METIONIN: KARAKTERISTIK, FUNGSI, MAKANAN, MANFAAT - BIOLOGI - 2025

The metionin (Met, M) diklasifikasikan ke dalam kelompok asam amino nonpolar atau amino hidrofobik asam. Asam amino ini mengandung sulfur (S) di rantai sampingnya yang dapat bereaksi dengan atom logam atau dengan gugus elektrofilik.

Metionin ditemukan oleh John Howard Mueller pada dekade kedua abad ke-20. Mueller mengisolasi metionin dari kasein, protein yang dia gunakan untuk menumbuhkan kultur streptokokus hemolitik.

Struktur kimia asam amino Metionin (Sumber: Hbf878 via Wikimedia Commons)

Nama "metionin" adalah singkatan dari nama kimia asam amino ini: asam γ-methylthiol-α-aminobutyric, dan diperkenalkan oleh S. Odake pada tahun 1925.

Ini adalah asam amino esensial untuk mamalia dan dapat memasuki jalur untuk sintesis sistein, asam amino non-esensial, selama tubuh memperoleh metionin dari makanan. Tumbuhan dan bakteri mensintesisnya dari homosistein, turunan dari sistein dan homoserin.

Katabolismenya menyiratkan, di satu sisi, penghapusan nitrogen dari strukturnya dan ekskresinya sebagai urea dan, di sisi lain, transformasi rantai karbonnya menjadi suksinil CoA.

Bersama dengan valin dan treonin, metionin dianggap sebagai asam amino glukogenik, karena asam amino ini dapat diubah menjadi suksinat dan memasuki siklus Krebs. Asam amino glukogenik mampu menghasilkan karbohidrat dan, oleh karena itu, glukosa.

Ada banyak makanan yang kaya metionin seperti tuna, daging, putih telur, keju, dan kacang-kacangan.

Metionin penting untuk sintesis banyak protein, memenuhi fungsi penting dalam metabolisme lemak, terutama untuk otot rangka, dan juga berperan sebagai antioksidan.

Ada banyak gangguan yang terkait dengan metabolisme metionin dan belerang yang terkait dengan patologi dengan tingkat implikasi yang berbeda bagi kesehatan. Beberapa menyebabkan akumulasi homosistein, yang disertai dengan trombosis, gangguan sistem saraf pusat (SSP), keterbelakangan mental dan sistem rangka yang parah.

Lainnya, seperti kurangnya adenosyltransferase, yang merupakan enzim pertama yang bekerja dalam degradasi metionin, mengakibatkan akumulasi metionin, patologi yang relatif jinak yang dikendalikan dengan membatasi makanan yang kaya metionin dalam makanan.

karakteristik

Metionin adalah asam amino esensial yang tidak diproduksi oleh tubuh manusia atau oleh banyak orang. Ini adalah antioksidan yang sangat baik dan sumber belerang bagi tubuh kita.

Kebutuhan harian metionin untuk bayi adalah 45 mg / hari, pada anak-anak 800 mg / hari dan pada orang dewasa antara 350 dan 1.100 mg / hari.

Metionin adalah salah satu sumber utama belerang dalam tubuh; sulfur merupakan komponen fundamental dari beberapa vitamin seperti tiamin atau vitamin B1, dari beberapa hormon seperti glukagon, insulin dan beberapa hormon hipofisis.

Ada di keratin, yang merupakan protein di kulit, kuku dan rambut, dan juga penting untuk sintesis kolagen dan kreatin. Oleh karena itu, metionin, sebagai sumber belerang, terkait dengan semua fungsi belerang atau zat organik yang mengandungnya.

Struktur

Rumus kimia metionin adalah HO2CCH (NH2) CH2CH2SCH3 dan rumus molekulnya adalah C5H11NO2S. Ini adalah asam amino esensial hidrofobik, diklasifikasikan dalam asam amino apolar.

