Metabolisme Protein
Protein
- Protein merupakan molekul yang terdiri dari rantai asam amino yang berperan dalam berbagai fungsi tubuh
- Protein dicerna dan diserap sebagai molekul peptida kecil dan asam amino bebas serta digunakan untuk re-sintesis protein
- Fokus utama dari metabolisme asam amino adalah pergantian protein (sintesis dan degradasi) dimana jumlah protein yang terdegradasi idealnya sama dengan asupan protein harian.
- Terdapat 20 asam amino yang menyusun molekul protein, 9 diantaranya merupakan asam amino esensial karena tidak disintesis tubuh sehingga perlu disuplai melalui diet
- Jumlah konsumsi protein harian yang direkomendasikan untuk orang dewasa adalah 0,8 g protein per kilogram berat badan.
- Terdapat anjuran tambahan konsumsi protein untuk golongan tertentu seperti ibu hamil dan menyusui, anak-anak yang sedang dalam masa pertumbuhan dan individu dengan kondisi patologis tertentu.
- Protein bisa didapat dari sumber hewani (daging, telur, dan susu) dan nabati (kacang-kacangan).
- Secara umum sumber hewani cenderung lebih unggul dari segi kuantitas maupun kualitas dibandingkan dengan bahan makanan nabati yang cenderung memiliki profil asam amino yang kurang lengkap. Oleh karena itu, keanekaragaman makanan dalam diet perlu diperhatikan.
- Protein diketahui dapat menimbulkan efek toksik ketika dikonsumsi dalam jumlah berlebih (e.g. gangguan pencernaan, gangguan ginjal, hingga kenaikan berat badan)
Biosintesis Protein
Biosintesis protein merupakan proses yang terdiri dari dua proses yaitu transkripsi dan translasi yang terjadi di inti sel.
- Transkripsi
- Transkripsi adalah proses di mana informasi genetik dalam DNA ditransfer menjadi mRNA melalui pembentukan untai mRNA yang komplementer.
- Transkripsi melibatkan enzim RNA polimerase yang membaca dan menyalin urutan basa DNA menjadi RNA.
- Hasilnya adalah molekul mRNA yang hampir identik dengan untai cetakan DNA.
Sumber: https://humanbiology.pressbooks.tru.ca/ - Setelah transkripsi, mRNA yang baru dibuat (pre-mRNA) perlu mengalami beberapa tahap pemrosesan sebelum menjadi mRNA matang.
- Modifikasi-modifikasi ini memungkinkan satu gen untuk menghasilkan lebih dari satu protein.
- Pemrosesan pre-mRNA terdiri dari:
- Translasi
- Setelah mRNA keluar dari inti sel, ia berpindah ke ribosom di sitoplasma.
- Ribosom membaca urutan kodon dalam mRNA dengan bantuan tRNA. Setiap tRNA membawa satu asam amino yang sesuai dengan kodon yang dibaca ribosom.
- Asam amino kemudian bergabung untuk membentuk rantai polipeptida, yang merupakan dasar pembentukan protein.
- Proses translasi ini terjadi secara berulang-ulang sampai seluruh urutan kodon dalam mRNA dibaca dan rantai polipeptida selesai terbentuk.
- Setelah translasi selesai, protein yang dihasilkan akan melalui tahap pemrosesan lebih lanjut untuk menjadi protein yang berfungsi.
- Translasi berlangsung melalui tiga tahap:
Sumber: https://humanbiology.pressbooks.tru.ca/ - Setelah rantai polipeptida disintesis, ia dapat mengalami proses tambahan (e.g. rantai tersebut dapat mengadopsi bentuk yang terlipat karena interaksi antara asam amino di dalamnya)
- Rantai polipeptida juga dapat berikatan dengan rantai polipeptida lain atau molekul-molekul lain seperti lipid atau karbohidrat.
- Banyak protein juga berpindah ke aparatus Golgi dalam sitoplasma untuk mengalami modifikasi yang sesuai dengan fungsi khusus yang akan dilakukannya.
Degradasi Protein
- Degradasi protein adalah proses di mana protein dipecah dan dieliminasi dari sel.
- Merupakan mekanisme penting untuk menjaga homeostasis seluler dan mengatur kadar protein dalam sel.
- Regulasi degradasi protein dikendalikan dengan ketat dan melibatkan berbagai faktor, termasuk sinyal khusus dalam struktur protein, modifikasi pascatranslasi, dan aktivitas enzim yang terlibat dalam jalur degradasi.
- Terdapat dua jalur utama degradasi protein: sistem ubiquitin-proteasom dan autofagi:
Referensi
- Rodwell VW, Bender DA, Botham KM, Kennely PJ, and Weil PA. Harper’s Illustrated Biochemistry. 30th ed. McGraw-Hill Education; 2015
- Cooper GM. The Cell: A Molecular Approach. 2nd edition. Sunderland (MA): Sinauer Associates; 2000. Protein Degradation. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9957/
- Parker, N., Schneegurt, M., Thi Tu, A-H., Lister, P., Forster, B.M. (2016, November 1). Microbiology [online]. Figure 11.15 Translation in bacteria begins with the formation of the initiation complex. In Microbiology (Section 11-4). OpenStax.
- Watford, M., & Wu, G. (2018). Protein. Advances in nutrition (Bethesda, Md.), 9(5), 651–653. https://doi.org/10.1093/advances/nmy027
