Minggu 4_PROTEIN

PROTEIN
BIOKIMIA
Minggu ke-4
PROTEIN
• Apa pentingnya urutan asam amino
bagi protein?
• Pentingkah konsumsi harian protein?
• Protein seperti apa yang diperlukan
oleh seseorang?
• Bagaimana industri bioteknologi
modern mematenkan penemuannya?
• Bagaimana penentuan adanya
protein dalam contoh
PROTEIN
• Molekul makrobiopolimer yang
tersusun dari monomer asam
L,-amino yang berkaitan satu
sama lain dengan ikatan
peptida
FUNGSI
1. Enzim
•
Amilase, pepsin, lipase
•
Keratin, gelatin, fibroin, kolagen
•
Insulin, reseptor hormon,
ensefalin
2. Struktur
3. Biosinyal
4. Bufer
•
Albumin
FUNGSI
5. Transpor
•
Lipoprotein, hemoglobin, histon
•
Imunoglobin, antibiotik, toksin, bisa
ular
6. Pertahanan sel
7. Nutrien dan simpanan
•
Kasein, ovalbumin, gliadin
•
Aktin, miosin, tubulin, dinein, klatrin
8. Pergerakan sel dan molekul
intrasel
PROTEIN BERDASARKAN
STRUKTUR
1.
2.
3.
4.
Primer
Sekunder
Tersier
Kuarterner
STRUKTUR PRIMER
• Hanya ikatan peptida
STRUKTUR SEKUNDER
• Ikatan hidrogen antara gugus
karbonil dengan gugus amina
dari atom C yang berbeda
1. -heliks
2. -pleated sheet
•
•
Paralel
Antiparalel
-heliks
-sheet
STRUKTUR TERSIER
• Distabilkan oleh interaksi gugus
R
•
•
•
•
•
Ikatan disulfida
Ikatan hidrogen
Interaksi hidrofobik
Interaksi hidrofilik
Interaksi ionik
Struktur
tersier
subunit
HMG-KoA
reduktase
II bakteri
STRUKTUR KUARTERNER
• Gabungan beberapa struktur
tersier
PROTEIN BERDASARKAN
BENTUK
1. Protein serabut (fibrous)
•
•
Kurang larut, amorf, dapat
memanjang dan berkontraksi
Keratin, miosin, kolagen, fibrin
2. Protein globuler
•
•
Larut, dapat dikristalkan
Enzim, imunoglobulin
PROTEIN MAJEMUK
1. Nukleoprotein: ssDNA binding
protein
2. Glikoprotein: musin
3. Fosfoprotein: kasein
4. Kromoprotein: hemoglobin
5. Protein-koenzim: piruvat
dehidrogenase-NAD+
6. Lipoprotein
7. Metaloprotein: kalmodulin-Ca2+
REAKSI PROTEIN
1. Dengan garam
•
•
Kelarutan protein meningkat dengan
penambahan sedikit garam (salting in)
Protein mengendap dalam garam pekat
(salting out
2. Dengan asam
•
•
Sedikit asam mendenaturasi protein
Asam berlebih menyebabkan hidrolisis
REAKSI PROTEIN
3.
Dengan basa
•
4.
Tidak mengendapkan tetapi menyebabkan
hidrolisis, dekomposisi oksidatif, dan
rasemisasi
Dengan logam berat
•
5.
Menghasilkan endapan yang tidak dapat larut
kembali
Dengan pereaksi alkoloidal
•
•
Mengendapkan protein pada suasana asam
Asam trikloroasetat, asam tannat, asam
fosfotungstat, asam fosfomolibdat
REAKSI PROTEIN
6. Dengan pelarut organik
•
•
Menurunkan konstanta dielektrik
Alkohol, kloroform
7. Dengan pemanasan
•
•
Terjadi denaturasi (terurainya
protein menjadi struktur
primernya)
Terjadi koagulasi
REAKSI UJI PROTEIN
1. Reaksi Millon: tirosin
2. Reaksi Biuret: ikatan peptida
3. Reaksi xantoprotein: asam
amino aromatik
4. Reaksi Hopkins Cole: triptofan
5. Reaksi ninhidrin: gugus
karboksil dan amino bebas
REAKSI UJI PROTEIN
6.
Reaksi Lowry (J. Biol. Chem, 1951)
•
•
•
7.
Menggunakan pereaksi Folin fenol
Standar terbaik Human Albumin
Terganggu oleh ion K+, Mg2+, EDTA, Tris,
pereaksi tiol, dan karbohidrat
Reaksi Bradford (Anal. Biochem, 1976)
•
•
•
Menggunakan pewarna Coomassie Brilliant
Blue G-250
Standar terbaik -Globulin
Terganggu oleh deterjen dan sedikit oleh
aseton
ISOLASI DAN PEMURNIAN
PROTEIN
SENTRIFUGASI
• Pemisahan molekul
berdasarkan bobot jenis
• Teknik yang umum digunakan
untuk protein spesifik:
ultrasentrifugasi (>20.000 g)
ULTRASENTRIFUGASI
SENTRIFUGASI ZONA
• Pemisahan berdasarkan gradien
densitas
• Umum digunakan sukrosa atau
CsCl
KROMATOGRAFI ELUSI
KROMATOGRAFI
PERTUKARAN ION
KROMATOGRAFI AFINITAS
• Berdasarkan interaksi proteinligan
• Memisahkan satu jenis protein
spesifik dari lainnya
• Ligan:
• Antigen
• Substrat
• kofaktor
ISOELECTRIC FOCUSING
PENENTUAN STRUKTUR
PRIMER
• Sekuensing: penentuan urutan
asam amino dalam protein
• Proteomik: ilmu yang
menjelaskan urutan protein
fungsional di dalam sel
SEKUENSING
1.
2.
3.
•
•
•
•
•
•
•
•
Preparasi protein
Menentukan jumlah subunit
Memotong ikatan disulfida
Pemisahan dan pemurnian subunit
Penentuan asam amino (kromatografi
pertukaran ion)
Sekuensing subunit
Memotong protein dengan protease spesifik
Sekuensing menggunakan degradasi Edman
Rekonstruksi protein
Mengurutkan protein berdasarkan fragmen
yang overlapping
Penentuan letak ikatan disulfida
DEGRADASI EDMAN
PENENTUAN STRUKTUR
SEKUNDER
• Ramachandran Plot: penentuan
struktur sekunder berdasarkan
rotasi ikatan  dan 
Ramachan
dran plot
PENENTUAN STRUKTUR
3D PROTEIN
• Metode:
• Kristalografi sinar X
• Resonansi magnetik inti
• Visualisasi:
• VMD: Windows
• NAMD: Linux
KROSTALOGRAFI SINAR X
• Digunakan untuk menentukan
struktur 3D protein
• Langkah:
•
•
•
•
Salting out
Kristalisasi dalam pipa kapiler
Foto sinar X
Perhitungan matematis transformasi
Fourier (kepadatan elektron 2D)
• Dilakukan beberapa kali
NUCLEAR MAGNETIC
RESONANCE (NMR)
• Penentuan protein <30 kDa
VMD-Visual Molecular Display
Luaran VMD
APLIKASI
PENGERITINGAN
RAMBUT
PENGERITINGAN RAMBUT
GEL ELEKTROFORESIS
WESTERN BLOT
ELISA
• Enzyme Linked Immunosorbent
Assay
• Berdasarkan interaksi antigenantibodi dan pembentukan produk
berwarna reaksi enzimatis
• Sangat spesifik, sensitif, dan hanya
membutuhkan sedikit sampel
SELESAI