Ini memiliki karbon α yang terikat pada gugus amino (-NH2), gugus karboksil (-COOH), atom hidrogen dan rantai samping (-R) yang mengandung belerang dan dibentuk sebagai berikut: -CH2 -CH2-S-CH3.

Semua asam amino, kecuali glisin, dapat ada sebagai enansiomer dalam bentuk L atau D, sehingga L-metionin dan D-metionin dapat eksis. Namun, hanya L-metionin yang ditemukan dalam struktur protein seluler.

Asam amino ini memiliki konstanta disosiasi pK 1 sebesar 2,28 dan pK2 sebesar 9,21, dan titik isoelektrik 5,8.

fitur

Metionin adalah asam amino esensial untuk sintesis banyak protein, di antaranya adalah beberapa hormon, protein konstitutif kulit, rambut dan kuku, dll.

Ini digunakan sebagai relaksan alami untuk tidur dan sangat penting untuk kondisi kuku, kulit dan rambut yang baik. Ini mencegah beberapa penyakit hati dan jantung; mencegah penumpukan lemak di arteri dan sangat penting untuk sintesis sistein dan taurin.

Ini mendukung penggunaan lemak sebagai energi dan mengintervensi pengangkutan dan penggunaannya, terutama pada otot rangka, oleh karena itu sangat penting untuk latihan otot.

Mengurangi tingkat histamin. Ini adalah antioksidan alami, karena membantu mengurangi radikal bebas. Ia juga memiliki sifat antidepresan dan anxiolytic.

Penggunaan lain metionin baru-baru ini sebagai "pelacak radio" untuk studi pencitraan di tomografi emisi positron (PET) di bidang neuro-onkologi.

Ini juga memiliki penggunaan yang luas sebagai radiokontras untuk glioma, baik dalam proses perencanaan ekstraksi bedah, serta untuk memantau respons terhadap pengobatan dan evaluasi kekambuhan.

Saat ini, penggunaan metionin telah diuji secara efisien untuk meningkatkan pertumbuhan tanaman kedelai.

Biosintesis

Biosintesis metionin dijelaskan dan diterbitkan pada tahun 1931 oleh George Barger Inggris dan asistennya Frederick Philip Coine.

Bakteri dan tumbuhan dapat mensintesis metionin dan sistein, namun sebagian besar hewan memperoleh metionin dari makanan dan sistein dari jalur biosintesis yang dimulai dari metionin sebagai substrat awal (mereka juga memperoleh sistein dengan makanan yang dikonsumsi. dalam makanan).

Jalur biosintetik

Tumbuhan dan bakteri menggunakan sistein sebagai sumber belerang dan homoserin sebagai sumber kerangka karbon untuk sintesis metionin. Homoserine disintesis dari aspartat melalui tiga reaksi enzimatik:

(1) Aspartat diubah menjadi β-aspartil fosfat melalui enzim aspartat kinase, kemudian (2) diubah menjadi aspartik β-semialdehida, yang (3) berkat aksi homoserine dehydrogenase menghasilkan homoserine.

Langkah pertama dalam sintesis metionin adalah reaksi homoserin dengan suksinil-KoA untuk membentuk O-suksinil homoserin. Dalam reaksi ini, suksinil-KoA dibelah, melepaskan bagian CoA dan suksinat mengikat homoserin.

Dalam jalur biosintesis, langkah yang diatur atau dikontrol adalah reaksi enzimatik pertama ini, karena metionin, yang merupakan produk akhir, akhirnya menghambat enzim homoserin suksinil transferase.

Langkah kedua dalam sintesis adalah reaksi O-suksinil homoserin dengan sistein, yang dikatalisis oleh enzim sistationin γ-sintetase, dengan pembentukan sistationin.

Reaksi ketiga di jalur ini dikatalisis oleh β-cystathionine, yang membelah cystathiotin sehingga sulfur terikat pada rantai samping empat karbon yang berasal dari homoserine. Hasil dari reaksi ini adalah pembentukan homosistein dan pelepasan 1 ion piruvat dan 1 NH4 +.

