I.Pendahuluan

Kulit m e r u p a k a n s a l a h s a t u o r g a n t e r p e n t i n g d a l a m t u b u h s e t i a p

m a n u s i a , selain berfungsi sangat krusial dalam perlindungan, kulit juga memiliki

berbagaifungsi lain, seperti fungsi ekskresi dan absorpsi, sensasi rangsangan

sensoris,termoregulator, serta sintesis vitamin D3. 1 Kulit memiliki berbagai lapisan

yangkompleks, terbagi atas tiga lapisan besar, yaitu epidermis yang terbagi

menjadil a p i s a n t a n d u k , l a p i s a n g r a n u l a r , l a p i s a n s p i n o s u m , d a n

l a p i s a n b a s a l i s ; membrana basalis yang menjadi pemisah antara epidermis

dengan dermis;dan dermis y a n g m e n g a n d u n g b a n y a k j a r i n g a n i k a t , s e r a t

k o l a g e n , s e r a b u t elastin, dan fibroblas.

1 Z a t - z a t d a n p r o t e i n p e n y u s u n k u l i t m e n j a d i p e n t i n g u n t u k

d i p a h a m i , k a r e n a d e n g a n m e m a h a m i s t r u k u r b e r i k u t , k i t a a k a n

d e n g a n l e b i h m u d a h memahami proses pembentukan vitamin D, proses

melanogenesis dan prosespenuaan pada kulit.

II.I.Protein penyusun kulitProtein penyusun kulit yang utama adalah zat keratin, kolagen,

elastin danmelanin.

II.I.I.Keratin

K e r a t i n m e r u p a k a n p r o t e i n s t r u k t u r a l t e r p e n t i n g ( m e r u p a k a n

intermediatefilament 

) d a r i j a r i n g a n e p i t e l y a n g m e m b e r i f u n g s i s t r u k t u r a l .

Intermediatefilament 

ini memiliki diameter sekitar 8-10 nm. Keratin banyak ditemukan di kulitbagian

lapisan tanduk  kuku dan rambut Secara biokimia, keratin merupakan untaian

-heliks yang panjang diselingi oleh segmen non heliks pendek.

-h e l i k s a d a l a h a s a m a m i n o y a n g m e m u t a r k e a r a h k a n a n y a n g d i s e b u t

h e l i k s k a r e n a s u s u n a n n y a y a n g t i d a k m e n e t a p . K e r a t i n m e m i l i k i d u a

t i p e , t i p e y a n g pertama disebut keratin asam

(tipe I, ± 310 aa), sedangkan tipe yang kedua adalah keratin basa

(tipe II, ± 310 aa) yang memiliki ujung karboksil yang lebihpanjang. Baik tipe I maupun

tipe II memiliki struktur yang sama, yaitu bagian – NH yang membentuk kepala, dan

bagian -COOH yang membentuk ekornya.

K e r a t i n t i p e I d a n I I y a n g m a s i n g - m a s i n g m e m i l i k i 1 5 v a r i a n i n i

a k a n berpilin, berikatan membentuk coiled coil atau kumparan yang disebut

strukturheterodimer Kontak antara kedua jenis.

-heliks dibentuk oleh rantai sampinga s a m a m i n o y a n g h i d r o f o b i k

p a d a s a t u s i s i d a r i t i a p h e l i k s . D u a s t r u k t u r heterodimer tadi akan

tersusun secara antiparalel yang disebut protofilamen,Dua protofilamen akan

membentuk protofibril dimana empat protofibril akanmembentuk sebuah

mikrofibril

G a m b a r 1

d a p a t m e m b e r i g a m b a r a n u t u k komponen pembentuk serat ini

Perlu dipahami bahwa keratin yang berbeda akan diekspresikan pada selyang berbeda. Contohnya pada lamina basal dari epidermis kulit, K14 adalahk e r a t i n t i p e I t e r b a n y a k d a n K 1 5 a d a l a h k e r a t i n t i p e 2 t e r b a n y a k ; S t r a t u m spinosum dan granulosum, K10 dan K1 adalah keratin tipe I dan II terbanyak;sedangkan pada single-layered   epithelial cells keratin yang diekspresikan palingb a n y a k a d a l a h K 1 8 , 1 9 , 2 0 ( t i p e n I ) d a n K 7 , 8 ( t i p e I I ) ; p a d a k u k u d a n r a m b u t berbagai pasangan keratin lainnya.

