TUGAS METABOLISME DAN INFORMASI GENETIK

JALUR DEGRADASI ASPARAGIN DAN SERIN

disusun oleh :

Hushla Shudri (10507016)

Airine Luhnira P. (10507020)

Anjani Prastika (10507022)

Anggayudha Ananda Rasa (10507094)

Yenni Lau (10507096)

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2010

Jalur Degradari Asparagin

Asam amino merupakan salah satu jenis senyawa yang memiliki jalur metabolisme tersendiri di dalam tubuh. Secara umum, metabolisme yang terjadi dibedakan menjadi beberapa jenis berdasarkan karakter asam aminonya, yaitu :

1. Asam amino yang terkait dengan TCA2. Asam amino yang memiliki gugus sulfur3. Asam amino yang memiliki gugus aromatik

Aspargin merupakan salah satu contoh asam amino yang metabolismenya terkait secara langsung dengan TCA. Dengan bantuan aspargin synthease, aspargin disintesis dari aspartat. Aspargin yang dihasilkan dapat berubah kembali menjadi aspartat dengan bantuan suatu enzim hidrolase yang diberi nama asparginase, menghasilkan amonia. Aspartat yang dihasilkan dapat mengalami deaminase dengan bantuan aspartase menghasilkan fumarat dan amonia. Aspartat yang dihasilkan juga dapat menjadi oksaloasetat jika bereaksi dengan alfa ketoglutarat yang dikatalisis oleh transaminase. Oksaloasetat yang dihasilkan selanjutnya akan masuk dalam siklus TCA.

Asparagin dihidrolisis oleh asparaginase menjadi aspartat. Aspartat kemudian mengalami transaminasi. Begitu juga dengan fenilalanin yang dalam tubuh akan di transaminasi menjadi fenilpiruvat. Apabila tidak ada enzim transaminase akan terjadi penumpukan fenilalanin pada semua cairan tubuh yang menyebabkan terjadinya retardasi mental berat. Fenilfiruvat, senyawa yang ditemukan dalam urin penderita retardasi mental, akan berubah warna menjadi hijau zaitun setelah ditambahkan FeCl3. Penyakit ini disebut juga fenilketonuria. Pada penderita, kadar fenilalanin dalam darah paling sedikit 20 kali lipat lebih tinggi daripada dalam keadaan normal. Pada keadaan normal sedikit fenilalanin diubah menjadi fenilpiruvat. Pada fenilketonuria jalur ini meningkat. Hampir semua pasien fenilketonuria yang tidak diobati akan mengalami kemunduran mental yang berat. Sekitar 1% penghuni Rumah Sakit Jiwa menderita penyakit fenilketonuria. Berat otak orang-orang ini lebih rendah dari normal, ada gangguan mielinisasi saraf dan refleks-refleksnya hiperaktif. Harapan hidup penderita fenilketonuria yang tidak diobati sangat berkurang. Setengahnya telah meninggal pada usia 20 tahun dan tigaperempatnya pada umur 30 tahun.

Selain fenilketonuria, defisiensi asparaginase dapat juga menyebabkan kurang nutrisi (malnutrition) akibat kekurangan asam aspartat. Sedang defisiensi transaminase, selain fenilketonuria, dapat juga menyebabkan lethargy (keinginan untuk tidur terus), hipotonia, hiperrefleksia, kurang nutrisi, dan beberapa perkembangan psikomotorik yang terganggu.

Jalur Degradasi Serin

Serin merupakan salah satu proteinogenik alami asam amino yang memiliki kodon: UCU, UCC, UCA, UCG, AGU dan AGC. Serin memainkan peran penting dalam fungsi katalitik dari banyak enzim. Yang terbukti terjadi di situs aktif kimotripsin, tripsin, dan banyak enzim lainnya. Yang biasa disebut juga gas saraf dan banyak substansi yang digunakan pada insektisida yang berfungsi dengan mengkombinasikannya dengan residu serin di situs aktif asetilkolin Esterase, yang menginhibisi enzim sepenuhnya. Asetilkolin yang tidak termetabolisme dengan baik tidak dapat didaur ulang ke dalam saraf untuk signaling (D-Serin, disintesis oleh serin racemase dari L-serin, yang berfungsi sebagai sinyal saraf dengan mengaktifkan reseptor NMDA di otak). Hal ini menyebabkan berkurangnya asetilkolin pada sambungan otot syaraf, dan mengakibatkan ketidakmampuan mengendalikan otot-otot, yang menyebabkan sesak napas, dan kematian.