Reaksi terakhir dikatalisis oleh homosistein metiltransferase, yang memiliki homosistein sebagai substrat dan bersama dengan koenzim methylcobalamin (berasal dari vitamin B12 (cyanocobalamin)) mentransfer gugus metil dari 5-metiltetrahidrofolat ke gugus sulfhidril homosistein dan memberikan asal metionin.

Dalam reaksi ini, tetrahidrofolat tetap bebas.

Degradasi

Metionin, isoleusin, dan valin dikatabolisme menjadi suksinil-KoA. Tiga perlima karbon dalam metionin membentuk suksinil-KoA, karbon dalam karboksil membentuk CO2, dan gugus metil dalam metionin dihilangkan.

Langkah pertama dalam degradasi metionin melibatkan kondensasi L-metionin dengan ATP melalui L-metionin adenosil transferase sehingga menimbulkan S-adenosil-L-metionin, juga disebut "metionin aktif".

Gugus S-metil ditransfer ke berbagai akseptor dan dengan demikian terbentuk S-adenosil-L-homosistein, yang kehilangan adenosin melalui hidrolisis dan menjadi L-homosistein. Homosistein kemudian mengikat serin untuk membentuk sistathionin. Reaksi ini dikatalisis oleh sistationin β-sintetase.

Cystathionine menghidrolisis dan menimbulkan L-homoserine dan cysteine. Ini adalah bagaimana homosistein berasal dari homoserin dan serin menghasilkan sistein, sehingga reaksi ini umum terjadi pada biosintesis sistein dari serin.

Homoserine deaminase kemudian mengubah homoserine menjadi α-ketobutyrate, melepaskan NH4. Α-ketobutirat, dengan adanya CoA-SH dan NAD +, membentuk propionil-KoA, yang kemudian diubah menjadi metilmalonil-KoA dan ini diubah menjadi suksinil-KoA.

Dengan cara ini, bagian dari rantai karbon metionin akhirnya membentuk substrat glukoneogenik, suksinil-KoA, yang kemudian dapat diintegrasikan ke dalam sintesis glukosa; karena alasan inilah metionin dianggap sebagai asam amino glukogenik.

Rute alternatif untuk degradasi metionin adalah penggunaannya sebagai substrat energi.

Nitrogen metionin, seperti semua asam amino, dihilangkan dari α-karbon melalui transaminasi, dan gugus α-amino ini akhirnya ditransfer ke L-glutamat. Dengan deaminasi oksidatif, nitrogen ini memasuki siklus urea dan dieliminasi dalam urin.

Makanan kaya metionin

Makanan kaya metionin meliputi:

- Putih telur.

- Turunan susu seperti keju matang, keju krim, dan yogurt.

- Ikan terutama yang disebut ikan biru seperti tuna atau ikan todak.

- Kepiting, lobster, dan udang merupakan sumber penting metionin.

- Daging babi, sapi, dan ayam.

- Kacang kenari dan buah-buahan kering lainnya kaya akan metionin dan merupakan pengganti protein untuk vegetarian dan vegan.

- Biji wijen, labu dan pistachio.

Ini juga ditemukan dalam kacang hitam dan putih, kedelai, jagung, dan sayuran hijau seperti lobak, bayam, dan lobak Swiss. Brokoli, zucchini, dan squash kaya akan metionin.

Manfaat asupannya

Menjadi asam amino esensial, asupannya penting untuk memenuhi semua fungsi yang diikutinya. Dengan mempromosikan pengangkutan lemak untuk penggunaan bahan bakar energi, metionin melindungi hati dan arteri dari penumpukan lemak.

Asupannya bermanfaat untuk melindungi tubuh dari kondisi seperti perlemakan hati dan aterosklerosis.

Metionin telah terbukti efisien untuk pengobatan beberapa kasus mieloneuropati yang diinduksi oksida nitrat parah dan anemia makrositik yang tidak merespons pengobatan vitamin B12.

