Katabolisme asam amino adalah proses pemecahan asam amino untuk energi atau konversi menjadi intermediet metabolik. Atom nitrogen yang dikeluarkan dari asam amino bersifat toksik dan harus diubah menjadi urea untuk diekskresi.
Katabolisme Asam Amino
Transaminasi
Langkah pertama dalam degradasi asam amino adalah pengeluaran gugus amino. Aminotransferase mentransfer gugus amino ke alfa-ketoglutarat, membentuk glutamat dan asam alfa-keto yang sesuai dengan asam amino asli.
Deaminasi Oksidatif
Glutamat diangkut ke mitokondria, di mana glutamat dehidrogenase mengeluarkan gugus amino sebagai amonia bebas (NH4+), meregenerasi alfa-ketoglutarat. Reaksi ini menggunakan NAD+ atau NADP+ sebagai kofaktor.
Kerangka Karbon
Kerangka karbon yang tersisa (asam alfa-keto) memasuki jalur metabolik. Mereka diklasifikasikan sebagai glukogenik, ketogenik, atau keduanya. Asam amino glukogenik memiliki kerangka karbon yang dapat diubah menjadi glukosa melalui glukoneogenesis. Asam amino ketogenik memiliki kerangka karbon yang diubah menjadi asetil-KoA atau asetoasetat, prekursor untuk asam lemak atau badan keton. Beberapa asam amino bersifat glukogenik dan ketogenik.
Siklus Urea
Transportasi Amonia
Amonia bebas bersifat toksik, terutama bagi otak. Di sebagian besar jaringan, amonia diubah menjadi glutamin oleh glutamin sintetase untuk transportasi yang aman ke hati.
Langkah-langkah Siklus Urea
Siklus urea terjadi di hati dan mengubah amonia menjadi urea untuk diekskresi melalui serangkaian langkah. Di mitokondria, amonia bergabung dengan CO2 dan ATP untuk membentuk karbamoil fosfat. Karbamoil fosfat kemudian bergabung dengan ornitin untuk membentuk sitrulin. Sitrulin diangkut ke sitoplasma, di mana ia bergabung dengan aspartat untuk membentuk argininosuksinat. Argininosuksinat dipecah menjadi arginin dan fumarat. Akhirnya, arginin dihidrolisis oleh arginase untuk menghasilkan urea dan meregenerasi ornitin, melengkapi siklus.
Hasil Akhir
Siklus urea mengubah dua molekul amonia dan satu molekul bikarbonat menjadi satu molekul urea, yang diekskresikan dalam urin. Fumarat yang dihasilkan menghubungkan siklus urea dengan siklus asam sitrat.
