Metabolisme Asam Amino

 Asam amino adalah salah satu senyawa yang ada didalam tubuh makhluk hidup yang diantaranya hewan dan manusia yang berguna untuk sebagai sumber bahan utama pembentukan protein dalam tubuh.

Asam amino adalah sembarang senyawa organik yang memiliki gugus fungsional karboksil (-COOH) dan amina (biasanya -NH2). Dalam biokimia seringkali pengertiannya dipersempit: keduanya terikat pada satu atom karbon (C) yang sama (disebut atom C "alfa" atau α). Gugus karboksil memberikan sifat asam dan gugus amina memberikan sifat basa. Dalam bentuk larutan, asam amino bersifat amfoterik: cenderung menjadi asam pada larutan basa dan menjadi basa pada larutan asam. Perilaku ini terjadi karena asam amino mampu menjadi zwitter-ion. Asam amino termasuk golongan senyawa yang paling banyak dipelajari karena salah satu fungsinya sangat penting dalam organisme, yaitu sebagai penyusun protein.

Struktur asam amino secara umum adalah satu atom C yang mengikat empat gugus: gugus amina (NH2), gugus karboksil (COOH), atom hidrogen (H), dan satu gugus sisa (R, dari residue) atau disebut juga gugus atau rantai samping yang membedakan satu asam amino dengan asam amino lainnya.

Atom C pusat tersebut dinamai atom Cα ("C-alfa") sesuai dengan penamaan senyawa bergugus karboksil, yaitu atom C yang berikatan langsung dengan gugus karboksil. Oleh karena gugus amina juga terikat pada atom Cα ini, senyawa tersebut merupakan asam α-amino.

Asam amino biasanya diklasifikasikan berdasarkan sifat kimia rantai samping tersebut menjadi empat kelompok. Rantai samping dapat membuat asam amino bersifat asam lemah, basa lemah, hidrofilik jika polar, dan hidrofobik jika nonpolar.
[sunting] Isomerisme pada asam amino
Dua model molekul isomer optis asam amino alanina

Karena atom C pusat mengikat empat gugus yang berbeda, maka asam amino—kecuali glisina—memiliki isomer optik: l dan d. Cara sederhana untuk mengidentifikasi isomeri ini dari gambaran dua dimensi adalah dengan "mendorong" atom H ke belakang pembaca (menjauhi pembaca). Jika searah putaran jarum jam (putaran ke kanan) terjadi urutan karboksil-residu-amina maka ini adalah tipe d. Jika urutan ini terjadi dengan arah putaran berlawanan jarum jam, maka itu adalah tipe l. (Aturan ini dikenal dalam bahasa Inggris dengan nama CORN, dari singkatan COOH - R - NH2).

Pada umumnya, asam amino alami yang dihasilkan eukariota merupakan tipe l meskipun beberapa siput laut menghasilkan tipe d. Dinding sel bakteri banyak mengandung asam amino tipe d.
[sunting] Polimerisasi asam amino

Lihat juga artikel tentang ekspresi genetik.
Reaksi kondensasi dua asam amino membentuk ikatan peptida

Protein merupakan polimer yang tersusun dari asam amino sebagai monomernya. Monomer-monomer ini tersambung dengan ikatan peptida, yang mengikat gugus karboksil milik satu monomer dengan gugus amina milik monomer di sebelahnya. Reaksi penyambungan ini (disebut translasi) secara alami terjadi di sitoplasma dengan bantuan ribosom dan tRNA.

Pada polimerisasi asam amino, gugus -OH yang merupakan bagian gugus karboksil satu asam amino dan gugus -H yang merupakan bagian gugus amina asam amino lainnya akan terlepas dan membentuk air. Oleh sebab itu, reaksi ini termasuk dalam reaksi dehidrasi. Molekul asam amino yang telah melepaskan molekul air dikatakan disebut dalam bentuk residu asam amino.
[sunting] Zwitter-ion
Asam amino dalam bentuk tidak terion (kiri) dan dalam bentuk zwitter-ion.

Karena asam amino memiliki gugus aktif amina dan karboksil sekaligus, zat ini dapat dianggap sebagai sekaligus asam dan basa (walaupun pH alaminya biasanya dipengaruhi oleh gugus-R yang dimiliki). Pada pH tertentu yang disebut titik isolistrik, gugus amina pada asam amino menjadi bermuatan positif (terprotonasi, –NH3+), sedangkan gugus karboksilnya menjadi bermuatan negatif (terdeprotonasi, –COO-). Titik isolistrik ini spesifik bergantung pada jenis asam aminonya. Dalam keadaan demikian, asam amino tersebut dikatakan berbentuk zwitter-ion. Zwitter-ion dapat diekstrak dari larutan asam amino sebagai struktur kristal putih yang bertitik lebur tinggi karena sifat dipolarnya. Kebanyakan asam amino bebas berada dalam bentuk zwitter-ion pada pH netral maupun pH fisiologis yang dekat netral.

