MATA KULIAH : BIOKIMIA

“METABOLISME NUKLEOTIDA PURIN DAN PIRIMIDIN”

DISUSUN OLEH: KELOMPOK

SANTRI M NINGSIH H31113328SARIFAH H31113329SUCI PARAMITA H31113330ROSDIANA H31113333

JURUSAN KIMIAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS HASANUDDIN2014

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas Rahmatnya sehingga

kami dapat menyelesaikan tugas makalah ini yang membahas tentang METABOLISME

PURIN DAN PIRIMIDIN.

Makalah ini merupakan hasil diskusi kelompok kami.Pembahasan di dalamnya kami

dapatkan dari kuliah, browsing internet, diskusi anggota, dll. Dengan pemahaman berdasarkan

pokok bahasan masalah Metabolisme Purin dan Pirimidin.

Kami sadari makalah ini masih jauh dari kesempurnaan. Kritik dan saran yang membangun

dari semua pihak sangat kami harapkan demi kesempurnaan makalah yang

selanjutnya.Demikian yang dapat kami sampaikan, semoga makalah ini dapat bermanfaat

khususnya bagi kami yang sedang menempuh pendidikan dan dapat dijadikan pelajaran bagi

teman-teman dan kami khususnya.

Makassar, 26 Oktober 2014

Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

BAB I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang……………………………………………………………………...4

1.2 Rumusan Masalah………………………………………………………………..…5

1.3 Tujuan Penulisan…………………………………………………………………...6

BAB II. PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Purin dan Pirimidin……………………………………………….……7

2.1.2 Tata Nama……………………………………………………………………7

2.2 Bentuk Struktur Purin dan Pirimidin………………………………………………7

2.3 Metabolisme Purin dan Pirimidin………………………………………………….9

2.3.1 Metabolisme Purin…………………………………………………………..9

2.3.1.1 Biosintesis Purin……………………………………………………….9

2.3.1.2 Katabolisme Purin……………………………………………………..9

2.3.2 Metabolieme Pirimidin……………………………………………………13

2.3.2.1 Biosintesis Pirimidin………………………………………………….13

2.3.2.2 Katabolisme Pirimidin………………………………………………..16

2.4 Kelainan Metabolisme Purin dan Pirimidin……………………………………….17

BAB III. PENUTUP

A. Kesimpulan……………………………………………………………………….19

B. Saran………………………………………………………………………………19

DAFTAR PUSTAKA.......................................................................................................20

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Purin dan Pirimidin merupakan komponen utama DNA, RNA, koenzim (NAD, NADP,

ATP, UDPG). Inti purin dan pirimidin adalah inti dari senyawa komponen molekul nukleotida

asam nukleat RNA dan DNA. Contoh Pirimidin: (sitosin, urasil, timin) → dimetabolisme jadi

CO2 dan NH3. Sedangkan contoh Purin adalah Adenin dan Guanin. Purin dan Pirimidin

merupakan unsur yang nonesensial secara dietetik artinya manusia dapat mensintesis

nukleotida secara denovo (dari senyawa intermediet anfibolik), meskipun tidak

mengkonsumsi asam nukleat.

Sintesis purin terjadi di hati. Sintesis dari nukleotida purin dimulai dengan PRPP dan

mengarah ke penuh pertama terbentuk nukleotida, inosine 5′-monophosphate (IMP). jalur ini

adalah diagram di bawah ini. Basis purin tanpa terikat pada molekul ribosa terlampir adalah

Hipoxantina. Basis purin dibangun di atas ribosa dengan beberapa amidotransferase dan reaksi

transformylation. Sintesis IMP membutuhkan lima mol ATP, dua mol glutamin, satu mol

glisin, satu mol CO 2, satu mol aspartate dan dua mol formate. Para moieties formil dilakukan

pada tetrahydrofolate (THF) dalam bentuk N 5, N 10-methenyl-THFdan N 10-formil-THF.

Sintesis AMP dan GMP dari IMP

Sintesis pertama terbentuk sepenuhnya nukleotida purin, monophosphate inosine, IMP

dimulai dengan 5-phospho-α-ribosyl-1-pirofosfat, PRPP. Melalui serangkaian reaksi

menggunakan ATP, tetrahydrofolate (THF) derivatif, glutamin, glisin dan aspartate ini

menghasilkan jalur IMP. Tingkat membatasi reaksi ini dikatalisis oleh glutamin

amidotransferase PRPP, enzim ditunjukkan oleh 1 pada Gambar tersebut. Struktur nucleobase

dari IMP (Hipoxantina) akan muncul.

