Struktur asam
Struktur asam α-amino, dengan gugus amina di sebelah kiri dan gugus karboksil di sebelah kanan. 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. 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.
Polimerisasi asam amino
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.
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. Karena mempunyai muatan negatif dan positif, asam amino dapat mengalami reaksi terhadap asam maupun basa.
[1] Asam amino dasar (standar)
Protein tersusun dari berbagai asam amino yang masing-masing dihubungkan dengan ikatan peptida. Meskipun demikian, pada awal pembentukannya protein hanya tersusun dari 20 asam amino yang dikenal sebagai asam amino dasar atau asam amino baku atau asam amino penyusun protein (proteinogenik). Asam-asam amino inilah yang disandi oleh DNA/RNA sebagai kode genetik. Berikut adalah ke-20 asam amino penyusun protein (singkatan dalam kurung menunjukkan singkatan tiga huruf dan satu huruf yang sering digunakan dalam kajian protein), dikelompokkan menurut sifat atau struktur kimiawinya:
- Asam amino alifatik sederhana sumber ;
- Glisina (Gly, G)
- Alanina (Ala, A)
- Valina (Val, V)
- Leusina (Leu, L)
- Isoleusina (Ile, I)
- Asam amino hidroksi-alifatik
- Serina (Ser, S)
- Treonina (Thr, T)
- Asam amino dikarboksilat (asam)
- Asam aspartat (Asp, D)
- Asam glutamat (Glu, E)
- Amida
- Asparagina (Asn, N)
- Glutamina (Gln, Q)
- Asam amino basa
- Lisina (Lys, K)
- Arginina (Arg, R)
- Histidina (His, H)(memiliki gugus siklik)
- Asam amino dengan sulfur
- Sisteina (Cys, C)
- Metionina (Met, M)
- Prolin
- Prolina (Pro, P)
- (memiliki gugus siklik)
- Asam amino alifatik sederhana
- Glisina (Gly, G)
- Alanina (Ala, A)
- Valina (Val, V) Leusina (Leu, L)
- Isoleusina (Ile, I)
- Asam amino hidroksi-alifatik
- Serina (Ser, S)
- Treonina (Thr, T)
- Asam amino dikarboksilat (asam)
- Asam aspartat (Asp, D)
- Asam glutamat (Glu, E)
- Amida
- Asparagina (Asn, N)
- Glutamina (Gln, Q)
- Asam amino basa
- Lisina (Lys, K)
- Arginina (Arg, R)
- Histidina (His, H)
- (memiliki gugus siklik)
- Asam amino dengan sulfur
- Sisteina (Cys, C)
- Metionina (Met, M)
- Prolin
- Prolina (Pro, P)
- (memiliki gugus siklik)
- Asam amino aromatik
- Fenilalanina (Phe, F)
- Tirosina (Tyr, Y)
- Triptofan (Trp, W)
Penyusun protein, termasuk enzim.
Kerangka dasar sejumlah senyawa penting dalam metabolisme (terutama vitamin, hormon dan asam nukleat).
Pengikat ion logam penting yang diperlukan dalam dalam reaksi enzimatik (kofaktor).
Asam amino esensial
Asam amino diperlukan oleh makhluk hidup sebagai penyusun protein atau sebagai kerangka molekul-molekul penting. Ia disebut esensial bagi suatu spesies organisme apabila spesies tersebut memerlukannya tetapi tidak mampu memproduksi sendiri atau selalu kekurangan asam amino yang bersangkutan. Untuk memenuhi kebutuhan ini, spesies itu harus memasoknya dari luar (lewat makanan). Istilah "asam amino esensial" berlaku hanya bagi organisme heterotrof.
Bagi manusia, ada delapan (ada yang menyebut sembilan) asam amino esensial yang harus dipenuhi dari diet sehari-hari, yaitu isoleusina, leusina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofan, dan valina. Histidina dan arginina disebut sebagai "setengah esensial" karena tubuh manusia dewasa sehat mampu memenuhi kebutuhannya. Asam amino karnitina juga bersifat "setengah esensial" dan sering diberikan untuk kepentingan pengobatan
ASAM AMINO ESENSIAL DAN NON ESENSIAL
Beberapa asam amino merupakan asam amino yang esensial secara nutrisi, yaitu, asam – asam amino ini harus didapatkan dari makanan, sedangkan asam amino lainnya dapat disintesis in vivo dalam jumlah yang cukup untuk memenuhi kebutuhan metabolisme.Asam amino terdiri dari dua macam, yaitu, asam amino esensial dan asam amino nonesensial.
