Asam amino secara klasik dianggap sebagai bahan pembangun untuk sintesis protein. Selain itu, beberapa dari mereka memainkan peran utama dalam fungsi-fungsi lain, seperti regulasi pergantian protein dan transduksi sinyal, pengangkutan nitrogen dan karbon melintasi organ-organ, atau transmisi saraf. Karakteristik unik dari asam amino adalah adanya gugus amino gratis dalam gugus α-karbon dan karboksil gratis.
Asam amino berbeda satu sama lain sehubungan dengan rantai sampingnya. Asam amino diklasifikasikan ke dalam subkelompok sesuai dengan kesamaan mereka dalam kerangka karbon, kelompok substituen atau jalur metabolisme umum. Biosintesis asam amino melibatkan beberapa jalur biokimia di mana asam amino berkumpul dari prekursor lainnya. Biosintesis asam amino berbeda dari yang melibatkan lipid atau karbohidrat karena termasuk penggunaan nitrogen.
Asam amino secara klasik dianggap sebagai blok pembangun dari mana protein disintesis. Selain itu, beberapa dari mereka memainkan peran utama dalam pengaturan pergantian protein dan transduksi sinyal, transportasi nitrogen dan karbon melintasi organ, dan transmisi neurot.
Biosintesis asam amino melibatkan beberapa jalur biokimia di mana asam amino berkumpul dari prekursor lainnya. Biosintesis asam amino berbeda dari yang melibatkan lipid atau karbohidrat karena termasuk penggunaan nitrogen.
Fiksasi nitrogen adalah proses yang mengubah nitrogen atmosfer menjadi bentuk yang dapat digunakan secara biologis. Jalur untuk sintesis asam amino esensial hanya ada dalam mikroorganisme dan tanaman.
Sembilan dari 12 asam amino nonesensial disintesis dari zat antara amfibi, sedangkan tiga asam amino (tirosin, sistein dan hidroksilysin) berasal dari asam amino esensial. Transaminase asam amino, glutamat dehidrogenase, dan glutamin sintetase memainkan peran sentral dalam sintesis asam amino nonesensial.
Jalur utama dimana amonia dimasukkan ke dalam asam amino adalah melalui aminasi reduktif α-ketoglutarat menjadi glutamat. Amonia sangat beracun bagi hewan. Glutamin adalah pembawa amonia yang tidak beracun.
Pada manusia dewasa, sebanyak 200–250 g protein terdegradasi setiap hari, dan asam amino penyusunnya sebagian besar digunakan kembali dalam sintesis protein. Keadaan defisiensi asam amino dapat terjadi jika salah satu asam amino esensial hadir dalam jumlah yang tidak memadai atau dihilangkan dari makanan.
Alanin, glutamat dan glutamin adalah penghubung penting antara metabolisme energi dan protein. Selain itu, biosintesis glutamin dan alanin dalam jaringan perifer (otot) menyediakan sarana untuk transportasi karbon ke hati untuk glukoneogenesis dan nitrogen untuk ureagenesis.
Ada beberapa fungsi asam amino nonprotein, seperti biosintesis purin dan pirimidin, yang melibatkan lebih tidak penting daripada asam amino esensial.
Sintesis asam amino
Sintesis dan / atau pengumpulan asam amino sangat penting untuk kelangsungan hidup sel. Mereka tidak hanya berfungsi sebagai blok bangunan untuk protein tetapi juga sebagai titik awal untuk sintesis banyak molekul seluler penting termasuk vitamin dan nukleotida.
Dalam kebanyakan kasus, bakteri lebih suka menggunakan asam amino di lingkungan mereka daripada membuatnya dari awal. Dibutuhkan sejumlah besar energi untuk membuat enzim untuk jalur serta energi yang diperlukan untuk mendorong beberapa reaksi biosintesis asam amino. Gen yang mengkode enzim sintesis asam amino dan enzim itu sendiri berada di bawah kendali ketat dan hanya dihidupkan ketika dibutuhkan.
Jalur sintesis asam amino dapat dikelompokkan menjadi beberapa unit logis. Unit-unit ini mencerminkan mekanisme umum atau penggunaan enzim umum yang mensintesis lebih dari satu asam amino. Kategori-kategori ini adalah: reaksi sederhana, asam amino rantai cabang, asam amino aromatik, treonin / lisin, serin / glisin, dan jalur unik. Asam amino aromatik, jalur treonin / lisin dan serin / glisin memiliki awal yang sama dan kemudian menyatu untuk membentuk asam amino yang menarik.
Perhatikan bahwa setiap jalur dimulai dengan metabolit pusat atau sesuatu yang berasal dari “metabolisme sentral”. Menggunakan senyawa umum alih-alih mensintesisnya dari awal menghemat energi dan melestarikan gen karena lebih sedikit enzim diperlukan untuk mengkodekan jalur.