MAKALAH BIOSINTESIS PURIN DAN PIRIMIDIN

 

DAFTAR ISI

 

KATA PENGANTAR...............................................................................  i

DAFTAR ISI..............................................................................................  ii          

BAB I PENDAHULUAN...........................................................................         1

A.           Latar belakang........................................................................          1

BAB II TINJAUAN TEORITIS..................................................................         2

A.       Metabolisme pirimidin..........................................................          2

B.       Struktur pirimidin.................................................................          2

C.       Biosintesis Pirimidin.............................................................         3

D.       Tahapan biosintesis pirimidin...............................................        3

E.        Kelainan metabolime pirimidin............................................         5

 

 BAB III PENUTUP.....................................................................................        8

          Kesimpulan.........................................................................................       8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BAB I

PENDAHULUAN

 

A.   Latar Belakang

 

            Manusia melakukan biosintesis purin dan pirimidin dalam asam nukleat jaringan tubuh. ATP, NAD+, koenzim A dan lain-lain dari senyawa antara amfibolik. Namun demikian senyawa analog purin dan pirimidin yang disuntikan, termasuk obat-obat yang potensial sebagai preparat anti kanker. Dapat disatukan kedalam DNA. Biosintesis purin serta pirimidin oksi dan deoksiribonukleotida (NTP dan dNTP), merupakan peristiwa yang diatur secara akurat serta dikoordinasikan lewat mekanisme umpan balik yang menjamin produksi senyawa ini dengan kuantitas yang tepat kadang-kadang disesuaikan menurut berbagai kebutuhan fisiologik (misalnya pembelahan sel). Penyakit manusia yang meliputi kelainan dalam metabolisme purin atau pirimidin mencakup penyakit gout, sindrom lesch-Nyhan, defisiensi adenosin deaminase dan defisiensi fosforilase nukleosida purin. Penyakit pada biosintesis pirimidin lebih langka dan mencakup asiduria orotat. Karena, berbeda dengan urat, produk hasil katabolisme pirimidin bersifat sangat larut(karbon dioksida, amonia dan β-aminoisobutirat), maka jumlah kelainan yang bermakna secara klinik pada katabolisme pirimidin hanya beberapa (victor W. Rodwell, Phd).

            Keadaan defisiensi purin pada manusia terutama disebabkan oleh defisiensi asam folat dan kadang-kadang oleh defisiensi B12, kalau keadaan ini menimbulkan defisiensi sekunder deriva folat (victor W. Rodwell, Phd).

BAB II

TINJAUN TEORITIS

 

A.      Metabolisme Pirimidin

     Purin dan pirimidin merupakan inti dari senyawa komponen molekul nukleotida asam nukleat RNA dan DNA.

Contoh Purin : Adenin, guanin, hipoxantin, xantin. Di metabolisme menjadi asam urat.

Contoh Pirimidin : Sitosin, urasil, timin. Dimetabolisme menjadi CO2 dan NH3.

B.       Struktur pirimidin

Asam nukleat utama di dalam inti sel adalah deoxyribonucleic acid (DNA). DNA mengandung gula pentosa deoksiribosa sebagai salah satu komponennya. DNA sekarang dikenal sebagai material genetik. Tipe asam nukleat yang lain adalah ribonucleic acid (RNA) yang mengandung gula pentosa ribosa. Peran utamanya adalah transmisi informasi genetik dari DNA ke protein.

 

Molekul DNA sangat besar, bahkan lebih besar daripada protein, sedangkan ukuran molekul RNA relatif sama dengan protein. Hidrolisis sempurna DNA dan RNA oleh asam menghasilkan: basa nitrogen, 2-deoksi-D-ribosa (atau ribosa untuk RNA) dan ortofosfat. Ada dua tipe basa nitrogen dalam DNA dan RNA yaitu pirimidin dan  purin. Basa Pirimidin adalah turunan senyawa heterosiklik pirimidin:

Gambar 6.1 Struktur pirimidin.

Basa purin adalah turunan senyawa cincin fusi purin:

 

Gambar 6.2 Struktur purin.