Ø Contoh Asam amino esensial :
· Valin ( Val )
· Leusin ( Leu )
· Isoleusin ( Ile )
· Treonin ( Thr )
· Metionin ( Met )
· Fenilalanin ( Phe )
· Arginin ( Arg )
· Lisin ( Lys )
· Histidin ( His )
Ø Contoh Asam amino non esensial :
· Glisin ( Gly )
· Alanin ( Ala )
· Serin ( Ser )
· Sistein ( Cys )
· Tirosin ( Tyr )
· Triptofan ( Trp )
· Asam aspartat ( Asp )
· Asparagin ( Asn )
· Glutamin ( Gln )
· Asam glutamat ( Glu )
· Hidroksilin ( Hyl )
Di ginjal, kebanyakan asam amino yang di filtrasi akan di rebsorpsi. Selama pertumbuhan, keseimbangan antara asam amino dan protein tubuh bergeser ke arah protein tubuh, sehingga sintesis lebih besar dari pada pemecahan. Pada semua usia, sejumlah kecil protein hilang sebagai rambut. Pada wanita, sejumlah kecil hilang dalam darah haid.Beberapa protein kecil hilang di dalam urine, dan protein sekresi pencernaan yang tidak direabsorpsi dikeluarkan bersama tinja. Kehilangan – kehilangan ini digantikan dengan sintesis dari depot asam amino.Hormon tiroid, kate kolamin, histamin, serotonin, melatonin, dan zat – zat antara dalam siklus urea di bentuk dari asam amino spesifik. Metionin dan sistein menyediakansulfur yang terkandung di dalam protein, KoA, taurin, dan senyawa lain yang penting secara biologis. Metionin di ubah menjadi S – adenosil metionin, yang merupakan agen metilasi aktif dalam sintesis senyawa seperti epinefrin. S – adenosil metionin merupakan donor utama gugus metil yang labil secara biologis, tetapi gugus metil dapat juga di sintesis dari suatu turunan asam format yang terikat pada derivat asam folat kalau makanannya mengandung cukup asam folat dan siano kobalamin.
Asam Amino diperlukan oleh makhluk hidup sebagai penyusun protein atau sebagai kerangka molekul-molekul penting. Ia disebut esensial bagi suatu spesies organisme apabila spesies tersebut memerlukannya tetapi tidak mampu memproduksi sendiri atau selalu kekurangan asam amino yang bersangkutan.
Untuk memenuhi kebutuhan ini, spesies itu harus memasoknya dari luar (lewat makanan). Istilah "asam amino esensial" berlaku hanya bagi organisme heterotrof.
Bagi manusia, ada delapan (ada yang menyebut sembilan) asam amino esensial yang harus dipenuhi dari diet sehari-hari, yaitu isoleusin, leusin, lisin, metionin, fenilalanin, treonin, triptofan, dan valin. Histidin dan arginin disebut sebagai "setengah esensial" karena tubuh manusia dewasa sehat mampu memenuhi kebutuhannya. Asam amino karnitin juga bersifat "setengah esensial" dan sering diberikan untuk kepentingan pengobatan.
Sedangkan untuk asam amino non esensial itu sendiri adalah asam amino yang bisa diprosuksi sendiri oleh tubuh, sehingga memiliki prioritas konsumsi yang lebih rendah dibandingkan dengan asam amino esensial.
Asam amino esensial adalah asam amino yang diperlukan oleh spesies organime tapi spesies itu tidak dapat memproduksinya sendiri sehingga harus memasoknya dari luar (lewat makanan). Istilah "asam amino esensial" berlaku hanya bagi organisme heterotrof.
Asam amino non esensial adalah asam amino yang bisa berasal dari makanan maupun dibentuk sendiri oleh tubuh bila tubuh membutuhkannya melalui proses metabolisme tubuh.
B. Fungsi Asam Amino Non Esensial
· ALANINE (5,82%)
Memperkuat membran sel. Membantu metabolisme glukosa menjadi energi tubuh.
· ARGININE (5,98%)
Penting untuk kesehatan reproduksi pria karena 80% cairan semen terdiri dari arginine. Membantu detoxifikasi hati pada sirosis hati dan fatty liver. Membantu meningkatkan sistem imun. Menghambat pertumbuhan sel tumor dan kanker. Membantu pelepasan hormon pertumbuhan.
