PENENTUAN TRANSAMINASE GLUTAMAT-PIRUVAT SERUM DARAH

PENENTUAN TRANSAMINASE GLUTAMAT-PIRUVAT SERUM DARAH

Disusun Oleh :

 Putu Eka Surya Putra (0713031001)

Mahasiswa Jurusan Pendidikan Kimia, Fakultas MIPA, Undiksha Singaraja

Abstrak

Transaminasi merupakan proses utama untuk mengeluarkan nitrogen dari a-amino. Pemindahan gugus a-amino dari kebanyakan asam L-amino dikatalisis oleh enzim yang disebut transaminase atau aminotranferase. Pada reaksi ini gugus a-amino dipindahkan secara enzimatis ke atom karbon a pada a-ketoglutarat sehingga dihasilkan asam a-keto yang analog dari asam amino yang bersangkutan.

         Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengetahui kadar transaminase glutamat piruvat pada serum darah ayam. Dalam percobaan ini, enzim transaminase glutamat piruvat yang digunakan adalah berasal dari darah ayam. Sedangakan substratnya adalah L-alanin dan asam a-ketoglutarat. Enzim transaminase glutamat piruvat mengkatalisis asam L-alanin dan a-ketoglutarat menghasilkan  asam piruvat dan L-glutamat. Setelah diukur absorbansinya dan dihitung didapatkan kadar piruvat dalam serum darah ayam yaitu 6,50 mmol/menit liter yang sebanding dengan kadar transaminase glutamat piruvat yaitu 6,50  mmol/menit liter.   Kemudian dengan mengasumsikan bahwa kadar piruvat sebanding dengan kadar transamirase glutamat piruvat pada serum darah, maka kadar enzim transaminase glutamat piruvat dapat dinyatakan sebesar 1 mmol/menit liter serum

Kata-kata kunci : Transaminasi, Transaminase glutamat piruvat, darah ayam, kadar piruvat

I.              PENDAHULUAN

Enzim adalah protein yang berfungsi sebagai katalisator serta dapat meningkatkan kecepatan reaksi kimia. Banyak tes laboratorium untuk mengukur kadar enzim. Hal ini dilakukan untuk mengetahui jaringan rusak, sel-sel mati dan banyaknya enzim-enzim yang dilepas ke dalam darah. Peningkatan kadar enzim dalam darah merupakan akibat adanya kerusakan sel yang mengandung enzim atau adanya perubahan permeabilitas membaran sel, sehingga makromolekul-makromolekul dapat menembus dan terlepas ke dalam cairan ekstrasel. Enzim yang paling sering dihubungkan dengan kerusakan hepatosit adalah enzim-enzim golongan aminotransferase antara lain enzim AST dan ALT.

Enzim glutamat dehidrogenase dan aspartat aminotransferase (AST) merupakan enzim yang mengkatalisis reaksi sintesis glutamat dan aspartat dari asam α-keto dengan reaksi tranaminasi sederhana. Enzim aminotransferase memindahkan gugus amino kepada α-ketoglutarat menghasilkan glutamat atau kepada oksaloasetat menghasilkan aspartat. Reaksi ini menggunakan analog asam α-keto aspartat, oksaloasetat, dan glutamat sebagai donor amino. Aspartat juga dapat dibentuk dengan deaminasi asparagin yang dikatalisis oleh asparaginase. Glutamat juga dihasilkan oleh reaksi aminotranferase, yang dalam hal ini nitrogen amino diberikan oleh sejumlah asam amino lain. Sehingga, glutamat merupakan kolektor umum nitrogen amino.

Setelah kematian sel, komponen sel mengalami degradasi progresif dan lebih lanjut akan mengakibatkan keluarnya enzim AST dan ALT ke ruang ekstrasel, sehingga kadar AST dan ALT serum akan meningkat. Kerusakan hati dapat disebabkan oleh peradangan yang sebagian besar sebagai akibat virus, bakteri atau keracunan obat-obatan, alkohol dan zat kimia lainnya.

