METABOLISME PROTEIN

Asam-asam amino yg berasal dari protein makanan menyediakan sumber nitrogen untuk biosintesis senyawa-senyawa non-protein seperti porfirin pada hemoglobin dan asam-asam nukleat. Asam amino juga digunakan untuk biosintesis protein jaringan.  Ke 20 asam amino harus ada dan tersedia bersama-sama agar sintesis protein terjadi. Jika makanan kurang karbohidrat, maka protein akan dipecah menjadi asam-asam amino akan dideaminasi dan rantai karbonnya digunakan untuk mempertahankan kadar glukosa darah, pembentukan senyawa-senyawa antara dalam siklus krebs dan pembentukan ATP

Kerangka karbon asam amino dapat digunakan untuk membentuk energi. Beberapa asam amino menghasilkan senyawa keton disebut asam amino ketogenik. Asam amino yang lain dapat diubah menjadi glukosa atau glikogen dan disebut asam amino glukogenik. Kebanyakan asam amino adalah glukogenik, hanya leusin dan lisin yang murni ketogenik. Empat asam amino isoleusin, phenilalanin, tirosin, dan triptofan dianggap ketogenik dan glukogenik. Untuk lebih jelasnya silahkan lihat gambar.

Pada hewan dewasa sehat status nitrogen dipertahankan berimbang artinya jumlah nitrogen yang dikonsumsi sama dengan jumlah nitrogen yang diekskresi dalam urin, keringat dan feses proses homeostasis. Keseimbangan nitrogen positif bila masukan nitrogen melebihi nitrogen yang diekskresi, terlihat adanya pertumbuhan, masa penyembuhan penyakit. Keseimbangan nitrogen negatif bila masukan nitrogen lebih rendah dari nitrogen yang diekskresi, hal ini terjadi pada berbagai timbulnya penyakit, luka bakar, trauma, pembedahan. Asam amino asal makanan dimetabolisme sehingga kerangka karbonnya dioksidasi sempurna atau diubah menjadi karbohidrat atau lemak, atau dapat juga digunakan kembali untuk membentuk asam amino baru. Berbeda dengan karbohidrat dan lemak, protein dan asam amino tidak disimpan oleh tubuh dalam sel tertentu, seperti lemak disimpan dalam sel adiposa.  Protein terdapat disemua sel, protein dapat dimobilisasi pada waktu puasa atau kelaparan.  Kerangka karbon asam amino yang dimobilisasi dapat dioksidasi untuk energi atau diubah menjadi glikogen atau gliserol yang dapat disimpan. Proses mobilisasi protein menjadi glukosa (energi) dikenal dengan siklus glukosa alanin.

Skema Transpor Ammonia

Siklus Urea

Enzim yang berperan dalam siklus urea adalah, Glutamat dehidrogenase, Karbamoil fosfat sintetase I, Ornitin transkarbamoilase yg butuh Mg^2+, Argininosuksinat sintetase di sitosol hati butuh Mg^2+, Argininosuksinat liase, Arginase

Pembentukan 1 molekul urea membutuhkan :

1 molekul amonia

1 molekul CO2

1 molekul asam aspartat

3 molekul ATP

5 macam enzim

Pembebasan gugus amino dari asam amino dikatalisis oleh enzim transaminase reaksinya dikenal dengan reaksi transaminasi menggunakan koenzim piridoksal fosfat (bentuk aktif vitamin B6) 

α-ketoglutarat merupakan senyawa umum penerima gugus amino dari bermacam asam amino yang lain, sedangkan asam glutamat sebagai pemberi/penerus gugus amino pada jalur metabolik lainya. Piridoksal fosfat berfungsi sebagai senyawa antara pembawa gugus amino pada sisi aktif transaminase.

PERKEMBANGAN TEORI ATOM

ATOM

Demokritus mendefinisikan, atom berasal dari kata "atomos" yang berarti tidak dapat dibagi lagi. Konsep atom ini tidak didasari oleh eksperimen melainkan melalui pemikiran. Berikut teori atom menurut beberapa ahli :

JOHN DALTON (1766 - 1844)

1. Materi terdiri atas atom yang tidak dapat dibagi lagi
2. Semua Atom dari unsur kimia tertentu memiliki massa yang sama begitu pula       semua sifat lainnya.
3. Unsur kimia lain akan memiliki jenis atom yang berbeda, terutama, massa              atomnya yang berbeda
4. Atom tak dapat dihancurkan dan identitasnya akan selalu tetap selama reaksi       kimia.
 5. Suatu senyawa terbentuk dari unsur.