Serin dapat diubah menjadi glisin, glisin yang dihasilkan teroksidasi menjadi CO2 dan NH3 serta menghasilkan produk N5,N10-methyleneTHF sebanyak dua ekivalen. Serin dapat di katabolisme balik menjadi glikolitik intermediet, 3-phosphogliserat dengan menggunakan enzim yang berbeda dengan enzim yang digunakan untuk biosintesis serin. Pada mamalia, serin dapat diubah menjadi piruvat melalui reaksi deaminasi yang dikatalisis oleh enzim serin dehidratase. Enzim serin dehidratase ini tidak dimiliki oleh

manusia. Serin kehilangan –H dari atom karbon dan kehilangan ion

hidroksida dari atom karbon dan menghasilkan aminoacrilat. Senyawa

yang dihasilkan ini kurang stabil karena dapat bereaksi dengan H2O menghasilkan piruvat dan NH4

+.

L-serin berperan dalam pertumbuhan dan perkembangan sel (perkembangbiakan sel). L-serin merupakan prekursor untuk neurotransmiter glisin dan D-serin, dan secara tidak langsung L-sistein, untuk neurotransmiter taurin. L-serin yang diperoleh dari phospholipis berperan pada produks mielin dan bertindak sebagai molekul pembawa lipid .

Kekurangan L-serin dapat menyebabkan penyakit keturunan yang jarang terjadi akibat kelainan metabolisme pada saat biosintesis L-serin dilakukan. Dari kebanyakan kasus yang dilaporkan, sejauh ini terlihat dari penurunan aktivitas 3-phosphoglycerate dehydrogenase (3-PDGH) yang dihasilkan pada serum dan tingkat CSF. Seorang anak yang kekurangan L-serin lahir dengan microchepaly bawaan, hal ini berlanjut dengan terhambatnnya psikomotor.

Telah teridentifikasi dua mutasi yang terjadi pada gen yang mengkode 3-PGDH pada manusia yang berlokasi pada kromosom 1 (1p12 or 1q12). Mutasi ini dihasilkan akibat pengaruh substitusi valin untuk metionin pada posisi 490 (V490M) pada enzim, untuk sebagian besar kasus yang dilaporkan, atau substitusi V425M pada sebagian kecil kasus yang dilaporkan. Pada kasus kekurangan 3-phosphoserine phosphatase (PSP), dilaporkan pula rendahnya tingkat CSF L-serin. Rendahnya tingkat serin pada Cerebral Spinal Fluid (CSF) merupakan indikator terpercaya untuk kekurangan 3-phosphoglycerate dehydrogenase (3-PDGH), 3-phosphoserine phosphatase (3-PSP).

Seorang anak yang didiagnosa kekurangan L-serin akan diberikan L-serin secara oral. L-serin akan diserap dengan cepat, melewati penghalang pada darah otak melalui asam amino netral pembawa. Pada beberapa kasus, anak tersebut juga akan ditangani dengan glisin disamping dosis L-serinnya.

Sumber :

Stryer, Lubert. 2000. Biokimia Edisi 4. United States : W.H. Freeman and Company p.957

http://www.wrongdiagnosis.com/g/gamma_aminobutyric_acid_transaminase_deficiency/intro.htm

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3375240

http://www.wrongdiagnosis.com/g/gamma_aminobutyric_acid_transaminase_deficiency/symptoms.htm

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1698772/

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8186353

http://www.serine.org/backgroundnon.htm