IMP merupakan titik cabang untuk biosintesis purin, karena dapat dikonversi menjadi

baik AMP atau GMP melalui dua jalur reaksi yang berbeda. jalur yang mengarah ke AMP

memerlukan energi dalam bentuk GTP; yang mengarah ke GMP memerlukan energi dalam

bentuk ATP. Pemanfaatan GTP dalam jalur untuk sintesis AMP memungkinkan sel untuk

mengontrol proporsi AMP dan GMP untuk dekat kesetaraan. GTP akumulasi kelebihan akan

menyebabkan sintesis AMP dipercepat dari IMP sebaliknya, dengan mengorbankan sintesis

GMP. Sebaliknya, sejak konversi IMP untuk GMP memerlukan ATP, akumulasi kelebihan

ATP menyebabkan sintesis percepatan GMP atas yang AMP.

Sintesis dari pirimidin kurang kompleks dibandingkan dengan purin, karena dasar jauh

lebih sederhana.  Basis menyelesaikan pertama adalah berasal dari 1 mol glutamin, salah satu

mol ATP dan satu mol CO 2 (yang merupakan karbamoilfosfat) dan satu mol aspartate.

Sebuah mol tambahan glutamin dan ATP yang diperlukan dalam konversi UTP untuk CTP

adalah. Jalur biosintesis pirimidin yang digambarkan di bawah ini.  Karbamoilfosfat

digunakan untuk sintesis nukleotida pirimidin berasal dari glutamin dan bikarbonat, dalam

sitosol, yang bertentangan dengan siklus karbamoil fosfat urea berasal dari amonia dan

bikarbonat dalam mitokondria.  Reaksi siklus urea dikatalisis oleh sintetase karbamoilfosfat I

(CPS-I) sedangkan prekursor nukleotida pirimidin disintesis oleh CPS-II. karbamoilfosfat

kemudian kental dengan aspartat dalam reaksi dikatalisis oleh enzim yang membatasi laju

biosintesis nukleotida pirimidin, transcarbamoylase aspartate (ATCase).

1.2 RUMUSAN MASALAH

A. Apakah pengertian dari purin dan pirimidin?

B. Bagaimana struktur purin dan pirimidin?

C. Bagaimana metabolisme purin dan pirimidin?

D. Bagaimana biosintesis nukleotida purin dan pirimidin?

E. Bagimana katabolisme purin dan pirimidin?

F. Bagimana kelainan purin dan pirimidin?

1.3 TUJUAN PENULISAN

1. Untuk mengetahui pengertian dari purin dan pirimidin?

2. Untuk mengetahui bagaimana struktur purin dan pirimidin?

3. Untuk mengetahui bagaimana metabolisme purin dan pirimidin?

4. Untuk mengetahui bagaimana biosintesis purin dan pirimidin?

5. Untuk mengetahui bagaimana katabolisme purin dan pirimidin?

6. Untuk mengetahui bagimana kelainan purin dan pirimidin?

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Purin dan Pirimidin

Purin dan Pirimidin merupakan komponen utama DNA, RNA, koenzim (NAD, NADP,

ATP, UDPG). Inti purin dan pirimidin adalah inti dari senyawa komponen molekul nukleotida

asam nukleat RNA dan DNA. Contoh Pirimidin: (sitosin, urasil, timin) → dimetabolisme jadi

CO2 dan NH3. Sedangkan contoh Purin adalah Adenin dan Guanin. Purin dan Pirimidin

merupakan unsur yang nonesensial secara dietetik artinya manusia dapat mensintesis

nukleotida secara denovo (dari senyawa intermediet anfibolik), meskipun tidak

mengkonsumsi asam nukleat.

Nukleosida diberi nama sesuai nama basa pembentuknya: adenin nukleisida (adenosin),

guanin nukleisida (guanosin), urasil nukleosida (uridin), timin nukleisida (timidin), sitosin

nukleisida (sitidin).