Model Atom Dalton

Gambar di samping menunjukkan model atom Dalton. model ini dianggap sebagai model atom ilmiah  yang  pertama kali ditemukan, karena dilandasi fakta temuan eksperimen,  yakni hukum kekekalan massa (Lavoisier) dan hukum perbandingan tetap (Proust).

JJ. Thomson

JJ. THOMSON (1910)

Atom seperti bola yg mengandung muatan positif tersebar secara merata di seluruh volume bola. Elektron yg bermuatan negatif berkeliaran di dalam bola yg bermuatan positif.

Model Atom JJ. Thomson

ERNEST RUTHERFORD (1911)

Bagian luar dibatasi elektron sedangkan bagian tengah terdapat inti bermuatan positif. Terdapat gaya tarik-menarik antara inti dan elektron

         

      

Bukti : penembakan lempeng logam dengan sinar radioaktif zat polonium tampak ada peristiwa hamburan.

Diagram Percobaan Rutherford

Asumsi Rutherford

Partikel alpa dan inti emas berukuran  sangat kecil

Partikel alpa dan inti emas bermuatan positif

Gaya listrik sebanding dengan 1/r² menyebabkan partikel alpa terhambur

Atom Model Rutherford

Gerak elektron seperti model gerak planet

1. Atom terdiri dari inti yang dikelilingi oleh electron

2. Inti bermuatan positif dan sebagian besar massa terkonsentrasi pada         inti

3. Jarak antara inti atom dengan elektron yang mengelilingi relatif jauh           lebih besar dibandingkan dengan ukuran inti

4. Dalam reaksi kimia hanya komposisi elektron-elektron bagian luar saja     yang mengalami perubahan sedang bagian inti tidak

5. Karena inti bermuatan positif sedang elektron bermuatan negatif maka     terdapat gaya elektrostatik yang bertindak sebagai gaya sentripental                                                              terhadap elektron

Kelemahan Teori Rutherford

1. Tidak dapat menjelaskan kestabilan atom (energi elektron berkurang, jari-jari lintasan berkurang dan             elektron jatuh ke inti)

2. Tidak dapat menjelaskan spektrum garis atom hidrogen

NIELS BOHR (1913)

Teorinya hampir sama dengan Rutherford,berbeda dalam hal lintasan

1. Elektron dlm gerakannya mengelilingi inti hanya mungkin apabila memiliki               momentum sudut sebesar : L = n . h

    n = bilangan kuantum dasar

    h = kons Planck è6,626x10^-34 Js

         2. Elektron-elektron bergerak dlm lintasan stasioner tanpa memancarkan energi

         3. Elektron dpt pindah dari satu ke lintasan lain sambil memancarkan atau menye -     rap energi berupagelombang elektromagnetik sebesar :   

 

The Bohr Atom

Tanda negatif menunjukkan bahwa untuk mengeluarkan electron dari lintasan stasionernya diperlukan energi. Elektron pada atom menempati lintasan stasioner tertentu yang disebut kulit atom

Elektron dapat pindah dari satu orbit ke orbit lainnya. Jika elektron pindah dari orbit (lintasan) yang lebih luar ke orbit yang lebih dalam maka elektron akan melepaskan energi sebesar h f . Jika elektron pindah dari yang lebih dalam ke orbit yang lebih luar maka elektron akan menyerap energi sebesar h f

Misalkan elektron berpindah dari kulit m ke kulit n

Orbit-orbit yang diperkenankan ditempati elektron adalah orbit-orbit yang momentum sudutnya merupakan kelipatan bulat : 

Persamaan Jari - Jari Orbit Elektron

 Persamaan Energi Elektron Pada Satu Orbit

Kelemahan Model Atom Bohr

1. Lintasan elektron yang mengelilingi inti ternyata sangat rumit, lintasannya bukan berupa lingkaran saja

2. Hanya menerangkan model atom hidrogen saja, sedang untuk atom elektron banyak mempunyai perhi -         tungan sangat sukar.

3. Tidak dapat menrangkan pengaruh medan magnet terhadap spektrum atom, hal ini dapat diterangkan oleh     Zeeman (efek zeeman).

