presentation protein
DESCRIPTION
proteinTRANSCRIPT
-
Tujuan perkuliahan
Dapat menjelaskan struktur dan sifat asam aminoMenerangkan struktur, tata nama dan sifat peptidaMenjelaskan Struktur, penggolongan dan sifat protein -
Protein
-
Sehingga :
komponen utama sel hewan atau manusia
zat- yang dibentuk oleh zat-zat hidup
-
Apa pentingnya protein
Lebih separo zat-zat yang berbentuk padat di dalam jaringan-jaringan manusia adalah protein
Bertanggung jawab menggerakkan otot-otot
Hemoglobin mengangkut oksigen dari paru-paru ke jaringan ke seluruh tubuh
Enzim sebagai biokatalisator
-
ANTIGEN
Zat yang berperan melawan bakteri penyakit
Apa pentingnya protein
-
Komposisi unsur kimia yang membentuk protein
-
Bobot molekul
Terdiri dari molekul-molekul yang besar dengan berat molekul berkisar antara 12.000 sampai dengan jutaan
-
Protein
PROTEIN NABATI : protein yang berasal dari tumbuhanTumbuhan memperoleh protein dari CO2, H2O dan senyawa nitrogen
-
Protein
Suatu polipeptida yang mempunyai bobot molekul yang sangat bervariasi mulai dari 12.000 hingga jutaan
-
Struktur protein
Struktur primerStruktur sekunderStruktur tersierStruktur kuarterner -
Struktur Primer :
menunjukkan jumlah jenis dan urutan asam amino dalam molekul protein -
Struktur sekunder
-
Struktur tersier
-
Struktur kuarterner
-
PROTEIN
POLIMER
ASAM AMINO
-
ASAM AMINO
SIFAT-SIFAT ASAM AMINO
BERSIFAT OPTIK AKTIF
-
TITIK LELEH TINGGI
JIKA DILARUTKAN DALAM AIR DAPAT BERTINDAK SEBAGAI ASAM DAN BASA (ZWITTER ION). PH DIMANA ASAM AMINO MEMBENTUK ZWITTER ION DISEBUT PH ISOELEKTRIK
-
PEPTIDA
TERBENTUK DARI DUA ASAM AMINO ATAU LEBIH
-
CONTOH PEMBENTUKAN IKATAN PEPTIDA
-
PENGGOLONGAN PROTEIN
BERDASARKAN BENTUK DAN SIFAT-SIFAT FISIK TERTENTU
BERDASARKAN FUNGSI BIOLOGISNYA
ENZIM
PROTEIN TRANSPORT
PROTEIN NUTRIEN
PROTEIN KONTRAKTIL
PROTEIN STRUKTUR
PROTEIN PERTAHANAN
PROTEIN REGULATOR
PROTEIN GLOBULAR
PROTEIN SERABUT
PROTEIN GABUNGAN
-
Kita berdiskusi di kelas kooperatif
-
ASAM AMINO, PEPTIDA DAN PROTEIN
PROTEIN
*MAKROMOLEKUL YANG PALING BANYAK DITEMUKAN DALAM SEL (50% BERAT KERING BADAN ORANG DEWASA ADALAH PROTEIN)
*SUSUNAN SEJUMLAH ASAMA AMINO DALAM URUTAN YANG KHAS MELALUI IKATAN PEPTIDA DENGAN FUNGSI YANG KHAS PULA SEHINGGA PROTEIN JUGA DISEBUT SEBAGAI POLIPEPTIDA.
SANGAT BERVARIASI DIMANA RATUSAN JENIS PROTEIN YANG BERBEDA DAPAT DITEMUKAN DALAM SATU SEL DENGAN FUNGSI YANG BERBEDA PULA.
Jumlah residu as amino jumlah rantai
Insulin 51 2
Haemoglobin 574 4
Lisosim 129 1
Ribonuklease 124 1
*
-
MEMPUNYAI BERBAGAI PERANAN BIOLOGIS.
PROTEIN DIOKSIDASI DAN DISINTESA SETIAP HARI SECARA TERUS MENERUS PADA ORANG DEWASA (DIPERBAHARUI)
TURN OVER PROTEIN 400 GR/HR 75-80% DIPAKAI KEMBALI UNTUK SINTESA PROTEIN.