Penggunaan S-adenosyl-L-methionine (SAM) efektif sebagai pengobatan alami dan alternatif untuk depresi. Hal ini disebabkan fakta bahwa SAM adalah donor gugus metil yang terlibat dalam sintesis berbagai neurotransmiter dengan sifat antidepresan di otak.

Stres oksidatif terlibat, setidaknya sebagian, dalam kerusakan berbagai organ, termasuk hati, ginjal, dan otak. Penggunaan antioksidan seperti metionin telah didalilkan untuk mencegah dan memperbaiki kerusakan yang disebabkan oleh stres oksidatif.

Gangguan defisiensi

Ada beberapa patologi yang berkaitan dengan metabolisme metionin, yang berkaitan dengan penyerapannya di usus, yang mengakibatkan akumulasi metabolit tertentu atau defisit asam amino yang sebenarnya.

Pada kasus kelainan metabolisme metionin, yang paling umum adalah yang disebut homosistinuria, yaitu tipe I, II, III dan IV:

Homosistinuria tipe I disebabkan oleh defisiensi sistationin β-sintetase dan berhubungan dengan gejala klinis yang mirip dengan trombosis, osteoporosis, dislokasi lensa, dan seringkali keterbelakangan mental.

Homosistinuria tipe II disebabkan oleh defisiensi reduktase N5N10-methylenetetrahydrofolate. Homosistinuria tipe III disebabkan oleh penurunan transmetilase N5-methyltetrahydrofolate-homocysteine, karena defisiensi sintesis methylcobalamin.

Dan akhirnya, homocystinuria tipe IV dikaitkan dengan penurunan N5-methyltetrahydrofolate-homocysteine ​​transmethylase karena absorpsi cobalamin yang rusak.

Homosistinuria merupakan kelainan bawaan dalam metabolisme metionin dan sering terjadi pada 1 dari 160.000 bayi baru lahir. Dalam patologi ini, sekitar 300 mg homosistin diekskresikan setiap hari bersama dengan S-adenosil metionin, yang disertai dengan peningkatan metionin plasma.

Mengurangi asupan metionin dan meningkatkan sistein dalam makanan di awal kehidupan mencegah perubahan patologis yang disebabkan oleh penyakit ini dan memungkinkan perkembangan normal.

Dalam kasus defisiensi malabsorpsi metionin, efek terpenting terkait dengan kegagalan mielinisasi serabut saraf sistem saraf pusat (SSP) yang dapat dikaitkan dengan tingkat retardasi mental tertentu.

Referensi

1. Bakhoum, GS, Badr, EA Elm., Sadak, MS, Kabesh, MO, & Amin, GA (2018). Meningkatkan Pertumbuhan, Beberapa Aspek Biokimia dan Hasil Tiga Budidaya Tanaman Kedelai Melalui Pengolahan Metionin Dalam Kondisi Tanah Berpasir. Jurnal Internasional Penelitian Lingkungan, 13, 1–9.
2. Mathews, C., van Holde, K., & Ahern, K. (2000). Biochemistry (edisi ke-3rd). San Francisco, California: Pearson.
3. Mischoulon, D., & Fava, M. (2002). Peran S-adenosyl-L-methionine dalam pengobatan depresi: Tinjauan bukti. American Journal of Clinical Nutrition, 76 (5), 1158S-1161S.
4. Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Harper's Illustrated Biochemistry (edisi ke-28). McGraw-Hill Medical.
5. Patra, RC, Swarup, D., & Dwivedi, SK (2001). Efek antioksidan dari α tokoferol, asam askorbat dan L-metionin pada timbal menyebabkan stres oksidatif ke hati, ginjal dan otak pada tikus. Toksikologi, 162 (2), 81–88.
6. Rawn, JD (1998). Biokimia. Burlington, Massachusetts: Penerbit Neil Patterson.
7. Stacy, CB, Di Rocco, A., & Gould, RJ (1992). Metionin dalam pengobatan neuropati dan mieloneuropati yang diinduksi nitrous-oxide. Jurnal Neurologi, 239 (7), 401-403.