K e r a t i n k e m i l i k i k e k h a s a n y a i t u b a n y a k m e n g a n d u n g s i s t e i n , s i s t i n (sistein-sistein).Sistein m e r u p a k a n a s a m a m i n o y a n g m e n g a n d u n g s u l f u r (sehingga jika rambut (yang zat mengandung keratin) dibakar, akan tercium bausulfur, bau sengit) sedangkan Sistin merupakan ikatan antara 2 sistein. 2 sisteinbergabung membentuk sistin. Sistein memiliki ikatan S-H, dan sistin memilikiikatan S-S. Pada perubahan jenis/tipe rambut yang permanen misalnya, yangd i g a n g g u / d i i n t e r v e n s i a d a l a h i k a t a n s i s t i n n y a , i k a t a n S - S n y a y a n g a k a n d i dekomposisi, di reduksi/diurai menjadi ikatan sistein (S-H). Dan dibentuk lagiikatan S-S yang baru.

II.I.II.KolagenS a l a h s a t u h a l y a n g m e m b e d a k a n k u l i t d a r i o r g a n l a i n n y a a d a l a h p e n e n t u kekuatan mekanisnya. Jika organ lain ditentukan oleh sel junction dan proteins t r u k t u r a l p a d a s e l , k u l i t d i t e n t u k a n o l e h z a r a n t a r s e l , t e r u t a m a kolagen.K o l a g e n m e r u p a k a n p r o t e i n f i b r o s a y a n g m e r u p a k a n k o m p o n e n u t a m a   j a r i n g a n i k a t d a n m e r u p a k a n p r o t e i n y a n g p a l i n g b a n y a k j u m l a h n y a p a d a mamalia. Kolagen dapat dijumpai di tulang, tendon, kulit, pembuluh darah, dankornea mata. Sedikitnya terdapat 14 jenis kolagen, namun hanya kolagen tipe I,II, III, V, VI dan Xi yang membentuk fibril. Kolagen tipe I dan III terdapat di kulit,pembuluh darah dan

hollow viscera ; kolagen tipe I dan II banyak ditemukan dik a r t i l a g o ; s e d a n g k a n k o l a g e n t i p e I V m e r u p a k a n k o l a g e n n o n f i b l i a r y a n g terpenting dan menyusun membrane basal. K o l a g e n t i p e I m e r u p a k a n k o l a g e n y a n g p a l i n g b a n y a k d i t u b u h , t e r d i r i d a r i 3 3 % a a g l i s i n , d a n 1 0 % a a p r o l i n , s i s a n y a a d a l a h a s a m a m i n o 3 - hydroxyproline, 4-hydroxyproline, dan 5-hidroxilisin. Ketiga asam amino ini tidakmemiliki ko don penyandi sehingga pembentukannya dilakukan saat masa post-translasi. Kolagen tidak mengandung asam amino essensial sehingga kolagentidak cocok untuk menjadi sumber makanan. Kolagen juga mengandung sedikitkarbohidrat pada bagian hydroxilisin dengan konstituen glu-gal. Kolagen tidak dapat larut dalam air, akan tetapi pemanasan akan mengubah kolagen menjadigelatin.

S t r u k t u r d a s a r p e n y u s u n kolagen adalah tropokolagen

Yang terdiri dari 3 polipeptida, yaitu dua seta1( I ) dan 1 se t a2 ( I ) yang memuta r membentukheliks dengan putaran ke arah kananseperti terlihat padaG a m b a r 2

Masing-masingpolipeptida ini memiliki struktur yang unik, yakni membentukheliks poliprolinetipe II yang berbeda dengan-heliks. Selain itu, polipeptida ini menempatkang l i s in pada se t i ap pos i s i yang ke t iga dan se t i ap pu ta ran t e rd i r i da r i 3 a sam a m i n o s e h i n g g a r e s i d u g l i s i n a k a n b e r a d a p a d a s i s i y a n g s a m a . S t r u k t u r polipeptida distabilkan dengan adanya sisi samping hydroxiproline dan proline, bukan dengan ikatan hidrogen. 

T r o p o k o l a g e n a k a n m e m b e n t u k t a l i t a m b a n g d e n g a n m e n y u s u n d i r i secara parallel dengan bentuk yang sangat khas, seperti

G a m b a r 3. Dengans t ruk tu r seper t i in i , ko lagen akan t e r l iha t membentuk l ap i san saa t d i bawah mikroskop elektron, struktur ini disebut serabut kolagen ataukolagen fibril.