Purin dan pirimidin merupakan komponen utama DNA, RNA, koenzim, (NAD,

NADP, ATP, UDPG)

Contoh Purin: (adenin, guanin, hipoxantin, xantin) → dimetabolisme jadi asam urat

Contoh Pirimidin: (sitosin, urasil, timin) → dimetabolisme jadi CO2 dan NH3

2.1.2 Tata Nama

2.2 Bentuk Struktur Purin dan Pirimidin

PURIN

PIRIMIDIN

2.3 Metabolisme Purin dan Pirimidin

Nukleoprotein → asam nukleat + protein

Asam nukleat → gabungan nukleotida

Nukleotida → nukleosida + asam fosfat

Nukleosida → basa purin/pirimidin + pentosa

Hidrolisis nukleoprotein → protein, asam fosfat, pentosa, basa purin atau basa

pirimidin

2.3.1 Metabolisme Purin

2.3.1.1 Biosintesis Nukleotida Purin

Hasil penelitian dengan menggunakan radioisotop, ternyata setiap komponen yang

dijumpai dalam kerangka inti purin berasal dari bermacam-macam sumber diantara lain :

1. Atom C (6) inti purin berasal dari atom karbon molekul CO2 udara pernafasan.

2. Atom N (1) inti purin bersal dari atom nitrogen gugus amino (-NH2) molekul aspartat.

METABOLISME PURIN DAN PIRIMIDIN

NUKLEOPROTEIN

ASAM NUKLEAT

MONONUKLEOTIDA

MONONUKLEOSIDA

PURIN PIRIMIDINASAM URAT CO2 DAN H2O

3. Atom C (2) dan atom C (8) inti purin adalah produk reaksi transformilasi yang berasal

dari senyawa donor gugus formil yang mengakibatkn koenzim FH4 (tetra hidro folat).

4. Atom N (3) dan atom N (9) berasal dari nitrogen gugus amida molekul glutamin.

5. Atom C (4) atom C (5) dan atom N (7) merupakan molekul glisin.

Tahapan biosintesis Purin

1. Sintesis purin diawali oleh reaksi pembentukan molekul PRPP (5-phospho ribosil pyro

phosphate) yang berasal dari ribosa-5P yang mengkaitkan ATP dan ion Mg²+ sebagai

aktivator.

2. Selanjutnya pembentukan senyawa 5-Phosphoribosilamin dari hasil reaksi PRPP

dengan glutamin. Reaksi ini menghasilkan pula asam amino glutamat + Ppi.

3. Berikutnya pembentukan senyawa GAR (glycin amid ribosil-5P) dari hasil reaksi

ribosilamin-5P dengan glisin yang mengaktipkan ATP dan Mg²+ sebagai aktivator

dan yang dikatalisis oleh enzim GAR syn-thetase.

4. Kemudian GAR melakukan reaksi formilasi yang dikatalisis oleh enzim transformilase

dengan koenzim FH4 (tetrahidrofolat) dan senyawa donor gugus formil, membentuk

senyawa formil glisin amid ribosil-5P nya. Atom karbon gugus formil tersebut

menempati posisi atom C-8 inti purin.

5. Kemudian senyawa formil glisin amid ribosil 5P melakukn reaksi aminasi (pada atom

karbon ke-4 nya) dengan senyawa donor amino (berupa glutamin) dan terbentuknya

senyawa formil- glisinamidin- ribosil-5P.atom N gugus amino yang baru menempati

posisi N-3 inti purin.

6. Selanjutnya terjadi reaksi penutupan rantai dan terbentuknya senyawa amino-

imidazole- ribosil-5P, selanjutnya senyawa-senyawa amino- imidazole- ribosil-5P

melakukan fiksasi CO2 dengan biotin sebagai koenzim dan atom karbon yang difiksasi

tersebut menempati atom C (6) inti purin. Dilanjutkan reaksinya dengan aspartat

membentuk senyawa 5-amino- 4- imidazole- N- suksinil karboksamid ribosil-5P.

7. Senyawa 5-amino- 4- amidazole- karboksamid- ribosil- 5P, melakukan reaksi formilasi

yang dikatalisis oleh enzim transformilase dengan koenzim FH4 (tetrahidrofolat) dan

senyawa donor gugus formil, maka terbentukny senyawa 5- formamido- 4- imidazole

karboksamide- ribosil-5P.

