Katabolisme Asam Amino di Tubuh Manusia

Protein merupakan makromolekul yang memiliki banyak peran bagi tubuh. Molekul ini merupakan unit pembangun sel dan memiliki peran fisiologis penting dalam bentuk protein enzim atau hormon. Protein diperoleh dari makanan, dengan daging, telur dan susu sebagai sumber utama. Protein terbentuk dari molekul asam amino yang saling berikatan dengan ikatan peptida. Terdapat 20 jenis asam amino yang memiliki struktur dan sifat yang berbeda-beda.

Protein dalam makanan akan dipecah menjadi asam amino dalam sistem pencernaan manusia. Enzim-enzim pepsin, tripsin, dan protease akan memecah protein sehingga diperoleh asam amino yang akan diserap dan diedarkan ke seluruh tubuh. Asam amino ini akan digunakan dalam proses sintesis protein membentuk enzim, hormon, dan sel-sel baru.

Baca juga Uji Biuret Untuk Protein

Katabolisme asam amino adalah proses pemecahan molekul asam amino menjadi molekul yang lebih sederhana untuk dibuang gugus aminanya dan rangka karbonnya digunakan sebagai penghasil energi. Katabolisme asam amino dapat terjadi apabila tubuh kelebihan pasokan asam amino dari makanan (karena tubuh tidak bisa menyimpan kelebihan asam amino) atau karena tubuh sangat kekurangan energi disebabkan kelaparan yang sangat ekstrim.

Saat seseorang lapar, glikogen akan dipecah untuk menghasilkan glukosa. Apabila glikogen telah terpakai, lemak menjadi pilihan selanjutnya untuk digunakan sebagai sumber energi. Apabila lemak sudah terpakai, protein akan menjadi pilihan terakhir tubuh untuk mencukupi kebutuhan energinya.

Katabolisme asam amino menghasilkan gugus amina dan rangka karbon. Gugus amina akan diubah menjadi urea untuk dikeluarkan dalam bentuk urin, sedangkan rangka karbon akan digunakan sebagai sumber energi.

Gugus amina dapat dibebaskan dari asam amino melalui reaksi transaminasi, deaminasi, dan dekarboksilasi. Terdapat sekitar 12 asam amino yang mengalami reaksi transaminasi dalam proses pemecahannya, beberapa asam amino lain mengalami deaminasi dan dekarboksilasi.

Transaminasi adalah reaksi pemindahan gugus amina secara enzimatik dari suatu asam amino ke suatu asam alfa keto (alfa ketoglutarat) dan menghasilkan glutamat. Glutamat sendiri merupakan jenis asam amino yang berfungsi mengumpulkan gugus amina hasil transaminasi. Enzim amino transferase mengkatalisis reaksi transaminasi melalui 2 langkah sebagai berikut.

• Gugus amina dari asam amino ditransfer ke enzim.
• Gugus amina ditransfer ke alfa ketoglutarat menghasilkan glutamat dan enzim kembali seperti semula.

Reaksi deaminasi terbagi menjadi deaminasi oksidatif dan deaminasi non oksidatif. Contoh asam amino yang mengalami deaminasi oksidatif adalah glutamat yang dikatalisis oleh enzim L-glutamat dehidrogenase yang dibantu oleh NAD⁺ dan NADP⁺. Glutamat akan mengalami deaminasi menghasilkan alfa ketoglutarat dan ion ammonium (NH4⁺). Contoh asam amino yang mengalami deaminasi non oksidatif adalah serin. Enzim serin dehidrase akan melepaskan gugus amina dari serin dan menghasilkan asam piruvat. Asam amino treonin juga dapat mengalami deaminasi non oksidatif oleh enzim treonin dehidratase menghasilkan keto butirat.

Dekarboksilasi adalah proses degradasi asam amino yang menghasilkan senyawa amin. Contoh asam amino yang mengalami dekarboksilasi adalah histidin yang akan diubah menjadi histamin dan karbondioksida, reaksi tersebut dikatalisis oleh enzim histidin dekarboksilase. Triptofan juga akan mengalami dekarboksilasi dan menghasilkan triptamin.

Sedangkan gugus amina di dalam jaringan akan duibah menjadi amonia. Senyawa amonia merupakan racun yang dapat membahayakan tubuh sehingga perlu diubah menjadi urea yang tidak beracun di dalam hati. Urea kemudian akan dikeluarkan bersama dengan urin.

Baca juga Siklus Urea, Pengubahan Amonia Menjadi Urea.

Rangka karbon hasil degradasi asam amino akan memasuki siklus krebs untuk diolah menghasilkan energi. Apabila kebutuhan energi telah tercukupi, rangka karbon akan diubah menjadi glukosa untuk asam amino glukogenik atau ketosa dan asam lemak untuk asam amino ketogenik.

Rangka karbon asam amino masuk dalam siklus krebs

Masing-masing asam amino memiliki struktur rangka karbon yang berbeda sehingga akan memasuki tahapan siklus krebs yang berbeda pula. Asam amino asparagin misalnya, setelah mengalami deaminasi dan proses lainnya akan berubah menjadi oksaloasetat, tirosin akan menjadi fumarat, sedangkan valin akan menjadi suksinil-CoA. Selengkapnya dapat diperhatikan pada gambar di atas.