Nama : Bagus Herda Saputra No.reg : 3425110478 3425110478 BIOSINTESIS 20 JENIS S! !INO Lintas biosintetik yang menghasilkan ke-20 jenis asam amino tidak hanya banyak jumlahnya tetapi juga kebanyakan bersifat agak kompleks. Asam amino ini ini dibutuhkan dalam jumlah yang relatif kecil, aliran biosintetik yang melalui sebagian besar aliran ini tidak akan sebesar seperti aliran biosintetik biosintetik yang menghasilkan menghasilkan karbohidrat karbohidrat atau lemak (Lehninger, (Lehninger, 1!2". #idak #idak seperti seperti asam amino amino non essensia essensiall yang yang sederh sederhana ana pemben pembentuk tukanny annya, a, asam amino essensial memiliki jalur pembentukan yang sangat kompleks. #erdapat lima asam amino yang merupakan prekursor dalam biosintesis asam amino, yaitu glutamat, fenilalanin, aspartat, serin, dan treonin. $engelompokkan $engelompokkan biosintesis asam asam amino berdasarkan prekusor metab metabol olik ikny nyaa diba dibagi gi menj menjad adii %, yaitu yaitu prek prekus usor or dari dari & keto ketogl glut utar arat at '-fo '-fosfo sfogl glise iserat rat,, oksaloasetat, piruat, fosfoenolpiruat dan erythrose ) fosfat, dan ribosa * fosfat (+ambar 1."
"am#ar 1. "ar$s #esar %$&tas #$os$&tes$s asam am$&o
+lutamat, glutamin, dan prolin memiliki bagian dalam lintas yang bersamaan dalam lintas lintas biosin biosinteti tetik. k. etiga etiganya nya memilik memilikii hubung hubungan an yang yang sederh sederhana ana dan identi identik. k. +lutam +lutamat at
merupakan salah satu asam amino yang berperan penting dalam reaksi pembentukan asamasam amino lainnya.
"am#ar 2. Ja%ur s$&tes$s g%utamat da& meta#o%$sme pada tum#u'a&
+lutamat merupakan precursor dari sintesis klorofil pada perkembangan daun (aronskaya, 200% dalam orde dan Lea, 200/". $ada penelitian mengenai efek glutamat pada perkembangan akar dan cabang Arabidopsis dilaporkan baha ketika L-glutamat berada pada konsentrasi rendah di akar terjadi mekanisme inhibisi dari perkembangan akar utama dan penaikan percabangan akar dekat apeks akar (orde dan Lea, 200/". +lutamat dibentuk dari ammonia dan &-ketoglutarat, suatu senyaa antara siklus asam sitrat, melalui kerja Lglutamat dehidrogenase (+". &-ketoglutarat dan ammonia membentuk glutamat dengan bantuan tenaga pereduksi, yaitu 3A$.
4eaksi ini merupakan dasar penting dalam biosintesis asam amino karena glutamat merupakan donor gugus amino dalam biosintesis asam amino yang lain melalui reaksi transaminasi. 5asclau6-aubresse (200%" menegaskan baha pada tembakau yang muda atau pun yang sudah tua, glutamat disintesis oleh gabungan dari glutamin sintase dan glutamat sintase, sementara glutamat dehidrogenase berperan dalam proses deaminasi glutamat.
#abel 1. ungsi dari +lutamat 3o. 1. 2. '. ). *. %. /. !. . 10. 11. 12.
Functions of glutamat 7ubstrate for protein synthesis $recursor of glutamin 3 transport (muscle8glutamin9 brain" 3eurotransmitter (and g-aminobutyrate" $olyglutamat and cell signalling d-:arbo6ylation of glutamat 7ubstrate for glutathione production $recursor of N -acetylglutamat Actie sites of en;ymes
7edangkan glutamin dibentuk dari sebuah kerja en;im glutamin sintesis. +lutamat sintase merupakan en;im yang bereaksi pada reaksi yang irreersible (tidak balik", namun glutamat dehydrogenase berperan dalam reaksi yang dapat balik (reersible". +lutamin sintatase pertama kali dimurnikan dan ditandai dari tumbuhan pada tahun 1*% (5iflin dan abash, 2001".
"am#ar 3. Ja%ur s$&tes$s g%utam$&
+lutamin dibentuk langsung dari glutamat dan ammonia, energi untuk sintesis ini didapatkan dari adenosine tri phosphate (A#$" (>ebster, 1*2". Aktiitas glutamat sintetase berlokasi di sitoplasma dan kloroplas?plastid pada kebanyakan tumbuhan tingkat tinggi, kecuali pada conifer (orde dan Lea, 200/". =n;im ini dapat dipisahkan dengan standard chromatographic localization and western blotting techniques menjadi bentuk sitoplasmik (+71" dam plastidik (+72". 7edangkan prolin disintesis dari glutamat atau ornitin. $rolin disintesis dari glutamat melalui reaksi bertahap. 5ula-mula glutamat direduksi menjadi &-semialdehida dengan bantuan glutamat kinase dehidrogenase. emudian metabolit ini mengalami penutupan
menjadi pirolin *-karboksilat dan reduksi lebih lanjut menjadi prolin dengan bantuan en;im pirolin karboksilat reduktase. $rolin adalah penghambat alosterik pada reaksi aal biosintesisnya. Langkah utama dari biosintesis prolin pada tumbuhan, yaitu dari katalisis glutamat menggunakan dua en;im, yaitu @1-pyrroline-*-karboksilat sintetase ($*:7" yang menghasilkan -glutamil kinase ( B+" dan asam glutamat semialdehid (+7A" dehidrogenase (-glutamil fosfat reduktase". +7A yang dihasilkan akan dikonersi menjadi prolin-*-karboksilat ($*:" yang nantinya akan direduksi dengan $*: reduktase ($*:4" menjadi prolin (Chang, 1* dalam 4aggio dan 4aggio, 200/". 7elain dari glutamat, prolin juga dibentuk dari ornitin melalui ornitin D-aminotransferase (EA#" (4aggio dan 4aggio, 200/". Alanin berasal dari piruat dan oksaloasetat oleh transaminasi dari glutamat (Lehninger, 1!2" (+ambar )". 7eperti halnya glutamat, glutamin, dan prolin, alanin juga berasal dari metabolit sentral yang didapatkan melalui kerja en;im alanin transaminase. 7el seludang pembuluh ditemukan memiliki kapasitas untuk memproduksi alanin dari piruat dan glutamat dengan angka 0,* gmol?min-mg F7 :hl (Galle dan eldt, 11".