8. Akhirnya terjadilah reaksi penutupan cincin yang ke-2 kalinya terbentuklah derivat

purin yang pertama berupa IMP (inosin monophosphate= inosinic acid) yaitu derivat

hiposantin atau 6- oksipurin. Sedangkan AMP dan GMP diturunkan dari IMP.

2.3.1.2 Katabolisme Purin

Pada manusia hasil akhir katabolisme purin adalah asam urat. Sebagian mamalia (tidak

termasuk manusia) dapat mengoksidasi asam urat menjadi allantoin, yang selanjutnya dapat

didegradasi menjadi urea dan amonia.

Tahapan reaksi pembentukan asam urat serta berbagai kelainan yang dapat terjadi

akibat defisiensi enzim yang terkait adalah sebagai berikut:

1. Gugus amino akan dilepaskan dari AMP membentuk IMP, atau dari adenosin

membentuk inosin (hipoxantin).

2. IMP dan GMP oleh enzim 5’-nukleotidase akan diubah ke bentuk nukleosida, yaitu

inosin dan guanosin.

3. Purine nukleosida fosforilase akan menubah inosin dan guanosin menjadi basa purin,

yaitu hipoxantin dan guanin.

4. Guanin akan mengalami deaminasi menjadi xantin.

5. Hipoxantin akan dioksidasi oleh enzim xantin oksidase membentuk xantin, yang

selanjutnya akan dioksidasi kembali oleh enzim yang sama menjadi asam urat, yang

merupakan produk akhir dari proses degradasi purin pada manusia. Asam urat akan

diekskresikan ke dalam urin.

2.3.2 Metabolisme Pirimidin

2.3.2.1 Biosintesis Pirimidin

Umumnya biosintesis pirimidin dan purin memerlukan bahan pembentukan yang sama

misalnya PRPP, glutamin, CO2, asam aspartat, koenzim tetrahidrofolat (FH4).

Tetapi ada satu perbedaan yang jelas sekali yaitu pada saat terjadinya penambahan

gugus ribosa-P (pada biosintesis purin), penambahan gugus ribosa-P tersebut sudah

berlangsung ditahap awal. Sedangkan pada biosintesis pirimidin berlangsung setelah

perjalanan beberapa tahap lebih jauh.

Tahapan biosintesis pirimidin

1. Biosintesis pirimidin diawali oleh reaksi pembentukan karbamoil-P yang dihasilkan

dari reaksi antara glutamin, ATP dan CO2 yang dikatalisis oleh enzim karbamoil-P

sintetase yang berlangsung didalam sitosol. Berbeda dengan enzim karbamoil-P

sinthase yang bekerja pada reaksi pembentukan urea, dimana reaksi nya berlangsung

bukan didalam sitosol melainkan didalam mitokondria.

2. Berikutnya karbamoil-P berkondensasi dengan asam aspartat menghasilkan senyawa

karbamoil-asparta. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim aspartat transkarbamoilase.

3. Berikutnya terjadi reaksi penutupan rantai sambil membebaskan H2O dari molekul

karbamoil-aspartat sehingga dihasilkan asam dehidro orotat (DHOA= dihidroorotic

acid). Reaksi tersebut dikatalisis oleh enzim dihidroorotase.

4. Berikutnya melalui reaksi yang dikatalisis oleh enzim DHOA dehidrogenase dengan

koenzim NAD+, DHOA menghasilkan asam arotat (OA=orotic acid).

5. Selanjutnya terjadi reaksi penambahan gugus ribosa-P pada asam orotat. Reaksi ini

dikatalisis oleh enzim orotat fosforibosil transferase dan dihasilkan orotidilat OMP

(orotidin mono posphate).

6. Akhirnya enzim orotidilat dikarboksilase mengkatalisis reaksi dikarboksilasi orotidilat

dan menghasilkan uridilat (uridin mono phosphate)yaitu produk nukleotida pertama

pada biosintesis pirimidin.

