Biosintesis Asam Amino Dari Kelompok 3-Phosphogliserat

 

Asam amino merupakan bagian yang sangat penting bagi makhluk hidup. asam amino sendiri merupakan bentuk monomer dari polimer protein yang menyusun beragam struktur, enzim, maupun hormon di tubuh makhluk hidup. Salah satu bagian dari metabolisme asam amino adalah biosintesis asam amino itu sendiri.

Gambar 1. Biosintesis Asam Amino. Jalur 3-phosphogliserat dapat menghasilkan Serin, Glisin, dan Sistein. (David L. Nelson & Michael M. Coxr, 2004: 841)

 

Ada banyak prekusor yang turut berperan dalam pembentukan asam amino. Hampir semua tumbuhan dan bakteri dapat mensintesis sendiri keduapuluh asam amino. Sedangkan pada mamalia (termasuk manusia), tidak semua asam amino dapat disintesis di dalam tubuh. Oleh sebab itu dikenal adanya dua jenis asam amino berdasarkan kemampuan tubuh mensintesisnya yaitu asam amino esensial dan asam amino non esensial. Tiga dari sepuluh asam amino nonesensial yang diproduksi tubuh melewati jalur prekusor 3-phosphogliserat. Asam amino tersebut adalah serin, glisin, dan sistein.

            Prekusor 3-phosphogliserat terbentuk pada tahapan glikolisis dengan pengurangan gugus fosfat pada 1,3 biphosphogliserat. Reaksi pengurangan gugus fosfat ini menghasilkan 2 ATP dan 3-phosphogliserat dengan menggunakan bantuan ADP dan phosphogliserokinase. Asam amino pertama yang terbentuk dari jalur ini adalah serin. Serin kemudian melalui serangkaian tahapan selanjutnya untuk dapat membentuk glisin maupun sistein.

Gambar 2. Jalur Phosphogliserat Menghasilkan Serin, Glisin, dan Sistein (David L. Nelson & Michael M. Coxr, 2004: 842)

a.     Pembentukan Serin

Serin merupakan asam amino penyusun protein yang umumnya ditemukan pada protein hewan. Serin memiliki fungsi yang penting bagi metabolisme karena terlibat dalam biosintesis senyawa purin, pirimidin, sistein, triptopan dan lain sebagainya (Junaidi & Rafiqi, 2011:10)

Gambar 3. Pembentukan Serin dari 3-phosphogliserat (J.L Jhain, 2004: 692)

 

Pembentukan serin diawali dengan oksidasi 3-phosphogliserat dengan bantuan phosphogliserat dehidrogenase dan NAD+ menghasilkan 3-phosphohydroksipiruvat dan NADH + H⁺. Hasil oksidasi ini kemudian mengalami transaminasi oleh bantuan enzim phophoserin aminotransferase dan glutamat sehingga menghasilkan 3-phosphoserin dan alfa-ketoglutarat. Pada tahap akhir, 3-phosphoserin kehilangan phospatnya karena aktifitas air dan enzim phosphoserin phosphatase sehingga terbentuklah serin. Seperti asam amino lainnya, atom karbon alfa pada serin mengikat gugus amin dan gugus karboksilat. Satu lengan lainnya mengikat atom hidrogen, sedangkan pada gugus R pada serin terdapat hidroksi metil.

 

b.     Pembentukan Glisin

Glisin memiliki nama lain asam aminoetanoat. Glisin dikenal sebagai asam amino sederhana dan merupakan satu-satunya yang memiliki struktur simetris (dua lengan karbonnya mengikat hidrogen). Secara umum, protein tidak baanyak mengandung glisin, kecuali pada kolagen yang dua pertiga dari seluruh asam aminonya adalah glisin (Junaidi & Rafiqi, 2011: 5).

Gambar 4. Pembentukan Glisin (J.L Jhain, 2004: 692)

 

Prekusor dari asam amino glisin adalah asam amino serin.  Serin memiliki tiga atom karbon sedangkan glisin memiliki dua atom karbon. Pada proses pembentukan glisin, terjadi dekarbonasi serin pada rantai beta karbon dengan bantuan enzim serin hidroksimetil transferase serta pyridoxal phosphat. Gugus karbon dari serin kemudian ditransfer ke terahidrofolate. Dari reaksi ini, terbentuklah air, N⁵, N¹⁰-metilenatetrahidrofolat dan glisin itu sendiri.

c.     Pembentukan Sistein

Sistein dibentuk dari reaksi antara serin dan homosistein. Homosistein inilah yang menjadi sumber karbon dari sistein. Dengan bantuan enzim sistationin beta sintase, homosistein dan serin bereaksi dan kemudian menghasilkan air dan sistationin. Sistationin kemudian dengan bantuan sistationin gama liase dan air melepaskan gugus amonia dan membentuk alfa ketobutirat dan sistein.

Gambar 5. Pembentukan Sistein (J.L Jhain, 2004: 693)

 

Seperti pada methionin, sistein merupakan asam amino non esensial yang memiliki atom S. Atom ini terdapat pada gugus thiol. Pada hewan seperti domba, sistein berperan penting dalam sintesis werat wol (Junaidi & Rafiqi, 2011: 19). Apabila sistein tidak tersedia, maka pembentukan serat wol akan terganggu.

 

 

 

 

 

 

 

 

Daftar Pustaka

J. L. Jain. 2004. Fundamental of biochemistry. S. Chand

David L. Nelson & Michael M. Coxr. 2004. Lehninger’s Principles of Biochemistry 4th Edition. W. H. Freeman

Junaidi, Achmad & Ach. Firdaus Rafiqi. 2011. Asam amino: Gerak dan Perubahan. Jawa Timur: Universitas Wiraraja