Pengertian Biokimia

Biokimia berasal dari kata bio artinya organisme hidup, sedangkan kimia adalah satu cabang ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang perilaku dari bahan-bahan kimia. Ilmu Kimia juga menitikberatkan terhadap komposisi bahan dan sifat-sifat yang berhubungan dengan komposisi. Juga mengkonsentrasikan perbedaan interaksi senyawa satu dengan senyawa lainnya dalam reaksi kimia untuk membentuk zat-zat baru (Brady dan Humiston, 1986). Dengan demikian dapat digabungkan dua pengertian diatas bahwa Biokimia meliputi studi tentang susunan kimia sel, sifat senyawa serta reaksi yang terjadi di dalam sel, senyawa-senyawa yang menunjang aktivitas organisme hidup serta energi yang diperlukan atau dihasilkan (Poedjiadi, 1994).

Ilmu Biokimia bertujuan mempelajari sifat zat kimia yang terdapat di dalam jasad hidup dan senyawa yang diproduksinya, mempelajari fungsi dan transformasi zat kimia serta menelaah transformasi tersebut sehubungan dengan aktivitas kehidupan (Girindra, 1993). Dari dua definisi Biokimia di atas, dapat disimpulkan bahwa ada, dua aspek, yaitu struktur senyawa dan reaksi antara senyawa di dalam organisme hidup. Dengan mempelajari struktur senyawa dan reaksi yang terjadi, sifat-sifat umum organisme hidup dapat dijelaskan secara rinci. Demikian pula faktor-faktor lingkungan yang dapat mempengaruhi aktivitas kehidupan dapat diketahui, sehingga dapat dihindari terjadinya dampak lingkungan negatif. Jasad hidup (benda hidup) adalah sekumpulan zat tak hidup yang dapat berbaur dan bereaksi serta berinteraksi satu sama lain dengan cara dan susunan yang sangat rumit, namun teratur dengan baik (Girindra, 1993). Contohnya, protein dan asam nukleat merupakan komponen utama penyusun sel. Dengan mengetahui susunan kimia, struktur, sifat senyawa serta proses metabolisme yang terjadi di dalam sel, dapat dijelaskan beberapa sifat umum sel, misalnya yang berhubungan dengan faktor genetik pertumbuhan sel, penyediaan dan penggunaan energi bagi proses metabolisme di dalam sel, dan aktivitas enzim sebagai biokatalis dalam proses metabolisme. Jasad hidup (benda hidup) tersusun darl molekul-molekul yang tidak bernyawa. Bila komponen jasad hidup (benda hidup) diisolasi dan diteliti, molekul-molekul ini tidak bertentangan dengan hukum fisika dan kimia, yang berlaku juga bagi benda-benda mati. Walaupun demikian, organisme hidup mempunyai ciri-ciri hidup yang tidak diperlihatkan oleh benda-benda mati.

Menurut para ahli ada tiga ciri hidup yang dapat diidentifikasi bahwa sel hidup:

(1) sangat terorganisasi dan sangat komplek, tiap komponen mempunyai fungsi yang sangat spesifik;

(2) mempunyai kemampuan untuk mengektrak energi dari sekelilingnya, dan

(3) dapat menurunkan sifat atau merepleksikan dirinya sendiri dengan tepat dan terencana.

Ciri hidup pertama, menunjukkan bahwa tidak hanya berlaku untuk struktur mikroskopik, seperti jantung, paru-paru, dan otak, tetapi juga bagi struktur intraseluler mikroskopik, seperti inti sel. Demikian pula, senyawa kimia di dalam sel, seperti protein dan lemak mempunyai fungsi khusus. Contoh lainnya, tanaman mempunyai 3 tiga organ, seperti daun, batang dan akar. Ketiganya mempunyai fungsi yang khusus dan sama-sama melaksanakan tugas agar tumbuhan dapat hidup. Ciri hidup kedua, memperlihatkan organisme hidup mempunyai kemampuan untuk mengektrak, mengubah dan menggunakan energi lingkungannya dalam bentuk zat organik atau energi sinar matahari. Dengan energi ini memungkinkan organisme hidup membangun dan struktur kompleknya, yang diperlukannya untuk melangsungkan kerja mekanis pada pergerakan, dan untuk memindahkan senyawa kimia melalui membran. Organisme hidup tidak pernah berada dalam keadaan seimbang di dalam dirinya atau dengan lingkungannya. sedangkan benda mati tidak menggunakan energi secara terencana untuk mempertahankan strukturnya dan untuk melakukan kerja. Jika terus dibiarkan, benda mati cenderung terurai menuju keseimbangan dengan lingkungannya. Ciri hidup ketiga merupakan sifat sel hidup yang paling menonjol karena kemampuannya untuk berproduksi hampir sempurna selama ratusan bahkan ribuan generasi, Eschericia coli bentuk dan ukurannya tidak mengalami perubahan, bahkan struktural penyusunnya pun tidak mengalami perubahan menyolok. Informasi genetik semua sel jasad hidup, semuanya terdapat di dalam DNA (deoxyribonucleic acid).