-
PROTEIN HARUS DIKOMSUMSI SETIAP HARI UNTUK MENUTUPI KEHILANGAN SEWAKTU TURN OVER.
NEGATIF NITROGEN BALANCE PERTUMBUHAN ABNORMAL
OVER DISIMPAN DALAM BENTUK LEMAK (PEMBOROSAN)
NILAI GIZI PROTEIN:
-JUMLAH KOMSUMSI
-DAYA SERAP TUBUH
-KOMPOSISI ASAM AMINO
(ESENSIAL DAN NON ESENSIAL)
KEBUTUHAN PROTEIN DIPENGARUHI OLEH BBRP SITUASI SEPERTI:
MASA PERTUMBUHAN AKTIFITAS- HAMIL DAN MENYUSUI,
- SAKIT,DLL
*
-
FUNGSI BIOLOGI PROTEIN
FUNGSI BIOLOGI:
1. SEBAGAI ENZIM
* PROTEIN KHUSUS YG MEMPUNYAI AKTIVITAS KATALISIS (BIOKATALISATOR)
* LEBIH DARI 2000 JENIS ENZIM SUDAH DIKETAHUI DG FUNGSI YG KHAS.
EX : UREASE UREA AMONIAK + CO2
2. PROTEIN SIMPANAN
PADA TANAMAN / TUMBUHAN
EX : PROTEIN : JAGUNG, GANDUM, BERAS, KACANG2AN,
Pada hewani OVALBUMIN, KASEIN
-
3. PROTEIN TRANSPORT
MEMBAWA MOLEKUL / ION SPESIFIK MELALUI DARAH DARI SATU ORGAN KE ORGAN LAIN.
EX : LIPOPROTEIN
HAEMAGLOBIN
4. PROTEIN KONTRAKTIL
PROTEIN YANG MEMBERIKAN KEMAMPUAN KEPADA SEL DAN ORGANISME UNTUK BERKONTRAKSI, MENGUBAH BENTUK / BERGERAK
EX : AKTIN DAN MIOSIN KONTRAKSI OTOT/ KERANGKA
TUBULIN PROTEIN PEMBENTUK MIKROTUBUL
5. PROTEIN PERTAHANAN
PROTEIN YANG BERFUNGSI UNTUK MEMPERTAHANKAN ORGANISME DARI SERANGAN SPECIES LAIN ATAU LUKA
EX : FIBRINOGEN DAN TROMBIN, ANTIBODY, BISA ULAR
*
-
6. PROTEIN STRUKTURAL
MEMBANGUN STRUKTUR BIOLOGI, KEKUATAN , DAN
PROTEKSI
EX :PROTEIN SERABUT KOLAGEN TULANG RAWAN/URAT,
KULIT
ELASTIN PADA PERSENDIAN DAPAT MEREGANG
KEDUA DIMENSI
KERATIN PROTEIN STRUKTURAL PADA RAMBUT,
KUKU, BULU BURUNG
FIBROIN SUTRA, JARING LABA-LABA
7. PROTEIN PENGATUR
MENGATUR AKTIVITAS SELULER ATAU FISIOLOGI
EX :HORMON INSULIN METABOLISME GULA
HORMON PARATIROID MENGATUR TRANSPORTASI
Ca++, P.
*
-
SIFAT ASAM AMINO
1. MEMPUNYAI STRUTUR UMUM
COOH
l
NH2 C H
l
R
R DIBEDAKAN :
- STRUKTUR
KELARUTAN - MUATAN LISTRIK- UKURAN
(karboksil)
(Amina)
(Gugus samping)
(hidrogen)
*
-
2. MEMPUNYAI ATOM C ASIMETRIK KECUALI GLISIN
COOH COOH
NH2 C H H C NH2
CH3 CH3
ISOMER OPTIK ( STEREO ISOMER )
UMUMNYA ASAM AMINO YG ADA DI ALAM BENTUK L
RASEMASI
3. ASAM AMINO LARUT DALAM AIR TETAPI TIDAK LARUT DALAM PELARUT NON POLAR
D ALA
L ALA
*
-
4. DALAM LARUTAN DAPAT TERIONISASI
SEBAGAI ASAM ( DONOR PROTON )
SEBAGAI BASA ( AKSEPTOR PROTON)
SIFAT INI DAPAT BERFUNGSI UNTUK :
- MENENTUKAN ASAM AMINO PENYUSUN PROTEIN
- MEMISAH ASAM AMINO PENYUSUN PROTEIN
H H
R C COO - R C COO - + H +
NH3+ NH2
H H
R C COO - + H + R C COOH
NH3+ NH3+
SENYAWA AMPOTER
*
-
PENGGOLONGAN ASAM AMINO BERDASARKAN POLARITAS GUGUS R PADA PH 7
1. ASAM AMINO DENGAN GUGUS R NON POLAR
Ala, Val, Leu, Ile, Pro, Met, Phe, Trp.