· ASPARTIC ACID (6,34%)
Membantu perubahan karbohidrat menjadi energi sel. Melindungi hati dengan membantu mengeluarkan amonia berlebih dari tubuh. Membantu fungsi sel dan pembentukan RNA/DNA.
· CYSTINE (0,67%)
Membantu kesehatan pankreas. Menstabilkan gula darah dan metabolisme karbohidrat. Mengurangi gejala alergi makanan dan intoleransi. Penting untuk pembentukan kulit, terutama penyembuhan luka bakar dan luka operasi. Membantu penyembuhan kelainan pernafasan seperti bronchitis. Meningkatkan aktifitas sel darah putih melawan penyakit.
· GLUTAMIC ACID (8,94%)
Merupakan bahan bakar utama sel-sel otak bersama glukosa. Mengurangi ketergantungan alkohol dan menstabilkan kesehatan mental.
· GLYCINE (3,50%)
Meningkatkan energi dan penggunaan oksigen di dalam sel. Penting untuk kesehatan sistem syaraf pusat. Penting untuk menjaga kesehatan kelenjar prostat. Mencegah serangan epilepsi dan pernah dipakai untuk mengobati depresi. Diperlukan sistem imun untuk mensintesa asam amino non esensial.
· HISTIDINE (1,08%)
Memperkuat hubungan antar syaraf khususnya syaraf organ pendengaran. Telah dipakai untuk memulihkan beberapa kasus ketulian. Perlu untuk perbaikan jaringan. Perlu dalam pengobatan alergi, rheumatoid arthritis, anemia. Perlu untuk pembentukan sel darah merah dan sel darah putih.
· PROLINE (2,97%)
Sebagai bahan dasar glutamic acid. Bersama lycine dan vitamin C akan membentuk jaringan kolagen yang penting untuk menjaga kecantikan kulit. Memperkuat persendian, tendon, tulang rawan dan otot jantung.
· SERINE (4,00%)
Membantu pembentukan lemak pelindung serabut syaraf (myelinsheaths). Penting dalam metabolisme lemak dan asam lemak, pertumbuhan otot dan kesehatan sistem imun. Membantu produksi antibodi dan immunoglobulin.
· TYROSINE (4,60%)
Memperlambat penuaan sel. Menekan pusat lapar di hipotalamus. Membantu produksi melanin. Penting untuk fungsi kelenjar adrenal, tiroid dan pituitary. Penting untuk pengobatan depresi, alergi dan sakit kepala. Kekurangan menyebabkan hypothyroidism dengan gejala lemah, lelah, kulit kasar, pembengkakan pada tangan, kaki, dan muka, tidak tahan dingin, suara kasar, daya ingat dan pendengaran menurun serta kejang otot.
· GAMMA - AMINOBUTYRIC ACID (GABA)
Menghambat sel dari ketegangan. Mencegah ansietas dan depresi bersama niacin dan inositol.
· ORNITHINE
Membantu pelepasan hormon pertumbuhan yang memetabolisir lemak tubuh yang berlebihan jika digabung dengan arginine dan carnitine. Penting untuk fungsi sistem imun dan fungsi hati yang sehat. Penting untuk detoxifikasi amonia dan membantu proses penyembuhan.
· TAURINE
Menjaga kesehatan otot jantung, sel darah putih, otot rangka dan sistem syaraf pusat. Komponen penting dari cairan empedu yang penting untuk pencernaan lemak, absorbsi vitamin larut dalam lemak (A, D, E, K). Menjaga kadar kolesterol darah. Kekurangan menyebabkan ansietas, epilepsi, hiperaktif dan fungsi otak yang buruk. Disintesa dari asam amino cysteine.
· CYSTEINE
Dibentuk dari asam amino methionine dengan bantuan vitamin B6. Merupakan bahan dasar glutathione yaitu salah satu antioksidan terbaik yang bekerja optimum bila bersama vitamin E dan selenium. Melindungi sel dari zat-zat berbahaya, efek radiasi. Melindungi hati dan otak dari alkohol dan rokok. Penting dalam pengobatan bronchitis, emphysema, TBC, dan rheumatoid arthritis. Mudah berubah menjadi cystine.
· CITRULLINE
Menghasilkan energi. Meningkatkan sistem imunitas. Dimetabolisir menjadi arginine. Penting dalam detoxifikasi amonia yang merusak sel-sel sehat.