AST bertugas untuk mengkatalisis reaksi pemindahan gugus NH₂ ke asam a-ketoglutarat sehingga terbentuk asam glutamat. Sumber gugus amino bagi reaksi transaminase yang dikatalisis AST ialah suatu asam amino lain, asam aspartat. Akibatnya sesudah reaksi transaminase asam amino ini berubah menjadi suatu asam a-keto yang lain yaitu asam aksaloasetat. Pada kerusakan hati yang disebabkan oleh keracunan atau infeksi, kenaikan aktivitas AST serum dapat mencapai 20-100x harga batas normal tertinggi.

Pada umumnya, kerusakan hati yang lebih menonjol diakibatkan oleh aktivitas ALT (Sodikin, 2002). AST dan ALT akan memperlihatkan terjadi kerusakan atau radang pada jaringan hati hal ini terjadi karena kelebihan kadar AST dan ALT bersifat sangat sensitif.  Transaminase yang sangat aktif didalam hati dan yang aktivitasnya dapat dideteksi dalam jumlah yang sangat kecil, sangat bermanfaat didalam pemantauan sistem darah orang-orang yang terkena senyawa kimia industri atau senyawa toksik (Lehninger, 1991).

Transaminase adalah proses utama untuk mengeluarkan nitrogen dari asam amino. Umumnya nitrogen dipindahkan sebagai gugus amino dari asam amino ke a-ketoglutarat sehingga terbentuk glutamat, sementara asam amino semula berubah menjadi asam keto padanannya. Asam amino aspartat dapat mengalami transaminasi membentuk a-keto oksaloasetat. Dalam proses ini, gugus amino dipindahkan ke a-keto glutarat, yang berubah menjadi asam amino glutamat.

Transaminase adalah proses utama untuk mengeluarkan nitrogen dari asam amino. Umumnya nitrogen dipindahkan sebagai gugus amino dari asam amino awal ke α-ketoglutarat sehingga terbentuk glutamat, sementara asam amino semula diubah menjadi asam keto padanannya (Gambar 01)

Asam amino₁                    asam α-keto₁

Asam α-keto₂                    asam amino₂

                                                                        (Sumber: Girindra, 2003)

Pada metabolisme asam amino, gugus a-amino dari 20 asam L-amino yang biasa dijumpai dalam protein dapat dipindahkan melalui reaksi degradasi oksidatif. Pemindahan gugus a-amino dari kebanyakn asam L-amino dikatalisis oleh enzim yang disebut transaminase atau aminotransferase. Pada resksi ini, gugus a-amino dipendahkan secara enzimatik ke atom karbon a pada a-ketoglutarat sehingga dihasilkan asam a-keto, analog dari asam amino yang bersangkutan. Reaksi ini menyebabkan aminasi a-ketoglutarat, membentuk L-glutarat.

Asam L-a-amino + a-ketoglutarat asam a-keto  + L-glutarat

Gambar 01. Reaksi Pembentukan Asam a-keto dan L-glutarat

Enzim yang termasuk golongan ini  bekerja sebagai katalis pada reaksi pemindahan suatu gugus dari suatu senyawa kepada senyawa lain. Beberapa enzim yang termasuk ke dalam golongan ini adalah metiltransferase, hidroksimetiltransferase, karboksiltransferase, asiltransferase dan amino transferase. Enzim yang termasuk golongan ini  bekerja sebagai katalis pada reaksi pemindahan suatu gugus dari suatu senyawa kepada senyawa lain. Beberapa enzim yang termasuk ke dalam golongan ini adalah metiltransferase, hidroksimetiltransferase, karboksiltransferase, asiltransferase dan amino transferase.