2. ASAM AMINO DENGAN GUGUS R POLAR TIDAK BERMUATAN
Gly, Ser,Thr, Cys, Tyr, Asn, Gln.
3. ASAM AMINO DENGAN GUGUS R BERMUATAN NEGATIF (-)
Asp dan Glu
4. ASAM AMINO DENGAN R BERMUATAN (+)
Lys, Arg, His
*
- ASAM AMINO DG R NON POLAR
( Ala, Val, Leu, Ile, Pro, Met, Phe, Trp )
-
2. ASAM AMINO DENGAN GUGUS R POLAR TIDAK BERMUATAN
(Gly, Ser,Thr, Cys, Tyr, Asn, Gln)
-
3. ASAM AMINO DENGAN GUGUS R BERMUATAN NEGATIF (-)
(Asp dan Glu )
-
4. Asam amino dengan R bermuatan (+)
(Lys, Arg, His)
-
SIFAT ASAM BASA (MENGION) ASAM AMINO
pK 1
Pk 2
pI
*
-
BEBERAPA INFORMASI:
1. AS. AMINO ALANIN MEMPUNYAI 2 KUTUB YG DAPAT MENGION:
1. GUGUS KARBOKSIL PADA pH 2,34.
2. GUGUS AMINA PADA Ph 9,69.
2. ASAM AMINO MEMPUNYAI 2 DAERAH BERDAYA BUFFER YANG BAIK YAITU PADA DAERAH YANG RELATIF DATAR PADA GRAFIK (Ph 2 3 dan Ph 9 10) DAN MEMPUNYAI DAYA BUFFER TERBURUK PADA Ph 6,02 (PI)
3. PADA pH 6,02 MUATAN AS. AMINO = 0 (ZWITTER ION/ MENGION SEMPURNA). PADA SAAT INI A. AMINO AKAN MENGENDAP. pH INI DISEBUT pH ISOELEKTRIK (PI).
PI = (Pk1 + Pk2)/2
pH DIBAWAH PI -- MUATAN A.AMINO + (POSITIF)
pH DIATAS PI -- MUATAN A.AMINO - (NEGATIF)
pH = PI ------- MUATAN A. AMINO (0) (NETRAL)
4. AS. AMINO YG BERBEDA DAPAT DIPISAHKAN DARI YG LAIN
ATAS KECEPATAN MIGRASI MASING2 AS. AMINO JIKA MOLEKUL
INI DITEMPATKAN PD SUATU MEDAN LISTRIK PD PH TERTENTU.
*
-
HARGA PK BAGI GUGUS MENGION ASAM AMINO
A.AMINO pK1 pK2 pK 3
(COOH) ( NH3+) ( R )
GLISIN 2,34 9,6
ALANIN 2,34 9,69
LEUSIN 2,36 9,6
SERIN 2,21 9,15 13,6 (OH)
THREONIN2,3310,43
GLUTAMIN2,17 9,13
ASPARTAT2,09 9,82 3,86 (COOH)
GLUTAMAT2,19 9,67 4,25 (COOH)
HISTIDIN1,82 9,17 6,0 (NH+)
SISTEIN1,7110,78 8,33 (SH)
TIROSIN2,2 9,11 10.07 (OH)
LISIN2,18 8,95 10,53 (NH3+)
ARGININ2,17 9,04 12,48 (NH3+)
METODA PEMISAHAN
ASAM AMINO
1. ELEKTROFORESIS KERTAS 2. KHROMATOGRAFI PENUKAR ION
3. AMINO ACID ANALYZER
*
-
BEBERAPA REAKSI SPESIFIK ASAM AMINO
1. REAKSI PEMBENTUKAN IKATAN PEPTIDA
R1 O H H H20
H2N C - C + N C COOH -------
H OH H R2
R1 O H
H2N - C - C - N - C - COOH
H H R2
dipeptida, tripeptida, tetrapeptida, pentapeptida, oligopeptida, polipeptida.