4. Tidak dapat menerangkan kejadian-kejadian dalam ikatan kimia dengan baik.

 

The Bohr Atom

MODEL MEKANIKA KUANTUM

Pada tahun 1927, Erwin Schrodinger, seorang ilmuwan dari Austria, mengemukakan teori atom yang disebut teori atom mekanika kuantum atau mekanika gelombang. teori tersebut dapat diterima para ahli hingga sekarang. Teori mekanika kuantum mempunyai persamaan dengan teori atom Niels Bohr dalam hal tingkat-tingkat energi atau kulit-kulit atom, tetapi berbeda dalam hal bentuk lintasan atau orbit tersebut. dalam teori atom mekanika kuantum, posisi elektron adalah tidak pasti. hal yang dapat ditentukan mangenai keberadaan elektron di dalam atom adalah daerah dengan peluang terbesar untuk menemukan elektron tersebut. daerah dengan peluang terbesar itu disebut orbital. gambaran sederhana dari model atom mekanika kuantum seperti di bawah ini

INTI

Bagian Atom :

Jumlah proton (Z) sama dengan jumlah elektron

Jumlah netron (N)

Jumlah nukleon A = Z + N

_zX^a   atau  ^a_zX

JENIS - JENIS ATOM

Isotop : Jumlah proton sama tapi netron berbeda Ex. deutrium ( ₁H² ) dan tritium (₁H³ )

Isobar : Jumlah Nukleon sama Ex. ₁H³ dan ₂H³

Isoton : Jumlah Netron sama Ex ₁H³ dan ₂H³

MUATAN DAN MASSA BAGIAN ATOM

Muatan Elektron   : 4,8 x 10^-8 eV

Massa 1 elektron  : 9,1 x 10^-28 gram

Muatan 1 proton  : muatan 1 elektron

Massa 1 proton    : 1,67 x 10^-24 gram

Muatan 1 netron   : 0

Massa 1 netron     : massa 1 proton

RADIOAKTIF

Inti Radioaktif : Unsur inti atom yg mempunyai sifat memancarkan salah satu partikel alfa, beta atau gamma.

Sejarah :

1896 Becquerel : Senyawa uranium yg memancarkan sinar tampak yg dpt menembus  bahan yg tdk tembus cahaya serta mempengaruhi emulsi fotografi.

1896 Marie Curie : Bahwa inti uranium memancarkan suatu aprtikel.

SINAR ALFA

Partikel yang terdiri dari 4 buah nukleon i.e 2 proton dan 2 netron è Inti Helium

Sifat :

         1. Daya tembus di udara 4 cm,tdk tembus kertas.

         2. Partikel alfa tidak mengalami pembelokan karena massa partikel alfa lebih besar dari massa                  elektron.

         3. Hubungan antara energi dan jarak tembus :

             E = 2,12 x R^2/3

NETRON

Merupakan partikel tidak bermuatan listrik yg dihasilkan dalam reaktor nuklir, tidak menimbulkan ionisasi, namun menghasilkan energi.

Pengurangan energi netron melalui interaksi dgn inti atom :

1. Peristiwa hamburan (scattering).

2. Reaksi inti (masuknya netron kedlm inti sehingga terbentuk  sebuah   inti yg berisotop.

3. Reaksi fisi ( netron diserap inti,sehingga terbentuk 2 inti   menengah dan beberapa netron serta energi )

4. Peluruhan Inti (inti yg terbentuk akan melepaskan salah satu partikel       alfa, proton, deuteron atau triton).

    Untuk pengobatan tumor dngan cairan Boron yg ditembak dgn netron.

PROTON

Inti suatu zat yang bermuatan positif. Dalam radioterapi untuk menghancurkan kelenjar hipofisis.

SINAR GAMMA

Merupakan hasil disintegrasi inti atom yg memancarkan sinar alfa dan terbentuk inti baru dgn tingkat energi agak tinggi,kemudian transisi ke tingkat energi yg lbh rendah dgn memancar sinar gamma

SINAR X

Timbul karena ada perbedaan potensial arus searah yg besar diantara kedua elektroda dlm sebuah tabung hampa,berkas elektron akan dipancarkan dari katoda ke anoda

Sifat sinar X : 

1. Menghitamkan pelat film

2. Mengionisasi gas

3. Menembus berbagai zat

4. Menimbulkan fluorosens

5. Merusak jaringan