Enzim transferase mengandung pirodoksal fosfat, suatu koenzim yang sering diperlukan oleh enzim yang menyerang asam amino bebas. Piridoksal fosfat oleh rantai polipeptida amino transferase ditempatkan sedemikian rupa sehingga gugus karbonilnya terletak berdekatan dengan rantai samping asam amino sehingga bereaksi membentuk aldimin yaitu struktur reaksif pada enzim transaminase.

Kebanyakan enzim transaminase bersifat spesifik bagi a-ketoglutarat sebagai molekul penerima gugus amino. Namun demikian enzim tersenut tidak terlalu spesifik bagi sumbstrat, yaitu asam L-amino yang memberikan gugus aminonya. Berikut ini beberapa transaminase yang paling penting, dinamakan sesuai dengan molekul pemberi gugus aminnya.

a.       Asam L-alanin + a-ketoglutarat piruvat + L-glutarat

Gambar 02. Reaksi Pembentukan Piruvat dan L-glutarat

b.      Asam L-aspartat + a-ketoglutarat oksaloasetat + L-glutamat

Gambar 03. Reaksi Pembentukan oksaloasetat dan l-glutamat

c.       Asam L-leusin + a-ketoglutarat a-ketoisokaroat + L-glutamat

d.      Asam L-tirosin + a-ketoglutarat p-hidroksifenilpiruvat + L-glutamat

Reaksi pemindahan gugus a-amino dari satu kerangka karbon ke yang lainnya atau transaminasi meliputi beberapa tahapan reaksi, sebagai berikut.

a.    Suatu molekul asam amino bereaksi dengan enzim dan terikat pada sisi aktif enzim, kemungkinan mealui gugus karboksilnya, sehingga gugus aminonya terletak berdekatan dengan struktur aldimi pada enzim.

b.   Ikan rangkap berpindah dari atom N lisin ke atom N aspartat, melepaskan gugus amino lisin, dan membentuk aldimin dari aspartat. Adalah jauh lebih mudah untuk membentuk suatu aldimin melalui pertukaran gugus-gugus dengan aldimin yang sudah ada sebelumnya dari pada melalui penggabungan suatu amin dengan suatu aldehid.

c.    Ikatan rangkap dari aldimin berpindah, membentuk suatu ketimin. Tautomerisasi ini merupakan tahap penentu laju reaksi dari kseluruhan urutan reaksi.

d.   Ketimin tersebut kemudian dihidrolisis membentuk oksaloasetat dan piridoksamin fosfat. Oksaloasetat akan terlepas, tetapi piridoksamin fosfat masih terikat pada enzim melalui gugus-gugus lain pada koenzim.

e.    Suatu molekul a-ketoglutarat (2-oksoglutarat) berikatan dengan protein enzim, juga dengan pengikatan melalui gugus karboksilat.

f.    Suatu ketimin, terbentuk antara a-ketoglutarat dan piridoksamin fosfat.

g.   Ikatan rangkap sekali lagi berpindah, membentuk aldimin dari L-glutamat dan piridoksal fosfat.

Ikatan rangkap aldinin berpindah dari hidrogen L-glutamat ke gugus lisin pada protein menyebabkan glutamat terlepas, dan megembalikan enzim ke keadaan semula sehingga dapat mengulang seluruh proses dengan mengikat molekul aspartat yang baru. Kebanyakan enzim transaminase bersifat spesifik terhadap α-ketoglutarat sebagai molekul penerima gugus amino. Glutamat dapat mengalami deaminasi oksidatif melalui reaksi yang dikatalisis oleh glutamat dehidrogenase yang menghasilkan ion amonium dan α-ketoglutarat.

Gambar 04. Reaksi yang dikatalisis oleh glutamat dehidrogenase

     (Sumber: Arbianto, 1993)

NAD⁺ atau NADP⁺ berfungsi sebagai kofaktor, reaksi ini yang berlangsung di mitokondria sebagian besar sel bersifat reversibel. Reaksi ini dapat menggabungkan amonia ke glutamat atau membebaskan amonia dari glutamat. Akibat reaksi transaminasi, glutamat dapat memperoleh nitrogen dari asam amino dan melepaskan amonia melalui reaksi glutamat dehidrogenase. Proses ini merupakan salah satu sumber amonia yang masuk ke dalam siklus urea.