H2O
*
-
Contoh: pentapeptida
-
2. REAKSI WARNA DENGAN NINHIDRIN
O O
H
l C OH C OH
R C COOH + C - C
l C OH C
NH2 ll ll H
O O
ASM AMINO NINHIDRIN NINHIDRIN
TEREDUKSI
+ NH3+ + CO2 + R COOH + NINHIDRIN -- PIGMEN
WARNA UNGU/ BIRU
Ciri khas reaksi ini mengeluarkan gas co2
AS.AMINO DG NINHIDRIN BERLEBIHAN MEMBENTUK SENYAWA BERWARNA UNGU/BIRU
*
-
O O
ll ll
C C
C = N C + 3H2O + H+
C C
ll l
O O -
- Dapat mendeteksi asam amino secara kolorimetrical
- Prolin dan Hidroksiprolin kuning
- Asparagin coklat
Senyawa berwarna ungu/ biru
- MENENTUKAN / MENDETEKSI ASAM AMINO SECARA KUANTITATIF
*
-
H H
HOOC - CH CH2 - CH2 - C - N - CH - C - N - CH2 - COOH
NH2 O CH2 O
SH
GLUTATION ( GLUTAMILSISTEINILGLISIN)
CONTOH LAINNYA:
INSULIN 2 RANTAI POLIPEPTIDA (51 RESIDU ASAM AMINO)
HAEMOGLOBIN 4 RANTAI POLIPEPTIDA (574 AS. AMINO)
GRAMISIDIN 10 RESIDU ASAM AMINO ANTIBIOTIK
ENKIFALIN 10 RESIDU ASAM AMINO OBAT BIUS (ANALGESIK)
Tyr Gly Gly - Phe Met Tyr Gly Gly Phe Leu
BRADIKININ 9 ASAM AMINO PENGHAMBAT PEMBENGKAKAN JARINGAN
Arg Pro Pro- Gly Phe Ser Pro Phe - Arg
Contoh: tripeptida
*
-
3. REAKSI PEMBENTUKAN SISTIN DARI 2 AS.AMINO SISTEIN IKATAN DISULFIDA
COOH COOH
l l
NH2 C CH2 SH + SH CH2 C NH2 ---
l l
H H
COOH COOH
l l
NH2 C CH2 S - S CH2 C NH2
l l
H H
IKATAN DISULFIDA
*
-
ANION o KATION
+
-
. . . . . . . .
.. . .. . .
T 1
T 2
SEMPROT DG NINHIDRIN
KERTAS FILTER YG DIBASAHI BUFFER PADA pH tertentu
Spot mengandung campuran asam amino
------- -------
1. ELEKTROFORESIS KERTAS
TEKNIK PEMISAHAN ASAM AMINO
COCOKKAN DG MARKER
-
2. CHROMATOGRAPHY PENUKAR ION
-
PENGGOLONGAN PROTEIN BERDASARKAN BENTUK/STRUKTUR DAN SIFAT FISIK TERTENTU
PROTEIN GLOBULAR
PROTEIN SERABUT
1. ALPHA HELIKS
2. TRIPLE HELIKS
3. BETA PLEATED SHEET
1. BETA PLEATED SHEET PARALEL
2. BETA PLEATED SHEET ANTI PARALEL
*
-
PROTEIN GLOBULAR
PROTEIN YANG DITANDAI DG RANTAI POLIPEPTIDA YG BERLIPAT DAN MELINGKAR MEMBENTUK GLOBULAR PADAT DAN KOMPAK, DENGAN AKSIO RASIAL < 10, YAITU 3 4O R2
NH3+ C C NH3+ COOH
C NH3+ C C
R1 O R3
TERMINAL AMINO
TERMINAL KARBOKSIL
Dst, dst
S -S
S-S
*
-
PROTEIN GLOBULAR
SIFAT:MEMPUNYAI KELARUTAN YANG TINGGI DALAM AIR
BANYAK DISUSUN OLEH ASAM AMINO POLAR (HIDROFILIK)
JIKA ADA ASAM AMINO HIDROFOBIK TERSEMBUNYI DIBAHAGIAN DALAM.
