clearance). Tes ini menilai kemampuan ginjal untuk menghilangkan senyawa yang disebut kreatinin dari darah. Kreatinin adalah bahan ampas dari metabolisme tenaga otot, yang seharusnya disaring oleh ginjal dan dimasukkan pada air seni. Tes ini mengukur jumlah kreatinin yang dikeluarkan ke air seni selama beberapa jam. Untuk menghitung keluaran, tingkat kreatinin dalam darah juga harus diukur.
• Keluaran urea. Urea adalah bahan ampas dari metabolisme protein, dan dikeluarkan dalam air seni. Seperti keluaran kreatinin, tes ini mengukur jumlah urea yang dikeluarkan ke air seni selama beberapa jam, dan juga membutuhkan pengukuran tingkat urea dalam darah.
• Osmologi air seni. Tes ini mengukur jumlah partikel (bibit) yang dilarutkan dalam air seni, untuk menilai kemampuan ginjal untuk mengatur kepekatan air seni sebagaimana konsumsi air meningkat atau menurun.
• Keberadaan protein. Ginjal yang sehat menyaring semua protein dari darah dan menyerapnya kembali, sehingga tingkat protein dalam air seni tetap rendah. Tetap ditemukan protein dalam air seni adalah tanda penyakit ginjal.

Tes Darah

Ada beberapa tes darah yang dapat membantu menilai fungsi ginjal:

• Nitrogen urea darah (blood urea nitrogen/BUN). Urea adalah produk samping dari metabolisme protein. Bahan ampas ini dibentuk oleh hati, kemudian disaring oleh ginjal dan dikeluarkan dalam air seni oleh ginjal. Tingkat BUN dalam darah dapat menandai masalah ginjal, tetapi karena juga dipengaruhi oleh fungsi hati (lihat Lembaran Informasi (LI) 135), tes harus dilakukan bersamaan dengan pengukuran kreatinin, yang lebih khusus menandai masalah ginjal.
• Kreatinin. Tes ini mengukur tingkat kreatinin (lihat di atas) dalam darah. Karena tingkat kreatinin hanya sedikit dipengaruhi oleh fungsi hati, tingkat kreatinin yang tinggi dalam darah lebih khusus menandai penurunan pada fungsi ginjal.
• Tes lain. Pengukuran tingkat zat lain, yang seharusnya diatur oleh ginjal, dalam darah dapat membantu menilai fungsi hati. Zat ini termasuk zat natrium, kalium, klorida, bikarbonat, kalsium, magnesium, fosforus, protein, asam urik dan glukosa.