Kebanyakan enzim transaminase bersifat spesifik bagi α-ketoglutarat sebagai molekul penerima gugus amino. Namun, enzim tersebut tidak terlalu spesifik sebagai substratnya, yaitu asam L-amino yang memberikan gugus aminonya, berikut ini transaminase yang paling penting dinamakan sesuai dengan molekul pemberi gugus aminonya.

Asam L-alanin    + α-ketoglutarat                  piruvat + L-glutamat

Asam L-aspartat + α-ketoglutarat                  oksaloasetat + L-glutamat

Asam L-leusin   + α-ketoglutarat                   α-ketoisokaroat + L-glutamat

Asam L-tirosin  + α-ketoglutarat                    p-hidroksifenilpiruvat

                                                                        (Sumber: Redhana, 2004)

Piruvat adalah titik cabang metabolisme yang mengalami berbagai jalur reaksi yang berbeda.

 

Gambar 05. Jalur Metabolisme Piruvat

Penambahan gugus amino akan mendorong pembentukan alanin dari piruvat. Sebaliknya, reaksi perubahan alanin menjadi piruvat merupakan salah satu jalan masuknya asam amino ke dalam jalur metabolisme karbohidrat. (Wirahadikusumah, 1985)

Hati dan ginjal mengandung banyak transaminase glutamat-oksaloasetat (TGO) disebut juga sebagai aspartat aminotransferase dan transaminase glutamat-piruvat (TGP), disebut juga sebagai alanin transferase. Aminotransferase-aminotransferase mengkatalisasi reaksi-reaksi kimia dalam sel-sel di mana suatu kelompok amino ditransfer dari suatu molekul donor ke suatu molekul penerima. Oxaloacetic transaminase (SGOT); dan alanine aminotransferase (ALT) juga dikenal sebagai serum glutamic pyruvic transaminase (SGPT). Untuk menyederhanakannya, disingkat AST = SGOT dan ALT = SGPT.

AST (SGOT) normalnya ditemukan dalam suatu pada  jaringan seperti  hati, jantung, otot, ginjal, dan otak. AST dilepaskan ke dalam serum ketika satu dari jaringan-jaringan ini rusak. Misalnya, tingkatnya di dalam serum naik dengan serangan-serangan jantung dan dengan kelainan-kelainan otot.

ALT (SGPT), normalnya ditemukan sebagian besar di hati. Ini bukan dikatakan bahwa ALT berlokasi secara eksklusif dalam hati namun bahwa ada di mana ALT paling terkonsentrasi. ALT dilepas ke dalam aliran darah sebagai akibat dari luka hati. Oleh karena itu, melayani sebagai suatu indikator yang cukup spesifik dari keadaan (status) hati.

AST (SGOT) dan ALT (SGPT) adalah indikator-indikator yang sensitif dari kerusakan hati dari tipe-tipe penyakit yang berbeda. Namun, harus ditekankan bahwa tingkat-tingkat enzim-enzim hati yang lebih tinggi dari normal tidak harus secara otomatis disamakan dengan penyakit hati. Interpretasi (penafsiran) dari tingkat-tingkat AST dan ALT yang naik tergantung pada seluruh gambaran klinis (Sumber: Anonim, 2009).

Serum pada keadaan normal menunjukkan adanya aktivitas enzim tersebut, tetapi rendah. Hanya apabila terjadi kerusakan sel pada jaringan hati, ginjal, dan otot, maka enzim-enzim intraseluler di atas akan keluar dari sel dan masuk ke dalam darah. Kenaikkan aktivitas TGO dan TGP serum dapat dijumpai pada jenis penyakit yang menyangkut jaringan tertentu.