7. Pada reaksi (12) adalah satu-satunya reaksi biosintesis nukleotida pirimidin yang

membutuhkan turunan tetrahidrofolat. Gugus metilen pada N5, N10 –metilen-

tetrahidrofolat direduksi menjadi gugus metal yang ditransfer dan tetrahidrofolat

dioksidasi menjadi dihidrofolat. Agar sintesis pirimidin dapat berlangsung dihidrofolat

harus direduksi kembali menjadi tetrahidrofolat, reaksi ini dikatalisis oleh

dehidrofolatreduktase. Oleh karena itu, sel yang sedang membelah, yang harus

mengasilkan TMP dan dihidrofolat.

Gambar skema biosintesis pirimidin

2.3.2.2 Katabolisme Pirimidin

2.4. Kelainan Metabolisme Purin dan Pirimidin

Metabolisme Purin

Asam urat adalah produk akhir katabolisme purin pada manusia, guanin yang berasal

dari guanosin dan hiposantin yang berasal dari andenosin melalui pembentukan santin

keduanya dikonversi menjadi asam urat, reaksinya berturut-turut dikatalisis oleh enzim

guanase dan santin oksidase.

Masalah klinik metabolisme purin

1. Gout adalah suatu penyakit dimana terjadi penumpukan asam urat dalam tubuh secara

berlebihan, baik akibat produksi yang meningkat, pembuangan melalui ginjal yang

menurun atau peningkatan asupan makanan kaya purin

1) Gout terjadi ketika cairan tubuh sangat jenuh akan asam urat. Karna kadar nya

yang tinggi.

2) Gout ditandai dengan :

Serangan berulang dari athritis yang akut, kadang disertai pembentukan kristal

natrium urat yang besar dinamakan tophus deformitas (kerusakan) sendi secara

kronis, dan cedera pada ginjal.

2. Sindrom Lesch-nyhan adalah suatu hiperurisemia over produksi yang sering disertai

litiasis asam urat serta sindrom self-mutilation terjadi karena tidak berfungsinya enzim

hipoxantin-guanin fosforibosil transferase yang merupakan enzim pada penyelamatan

pada reaksi purin.

3. Penyakit von gierke adalah defisiensi glukosa fosfatase yang terjadi karena sekunder

akibat peningkatan atau pembentukan prekursor PRPP, ribosa 5-fosfat, disamping it

asidosis laktat yang menyertai akan menikan ambang ginjal untuk urat sehingga terjadi

peningkatan total kadar urat dalam tubuh.

Metabolisme Pirimidin

1. Hasil akhir katabolisme pirimidin: CO2, ammonia, betalanin dan propionat sangat

mudah larut dalam air bila overproduksi dan jarang didapati kelainan.

2. Hiperurikemia dengan overproduksi PPRP akan terjadi peningkatan nukleotida dan

peningkatan ekskresi dari betalanin.

3. Defisiensi folat dan vitamin B12 dengan defisiensi TMP.

Masalah klinik metabolisme pirimidin

Hasil akhir metabolisme pirimidin larut dalam air, tidak banyak kelainan yang

disebabkannya.

Kelainan autosomal resesif

1. Hereditary orotic aciduria

tipe I:

a) tipe yang lebih sering def. orotat fosforibosil transferase & orotidilat

dekarboksilase

b) terjadi anemia megaloblastik, tdp kristal jingga dalam urine.

Tipe II :

Karena defisiens6i orotidilat dekarboksilas.

2. Reye’s Syndrome

a) Gangguan pada mitokondria hati

b) Orotikasiduria sekunder karena ketidakmampuan mitokondri memakai

karbamoil fosfat (pada defisiensi ornitin trankarbamoilase) over produksi asam

orotat

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Purin dan Pirimidin merupakan komponen utama DNA, RNA, koenzim (NAD,

NADP, ATP, UDPG). Inti purin dan pirimidin adalah inti dari senyawa komponen molekul

nukleotida asam nukleat RNA dan DNA. Contoh Pirimidin: (sitosin, urasil, timin) →

dimetabolisme jadi CO2 dan NH3. Sedangkan contoh Purin adalah Adenin dan Guanin. Purin

dan Pirimidin merupakan unsur yang nonesensial secara dietetik artinya manusia dapat

mensintesis nukleotida secara denovo (dari senyawa intermediet anfibolik), meskipun tidak

mengkonsumsi asam nukleat.

DAFTAR PUSTAKA

Harper, 2001, Biokimia Edisi Ke-27, Buku Kedokteran (EGC), Jakarta.