"am#ar 4. Ja%ur s$&tes$s a%a&$&
Fiosintesis aspartat seperti halnya glutamat, aspartat ini disintesis dengan satu langkah sederhana melalui reaksi transaminasi dibantu dengan kerja en;im pengkatalisis, yaitu aspartat aminotransferase (+ambar *". 4eaksi ini menggunakan analog asam &-keto aspartat, oksaloasetat, dan glutamat sebagai donor amino.Aspartat juga diturunkan dari asparagin dengan bantuan asparaginase (+ambar %". Aspartat ini akan menjadi senyaa turunan untuk jalur biosintesis lisin, metionin, treonin, dan isoleusin pada tumbuhan (Hander dan Hoshi,200".
"am#ar 5. Ja%ur s$&tes$s spartat
"am#ar 7. Ja%ur s$&tes$s sparag$&
erreira (200%" meneliti en;im aspartat kinase dan homoserine dehidrogenase pada lisin dan treonin di biji sorgum. Lisin, metionin, isoleusin, dan treonin merupakan asam amino esensial yang terdapat pada jumlah terbatas dalam biji banyak tumbuhan pertanian dan merupakan nutrisi terbesar yang penting dalam makanan hean maupun manusia. Asam amino esensial ini disintesis pada tumbuhan melalui jalur dengan percabangan yang berbeda dan berasal dari aspartat. Aspartat kinase mengkatalisis fosforilasi dari aspartat ke bentuk Iaspartyl phosphate dan isoen;im aspartat kinase menggunakan pengontrolan dengan feedback inhibition dari treonin atau lisin.
"am#ar 8. Ja%ur meta#o%$sm aspartat mem$mp$& s$&tes$s dar$ %$s$&( treo&$&( met$o&$&( da& $so%eus$& )"a%$%$( 1**5+
Halur shikimate (+ambar " sangat penting karena mampu memproduksi triptofan, fenilalanin, dan tirosin. $ada akar ortel, bentuk 3-deoxy--arabino-heptulosonate ! phosphate (A$" synthase merupakan en;im pertama yang pertama kali diidentifikasi pada
jalur shikimate. :horismate mutase (:5" merupakan titik percabangan en;im yang membuat fenilalanin dan tirosin serta menjauhkan dari triptofan. =n;im ini aktif oleh triptofan dan diinhibisi oleh fenilalanin dan tirosin. 7edangkan en;im anthranilate sintase (A7 < dan A7 <<" merupakan en;im pertama setelah chorismate yang membuat biosintesis triptofan serta diatur oleh triptofan (5atthes,1!!".
"am#ar *. Ja%ur s'$,$mate
Fiosintesis histidin merupakan jalur metabolic terakhir untuk proteinogenic asam amino pada tumbuhan (gambar 10". Fiosintesis ini memiliki hubungan dekat dengan metabolism nukleotida, yaitu melalui precursor A#$ dan *-phosphoribosyl1-pyrophosphate ($4$$".Fiosintesis ini dimulai dengan kondensasi A#$ dan $4$$ dikatalisis oleh A#$ phosphoribosyltransferase (A#$-$4#" (
"am#ar 10. Ja%ur pem#e&tu,a& '$st$d$&
$ada tumbuhan, biosintesis serin terdapat dua jalur, yaitu jalur fotorespirasi melalui glisin dan jalur plastidic melalui metabolisme phosphorelated dari '-phosphoglycerate. 5ultien;im kompleks glycine decarbo6ylase (+:" dan serine
hydroxymethyltransferase (SHMT) bertanggung jawab pada konversi glisin ke serin pada mitokondria tumbuhan ketika fotorespirasi. ada jalur phosphorylated! jalur lain dari biosintesis serin yaitu terdapat pada plastid. ada jalur ini! serin disintesis dari "#$% melalui seri reaksi katalis oleh "#phosphogly&erate dehydrogenase ($'H)! "# phosphoserine aminotransferase (S%T)! and "#phosphoserine phosphatase (S). alur ini penting untuk suplai serin ke jaringan non#fotosintetik dan jaringan yang berkembang dengan &epat serta pada waktu gelap ketika fotorespirasi rendah (Ho! ***).
"am#ar 11. Ja%ur #$os$&tes$s ser$& pada tum#u'a&