What is the difference between tyrosine and tryptophan?

Perbedaan Tirosin dan Triptofan

Tirosin dan triptofan adalah dua asam amino aromatik yang berbeda secara struktural, metabolik, dan fungsional—tirosin merupakan asam amino non-esensial yang dapat disintesis dari fenilalanin dan berfungsi sebagai prekursor katekolamin, sedangkan triptofan adalah asam amino esensial dengan struktur indol binuklear yang berfungsi sebagai prekursor serotonin dan melatonin.

Perbedaan Struktural

• Tirosin memiliki cincin aromatik tunggal dengan gugus hidroksil, sedangkan triptofan memiliki struktur indol dengan cincin aromatik binuklear yang lebih kompleks 1
• Triptofan adalah asam amino terbesar di antara 20 asam amino dalam translasi protein, dengan permukaan π-elektron hidrofobik yang luas 1
• Struktur triptofan yang lebih elaborat membuatnya memiliki interaksi yang lebih kompleks dengan rantai samping asam amino lain dalam protein 1

Perbedaan Metabolik

Jalur Sintesis dan Ketersediaan

• Tirosin dapat disintesis dari fenilalanin melalui aktivitas enzim fenilalanin hidroksilase (PAH), dengan sekitar 75% fenilalanin diet dihidroksilasi menjadi tirosin 2
• Triptofan adalah asam amino esensial yang harus dipasok dari protein diet dan tidak dapat disintesis oleh tubuh 3
• Jalur biosintesis triptofan adalah yang paling kompleks dan paling boros energi di antara semua asam amino 1
• Triptofan adalah asam amino yang paling langka dalam sel dan salah satu yang paling jarang dalam proteom 1

Jalur Katabolisme

• Tirosin mengalami degradasi melalui jalur katabolik yang melibatkan tyrosine aminotransferase (TAT), 4-hydroxyphenylpyruvic dioxygenase (HPD), dan berakhir pada fumarylacetoacetate hydrolase (FAH) 2
• Triptofan dimetabolisme menjadi kynurenine (jalur utama yang berakhir dengan niasin, CO₂, asam kynurenic dan xanthurenic) atau menjadi serotonin (neurotransmitter penting) 3
• Metabolisme triptofan dalam jaringan berbeda dikaitkan dengan berbagai fungsi fisiologis termasuk regulasi respons imun, mood, dan perilaku 3

Perbedaan Fungsional

Fungsi Tirosin

• Tirosin adalah prekursor untuk sintesis katekolamin (dopamin, norepinefrin, epinefrin) 4
• Suplementasi tirosin oral (7.5 g/hari) secara signifikan menurunkan konsentrasi norepinefrin plasma bebas dan terkonjugasi 4
• Tirosin meningkat dalam kondisi patologis seperti tyrosinemia tipe I, di mana kadar plasma normal adalah 35-90 μmol/L 2

Fungsi Triptofan

• Triptofan adalah prekursor serotonin (neuromediator penting) yang disintesis di usus dan otak 3
• Ketersediaan triptofan di otak mempengaruhi sensitivitas terhadap gangguan mood 3
• Triptofan juga merupakan prekursor melatonin, tryptophol, dan oxitriptan yang memiliki fungsi khusus 1
• Degradasi triptofan menjadi kynurenine oleh sel imun memainkan peran krusial dalam regulasi respons imun selama infeksi, inflamasi, dan kehamilan 3
• Derivat triptofan dapat berfungsi sebagai ligan endogen untuk reseptor Ah, dengan struktur indolo[3,2-b]carbazole yang memiliki afinitas sangat kuat 2

Perbedaan dalam Efek Biologis

Efek Perilaku

• Triptofan meningkatkan imobilitas dalam swim test dan tidak mempengaruhi aktivitas open field, sehingga tidak menunjukkan profil antidepresan 5
• Tirosin menurunkan imobilitas dalam swim test dan meningkat aktivitas open field secara mencolok, mirip dengan psikostimulan seperti amfetamin 5
• Fenilalanin (prekursor tirosin) menurunkan imobilitas dalam swim test tanpa mempengaruhi aktivitas open field, menunjukkan efek mirip antidepresan 5

Efek Biokimia

• Triptofan meningkatkan kadar triptofan dan serotonin otak secara dose-dependent 5
• Tirosin tidak mengubah kadar dopamin atau noradrenalin otak 5
• Fenilalanin menurunkan dopamin, noradrenalin, dan serotonin 5

Perbedaan dalam Jalur Metabolisme Terkait Polusi Udara

• Metabolisme tirosin dan metabolisme triptofan adalah dua dari lima jalur biologis teratas yang secara konsisten terkait dengan paparan polutan udara 2
• Kedua jalur ini terdeteksi secara konsisten di berbagai algoritma analisis jalur metabolik 2

Implikasi Klinis Penting

• Dalam tyrosinemia tipe I, pembatasan diet harus mencakup baik fenilalanin maupun tirosin karena konversi fenilalanin menjadi tirosin 2
• Target plasma tirosin dalam pengobatan tyrosinemia tipe I adalah 200-600 μmol/L dengan fenilalanin 20-80 μmol/L 2
• Triptofan harus dipasok dari diet karena tidak dapat disintesis, sedangkan tirosin dapat diproduksi endogen dari fenilalanin 3
• Kompetisi antar jaringan dan jalur metabolik untuk utilisasi triptofan terjadi karena ketersediaannya yang rendah 3