 

 

 

·        Basa pirimidin

    Basa pirimidin dalam DNA adalah timin dan sitosin, sedangkan dalam RNA adalah urasil dan sitosin. Ketiga jenis basa ini berbeda dalam tipe dan posisi gugus kimia yang terikat pada cincin.
•    Timin adalah: 5 metil-2,4-dioksipirimidin
•    Sitosin adalah: 2-oksi-4-aminopirimidin
•    Urasil adalah: 2,4-dioksipirimidin
Berikut adalah struktur kimia dari ketiga jenis basa nitrogen tersebut

 

 

Gambar 6.3 Struktur Timin, sitosin dan urasil.

 

 

 

C.   Biosintesis Purin dan Pirimidin

1.   Pirimidin

Umumnya biosintesis pirimidin dan purin memerlukan bahan pembentukan yang sama misalnya PRPP, glutamin, CO2, asam aspartat, koenzim tetrahidrofolat (FH4).

Tetapi ada satu perbedaan yang jelas sekali yaitu pada saat terjadinya penambahan gugus ribosa-P (pada biosintesis purin), penambahan gugus ribosa-P tersebut sudah berlangsung ditahap awal. Sedangkan pada biosintesis pirimidin berlangsung setelah perjalanan beberapa tahap lebih jauh.

D.      Tahapan biosintesis purin dan pirimidin

1.      Tahapan biosintesis Purin

1.1  Sintesis purin diawali oleh reaksi pembentukan molekul PRPP (5-phospho ribosil pyro phosphate) yang berasal dari ribosa-5P yang mengkaitkan ATP dan ion Mg²+ sebagai aktivator.

1.2  Selanjutnya pembentukan senyawa 5-Phosphoribosilamin dari hasil reaksi PRPP dengan glutamin. Reaksi ini menghasilkan pula asam amino glutamat + Ppi.

1.3  Berikutnya pembentukan senyawa GAR (glycin amid ribosil-5P) dari hasil reaksi ribosilamin-5P dengan glisin yang mengaktipkan ATP dan Mg²+ sebagai aktivator dan yang dikatalisis oleh enzim GAR syn-thetase.

1.4  Kemudian GAR melakukan reaksi formilasi yang dikatalisis oleh enzim transformilase dengan koenzim FH4 (tetrahidrofolat) dan senyawa donor gugus formil, membentuk senyawa formil glisin amid ribosil-5P nya. Atom karbon gugus formil tersebut menempati posisi atom C-8 inti purin.

1.5  Kemudian senyawa formil glisin amid ribosil 5P melakukn reaksi aminasi (pada atom karbon ke-4 nya) dengan senyawa donor amino (berupa glutamin) dan terbentuknya senyawa formil- glisinamidin- ribosil-5P.atom N gugus amino yang baru menempati posisi N-3 inti purin.

1.6  Selanjutnya terjadi reaksi penutupan rantai dan terbentuknya senyawa amino- imidazole- ribosil-5P, selanjutnya senyawa-senyawa amino- imidazole- ribosil-5P melakukan fiksasi CO2 dengan biotin sebagai koenzim dan atom karbon yang difiksasi tersebut menempati atom C (6) inti purin. Dilanjutkan reaksinya dengan aspartat membentuk senyawa 5-amino- 4- imidazole- N- suksinil karboksamid ribosil-5P.

1.7  Senyawa 5-amino- 4- amidazole- karboksamid- ribosil- 5P, melakukan reaksi formilasi yang dikatalisis oleh enzim transformilase dengan koenzim FH4 (tetrahidrofolat) dan senyawa donor gugus formil, maka terbentukny senyawa 5- formamido- 4- imidazole karboksamide- ribosil-5P.

1.8  Akhirnya terjadilah reaksi penutupan cincin yang ke-2 kalinya terbentuklah derivat purin yang pertama berupa IMP (inosin monophosphate= inosinic acid) yaitu derivat hiposantin atau 6- oksipurin. Sedangkan AMP dan GMP diturunkan dari IMP.

 

2.      Tahapan biosintesis pirimidin

2.1  Biosintesis pirimidin diawali oleh reaksi pembentukan karbamoil-P yang dihasilkan dari reaksi antara glutamin, ATP dan CO2 yang dikatalisis oleh enzim karbamoil-P sintetase yang berlangsung didalam sitosol. Berbeda dengan enzim karbamoil-P sinthase yang bekerjapada reaksi pembentukan urea, dimana reaksi nya berlangsung bukan didalam sitosol melainkan didalam mitokondria.