BANYAK MENGANDUNG PROLIN PEMBENKOKAN.
ASAM AMINO Ser, Thr, DAN Asn JUGA MENYEBABKAN PEMBENGKOKAN
MEMPUNYAI FUNGSI SEPERTI: ENZIM, PROTEIN SIMPANAN, HORMON, ANTIBODI TRANSPORT.
CONTOH :
*HAEMOGLOBIN 4 RANTAI POLIPEPTIDA DG 574 ASAM AMINO (ALPHA 1 DAN 2 = 141 AA, BETA 1 DAN 2 = 146 AA).
*INSULIN (2 RANTAI DG 51 ASAM AMINO)
*ADENILAT KINASE 3 RANTAI
-
Haemoglobin
Alpha1
(141 as.amino)
Alpha2
( 141 as. amino)
Beta 1 (146 as.amino
Beta 2 (146 as.amino)
Ilustrasi 4 rantai polipeptida haemoglobin
-
S-S
S-S
S
S
S
S
ILUSTRASI LIPATAN 2 RANTAI POLIPEPTIDA INSULIN
A (21 AS.AMINO)
B (30 as.amino)
-
PROTEIN SERABUT
PROTEIN YANG RANTAI POLIPEPTIDANYA MEMANJANG MEMBENTUK SEPERTI SERAT DAN SALING MELILIT PADA SATU SUMBU DG RASIO AKSIAL > 10
SIFAT SANGAT TIDAK LARUT DALAM AIR SEHINGGA ASAM AMINO PENYUSUNNYA LEBIH BANYAK DARI GOLONGAN ASAM AMINO HIDROFOBIK.
FUNGSI:PROTEIN STRUKTURAL
PROTEIN PERLINDUNGAN LUAR
PROTEIN KONTRAKTIL
ADA 3 JENIS:
ALPHA HELIKS ALPHA KERATIN (BULU BINATANG, KUKU, WOOL, SAYAP, SISIK, TANDUK, KULIT PENYU)
TRIPLE HELIKS KOLAGEN (TULANG, TUL RAWAN, KULIT, URAT)
BETA PLEETED SHEET PARALEL KERATIN
BETA PLEETED SHEET ANTIPARALEL FIBROIN
*
- Alpha heliks
b. Alpha heliks
c. Triple heliks
-
BETA PLEETED SHEET PRALEL
BETA PLEETED SHEET ANTIPARALEL
-
IKATAN KOVALEN DAN NON KOVALEN YANG MEMPERTAHANKAN STRUKTUR PROTEIN
IKATAN KOVALEN:
1. IKATAN PEPTIDA
2. IKATAN DISULFIDA
IKATAN NONKOVALEN
1. IKATAN HIDROGEN
2. IKATAN HIDROFOBIK
3. IKATAN ELEKTROSTATIK
COOH COOH
l l
NH2 C CH2 S - S CH2 C NH2
l l
H H
R1 O H
H2N - C - C - N - C - COOH
H H R2
IKATAN PEPTIDA
IKATAN DISULFIDA
-
IKATAN NONKOVALEN
IKATAN HIDROGEN TERJADI ANTARA RESIDU GUGUS R PADA SIMPUL YANG BERDEKATAN DIDALAM RANTAI ATAU ANTAR RANTAI.
1. IKATAN HIDROGEN
2. IKATAN HIDROFOBIK/INTERAKSI HIDROFOBIK
3. IKATAN ELEKTROSTATIKRANTAI 1
RANTAI 2
RANTAI 3
- IKATAN HIDROFOBIK TERJADI ANTARA RESIDU GUGUS R DARI 2 ASAM AMINO YANG SAMA-SAMA HIDROFOBIKIKATAN ELEKTROSTATIK TERJADI ANTARA GUGUS RDARI ASAM AMINO YANG MUATANNYA BERLAWANAN.
