Daftar isi · 7 bagian
Asam amino adalah unit struktural protein yang menentukan sifat dan fungsinya. Terdapat 20 asam amino proteinogenik di dalam tubuh manusia, 8 di antaranya merupakan asam amino esensial. Pengetahuan tentang klasifikasi, sifat, dan metabolisme asam amino adalah dasar dari biokimia dan kedokteran klinis. Artikel ini menyajikan sistemisasi lengkap beserta korelasi klinisnya.
Struktur umum asam amino
Semua asam amino proteinogenik adalah asam α-amino dengan rumus umum:
- Karbon-α (kiral, kecuali glisin) — terikat pada 4 gugus:
- Gugus amino (−NH₂)
- Gugus karboksil (−COOH)
- Atom hidrogen (−H)
- Rantai samping (gugus R) — menentukan sifat asam amino
Pada pH fisiologis 7,4, asam amino berada sebagai zwitterion (−NH₃⁺ dan −COO⁻). Semua asam amino proteinogenik adalah isomer L.
Klasifikasi berdasarkan sifat gugus R
| Kelompok | Asam amino | Karakteristik |
|---|---|---|
| Non-polar (hidrofobik) | Gly, Ala, Val, Leu, Ile, Pro, Met, Phe, Trp | Terletak di bagian dalam protein globular, menstabilkan struktur |
| Polar tidak bermuatan | Ser, Thr, Cys, Tyr, Asn, Gln | Membentuk ikatan hidrogen, berperan dalam katalisis |
| Bermuatan positif (basa) | Lys, Arg, His | Pada pH 7,4 membawa muatan (+). His — satu-satunya dengan pKa ~6, bertindak sebagai bufer pada pH fisiologis |
| Bermuatan negatif (asam) | Asp, Glu | Pada pH 7,4 membawa muatan (−). Glutamat — neurotransmiter eksitatori utama |
Asam amino esensial
8 asam amino tidak dapat disintesis oleh tubuh manusia dan harus diperoleh dari makanan:
Mnemonik: "Phe, Val, Trp, Thr, Ile, Met, His*, Arg*, Leu, Lys" (PVT TIM HALL) (PVT TIM HALL: Phe, Val, Trp, Thr, Ile, Met, His*, Arg*, Leu, Lys)
| Asam amino | Kode satu huruf | Fungsi / defisiensi |
|---|---|---|
| Fenilalanin (Phe) | F | Prekursor tirosin → dopamin, norepinefrin. Kelainan: fenilketonuria (PKU) |
| Valin (Val) | V | BCAA (asam amino rantai cabang) — dimetabolisme di otot |
| Triptofan (Trp) | W | Prekursor serotonin dan melatonin, NAD⁺ (niasin). Defisiensi → pelagra |
| Treonin (Thr) | T | Glikosilasi protein, sintesis musin |
| Isoleusin (Ile) | I | BCAA, bersifat ketogenik dan glukogenik sekaligus |
| Metionin (Met) | M | Donor gugus metil (melalui SAM), asam amino inisiator dalam translasi |
| Leusin (Leu) | L | BCAA, murni ketogenik (bersama lisin). Aktivator mTOR |
| Lisin (Lys) | K | Murni ketogenik, hidroksilasi → bagian dari kolagen |
*His dan Arg — esensial bersyarat (esensial pada anak-anak).
Asam amino glukogenik dan ketogenik
- Glukogenik — dimetabolisme menjadi piruvat atau intermediat siklus Krebs → dapat menghasilkan glukosa (glukoneogenesis). Mayoritas asam amino
- Ketogenik — dimetabolisme menjadi asetil-KoA atau asetoasetat → badan keton. Asam amino yang murni ketogenik hanyalah Leu dan Lys
- Campuran (gluko- dan ketogenik): Ile, Phe, Thr, Trp, Tyr
Mnemonik untuk ketogenik: «Only Leucine and Lysine are purely Ketogenic» → LL.
Modifikasi pascatranslasi
- Hidroksilasi prolin dan lisin (vitamin C!) → kolagen. Defisiensi vitamin C → skorbut (kolagen tidak stabil)
- Fosforilasi serin, treonin, tirosin → regulasi enzim (kinase/fosfatase)
- Karboksilasi glutamat (vitamin K!) → faktor pembekuan darah (II, VII, IX, X)
- Metilasi lisin dan arginin pada histon → regulasi ekspresi gen
- Ikatan disulfida antar sistein → stabilisasi struktur tersier (imunoglobulin, insulin)
Korelasi klinis
| Penyakit | Kelainan | Asam amino |
|---|---|---|
| Fenilketonuria (PKU) | Defisiensi fenilalanin hidroksilase | ↑ Phe, ↓ Tyr |
| Penyakit urine sirup mapel | Defisiensi dehidrogenase α-ketoasid BCAA | ↑ Val, Leu, Ile |
| Homosistinuria | Defisiensi sistationin-β-sintase | ↑ homosistein, ↓ sistein |
| Alkaptonuria | Defisiensi homogentisat oksidase | ↑ asam homogentisat (dari Tyr) |
| Skorbut | Defisiensi vitamin C → gangguan hidroksilasi | Pro, Lys pada kolagen |
Pertanyaan yang Sering Diajukan (FAQ)
Mengapa leusin dan lisin murni ketogenik?
Katabolisme keduanya hanya menghasilkan asetil-KoA dan/atau asetoasetat. Asetil-KoA tidak dapat diubah menjadi piruvat atau OAA (manusia tidak memiliki siklus glioksilat) → tidak dapat menghasilkan glukosa. Semua asam amino lainnya setidaknya sebagian bersifat glukogenik.
Mengapa skrining neonatus untuk PKU diperlukan?
Fenilketonuria (1:10000) — tanpa pengobatan, penumpukan fenilalanin menyebabkan disabilitas intelektual yang berat. Diagnosis dini (uji Guthrie pada hari ke 4–5 kehidupan) dan diet bebas fenilalanin mencegah kerusakan otak. Ini adalah salah satu contoh skrining neonatus yang paling sukses.
Pelajari kimia melalui pelajaran interaktif di platform. Topik terkait: siklus Krebs, mitosis dan meiosis, antibiotik. Gunakan kalkulator klinis untuk perhitungan biokimia.