2.2  Berikutnya karbamoil-P berkondensasi dengan asam aspartat menghasilkan senyawa karbamoil-asparta. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim aspartat transkarbamoilase.

2.3  Berikutnya terjadi reaksi penutupan rantai sambil membebaskan H2O dari molekul karbamoil-aspartat sehingga dihasilkan asam dehidro orotat (DHOA= dihidroorotic acid). Reaksi tersebut dikatalisis oleh enzim dihidroorotase.

2.4  Berikutnya melalui reaksi yang dikatalisis oleh enzim DHOA dehidrogenase dengan koenzim NAD+, DHOA menghasilkan asam arotat (OA=orotic acid).

2.5  Selanjutnya terjadi reaksi penambahan gugus ribosa-P pada asam orotat. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim orotat fosforibosil transferase dan dihasilkan orotidilat OMP (orotidin mono posphate).

2.6  Akhirnya enzim orotidilat dikarboksilase mengkatalisis reaksi dikarboksilasi orotidilat dan menghasilkan uridilat (uridin mono phosphate)yaitu produk nukleotida pertama pada biosintesis pirimidin.

 

 

 

 

E.       Kelainan metabolime pirimidin

1.    Metabolisme pirimidin

  Hasil akhir katabolisme pirimidin: CO2, ammonia, betalanin dan propionat sangat mudah larut dalam air bila overproduksi dan jarang didapati kelainan.

  Hiperurikemia dengan overproduksi PPRP akan terjadi peningkatan nukleotida dan peningkatan ekskresi dari betalanin.

  Defisiensi folat dan vitamin B12 dengan defisiensi TMP.

 

              Masalah klinik metabolisme pirimidin

  Hasil akhir metabolisme pirimidin larut dalam air, tidak banyak kelainan yang disebabkannya.    

  Kelainan autosomal resesif

  Hereditary orotic aciduria

         tipe I:

-          tipe yang lebih sering def. orotat fosforibosil transferase & orotidilat dekarboksilase

-          terjadi anemia megaloblastik, tdp kristal jingga dalam urine.

         Tipe II :

-          krn defisiensi orotidilat dekarboksilase

  Reye’s Syndrome

         Gangguan pada mitokondria hati

         Orotikasiduria sekunder karena ketidakmampuan mitokondri memakai karbamoil fosfat (pada defisiensi ornitin trankarbamoilase) overproduksi asam orotat

 

 

 

 

 

 

BAB III

PENUTUP

 

Kesimpulan

          Purin dan pirimidin merupakan komponen utama RNA dan DNA. Purin terdiri dari Adenin, guanin, hipoxantin, xantin. Di metabolisme menjadi asam urat sedangkan pirimidin yaitu Sitosin, urasil, timin. Dimetabolisme menjadi CO2 dan NH3. Hasil penelitian dengan menggunakan radioisotop, ternyata setiap komponen yang dijumpai dalam kerangka inti purin berasal dari bermacam-macam antara lain atom C (6), atom N (1), atom C (2), atom N (3), atom C (4), atom C (5) dan atom N (7). Dan tahapan purin diawali dengan pembentukan molekul PRPP(5-phospho ribosil pyro phosphate) dan slanjutnya membentuk senyawa 5-phosphoribosilamin dari hasil PRPP dan membentuk senyawa GAR kemudian GAR membentuk reaksi formilase yang dikatelisis oleh enzim kemudian senyawa formil glisin amid ribosil 5P sehingga terjadi penutup rantai, senyawa 5 amino-4-imidazole-karboksamid- ribosil-5P akhir dari penutupan cicncin yang k-2.Sedangkn biosintesis pirimidin memerlukan bahan pembentuk yang sama yaitu PRPP, glutamin, CO2, asam aspartat dan FH4, adapun kelainan metabolisme purin yaitu gout, Sindrom Lesch-nyhan dan Penyakit von gierke. Sedangkan pirimidin mempunyai kelainan kekurangan enzim. Metabolisme pirimidin larut dalam air.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DAFTAR PUSTAKA

 

Hardjasasmita, 1996. Ikhtisar Biokimi Dasar. Jakarta: FKUI

Poedjiadi Anna, 1944. Dasar-Dasar Biokimia. Jakarta: UIP

http://dr-suparyanto.blogspot.com/2010/metabolisme purin dan pirimidin

http://google.com