-
DENATURASI PROTEIN
IKATAN-IKATAN NONKOVALEN YG MEMPERTAHANKAN STRUKTUR PROTEIN DAPAT DIRUSAK OLEH BERBAGAI MANIPULASI SEHINGGA PROTEIN AKAN KEHILANGAN AKTIFITAS BIOLOGISNYA DENATURASI PROTEIN
FISIK SUATU PEROBAHAN KONFORMASI RANTAI POLIPEPTIDA YANG TIDAK MEMPENGARUHI STRUKTUR PRIMER.
HAL-HAL YG DAPAT MENYEBABKAN TERJADINYA DENATURASI:
PANAS 50 -60 ASAM BASA KUATPELARUT ORGANIK (ALKOHOL, ASETON DLL)PENGGUNCANGAN YANG INTENSIFDETERGEN, UREA DLL -
DENATURASI
RENATURASI
-
HIDROLISIS PROTEIN
HIDROLISIS PROTEIN BERGUNA UNTUK:
1. MEMUTUS IKATAN KOVALEN PD POLIPEPTIDA
2. MEMISAHKAN ASAM AMINO YG ADA PADA RANTAI POLIPEPTIDA.
ADA 3 CARA UNTUK MENGHIDROLISIS PROTEIN:
1. HIDROLISIS DG ASAM.
6 NHCl, PADA SUHU 110oC SELAMA 20 70 JAM, PADA TABUNG REAKSI YG TERTUTUP RAPI SEHINGGA TDK ADA KONTAK DG OKSIGEN. TERJADI PEMUTUSAN SEMUA IKATAN PEPTIDA, TETAPI BBRP ASAM AMINO MENGALAMI DEAMINASI (Trp, Ser, Tre, Asp, Glu).
2. HIDROLISIS DG BASA
2 4 N NaOH, SUHU 100oC, SELAMA 4 8 JAM.
UNTUK MENDAPATKAN Trp YG RUSAK PADA HIDROLISIS
ASAM.
-
3. HIDROLISIS DG ENZIM
TIDAK MEMUTUSKAN SEMUA IKATAN PEPTIDA PADA RANTAI POLIPEPTIDA KARENA ENZIM HANYA MEMUTUS PADA ASAM AMINO TERTENTU.
TRIPSIN Lys, Arg
KHEMOTRIPSIN Phe, Trp, Tyr
SIANOGEN BROMIDA Met
THERMOLISIN SEBELUM Ala
PEPSIN Phe, Trp, Tyr
-
4. MEMUTUS IKATAN DISULFIDA MENGGUNAKAN SENYAWA:
MERKAPTOETANOL2. ASAM PERFORMAT
3. DITIOREITOL (DTT)
ASAM PERFORMAT
(HCOO-OH)
MERKAPTOETANOL
(HS-CH2-CH2-OH)
DTT (DITIOREITOL)
HS-CH2-CHOH-CHOH-CH2SH
ATAU
-
C
N
H
3
+
R
H
C
O
O
-
C
C
O
O
-
C
H
3
+
H
3
N
H
C
C
O
O
-
C
H
3
H
N
H
3
+
C
N
H
3
+
R
H
C
O
O
-
C
N
H
2
R
H
C
O
O
H
+
H
+
C
N
H
3
+
R
H
C
O
O
-
C
N
H
3
+
R
H
C
O
O
H
+
H
+
H
C
N
R
2
H
H
C
O
O
-
C
H
+
H
3
N
R
1
C
O
O
H
H
2
O
H
2
O
C
H
+
H
3
N
R
1
C
O
N
H
C
H
R
2
C
O
O
-
+
I
K
A
T
A
N
P
E
P
T
I
D
A
U
J
U
N
G
T
E
R
M
I
N
A
L
K
A
R
B
O
K
S
I
L
U
J
U
N
G
T
E
R
M
I
N
A
L
A
M
I
N
O
H
2
N
C
H
C
C
H
2
O
H
O
C
H
2
S
C
H
3
+
H
2
N
C
H
C
C
H
2
O
H
O
C
O
H
O
H
2
N
C
H
C
C
H
2
O
H
O
C
H
C
H
3
C
H
3
H
2
N
C
H
C
C
H
2
O
H
O
O
H
+
+
H
2
N
C
H
C
C
H
2
N
H
O
C
H
2
S
C
H
3
C
H
C
H
2
C
C
O
O
H
O
N
H
C
H
C
H
2
C
C
H
N
H
O
C
H
3
C
H
3
C
H
C
H
2
C
O
H
O
O
H