F i b r i l i n i s a n g a t k u a t , h a n y a d e n g a n d i a m e t e r 1 m m , f i b r i l k o l a g e n d a p a t menahan beban hingga 10 Kg, karena itu serat ini banyak ditemukan di tendon.K o l a g e n j u g a t a h a n l a m a , d i m a n a u s i a n y a d i m u l a i d a r i m i n g g u a n ( p a d a p e m b u l u h d a r a h d a n s c a r ) h i n g g a m a s a t a h u n a n ( p a d a t u l a n a g ) . K o l a g e n bersifat sangat tahan terhadap protease biasa (pepsin dan renin) sehingga butuhprotease khusus berupa kolagenase ekstraseluler yang memotong ika tan p e p t i d a p a d a t i g a p e r e m p a t p a n j a n g t e r i p l e h e l i k s t a d i . F r a g m e n i n i a k a n membuka secara spotan dan akhirnya dipotong oleh protease

  dapat larut dalam air, akan tetapi pemanasan akan mengubah kolagen menjadigelatin. S t r u k t u r d a s a r p e n y u s u n kolagen adalahtropokolagen yangterdiri dari 3 polipeptida, yaitu dua seta1( I ) dan 1 se t a2 ( I ) yang memuta rmembentuk heliks dengan putaranke arah kanan seperti terlihat padaG a m b a r 2 .

Masing-masingpolipeptida ini memiliki struktur yang unik, yakni membentukheliks poliprolinetipe IIyang berbeda dengan-heliks. Selain itu, polipeptida ini menempatkang l i s in pada se t i ap pos i s i yang ke t iga dan se t i ap pu ta ran t e rd i r i da r i 3 a sam a m i n o s e h i n g g a r e s i d u g l i s i n a k a n b e r a d a p a d a s i s i y a n g s a m a . S t r u k t u r polipeptida distabilkan dengan adanya sisi samping hydroxiproline dan proline, bukan dengan ikatan hidrogen.  T r o p o k o l a g e n a k a n m e m b e n t u k t a l i t a m b a n g d e n g a n m e n y u s u n d i r i secara parallel dengan bentuk yang sangat khas, sepertiG a m b a r 3. Dengans t ruk tu r seper t i in i , ko lagen akan t e r l iha t membentuk l ap i san saa t d i bawah mikroskop elektron, struktur ini disebut serabut kolagen atau kolagen fibril.

F i b r i l i n i s a n g a t k u a t , h a n y a d e n g a n d i a m e t e r 1 m m , f i b r i l k o l a g e n d a p a t menahan beban hingga 10 Kg, karena itu serat ini banyak ditemukan di tendon.K o l a g e n j u g a t a h a n l a m a , d i m a n a u s i a n y a d i m u l a i d a r i m i n g g u a n ( p a d a p e m b u l u h d a r a h d a n s c a r ) h i n g g a m a s a t a h u n a n ( p a d a t u l a n a g ) . K o l a g e n bersifat sangat tahan terhadap protease biasa (pepsin dan renin) sehingga butuhprotease khusus berupa kolagenase ekstraseluler yang memotong ika tanp e p t i d a p a d a t i g a p e r e m p a t p a n j a n g t e r i p l e h e l i k s t a d i . F r a g m e n i n i a k a n membuka secara spotan dan akhirnya dipotong oleh protease 2

Gambar 3. Penyusunan tropokolagen dalam membrntuk serabut kolagen2

Seper t i semua p ro te in eks t rase lu le r , ko lagen d ike lua rkan mela lu i j a lu r sekretori. Polipeptida disintesis di ribosom pada RE dinamakan pre-prokolageny a n g t e r d i r i d a r i k u r a n g l e b i h 1 0 5 0 a a . P a d a b a g i a n t e r m i n a l n y a , t e m u k a n bagian perpanjangan yang disebutPropeptida, s e j u m l a h ± 1 7 0 a a d i u j u n g amina dan ±220 aa di ujung karboksil. Jalur dari prekolagen menjadi kolagenyang matur tergambar padaGambar 4

Gambar 4. Proses Post-teanslasi kolagen tipe I 2

1.Polipeptida akan disintesis di ribosom oleh RER, kemudian sinyal peptidasea k a n m e m o t o n g 2 5 a a p a d a b a g i a n u j u n g a m i n o , m e m b e n t u k pre-prokolagen menjadi prokolagen.

2 . T e r b e n t u k i k a t a n d i s u l f a t intrachain pada rantai α1(1) pada ujung aminadan ikatan disulfide interchain pada ujung karboksilat.3.Terjadi hidroksilasi rantai samping prolyl dan lysyl, sehingga dibutuhkan 4-hydroxyproline, 3-hydroxyproline, 5 hydroxylysine.4 . B e b e r a p a r e s i d u p r o d a n l y s m e n g a l a m i h i d r o k s i l a s i .

S e t e l a h d i hidroksilasi, 5-hidroksi-lys mengalami glikosilasi dengan prekursor UDP-Galaktosa dan UDP-Glukosa.5.Pembentukan tripel heliks dari terminal C ke terminal N. Perlu diperhatikanproses ini adalah ikatan sulfida akan membantu menginisiasi proses ini.Apabila terjadi keterlambatan pembentukan heliks, maka glikosilasi akanterjadi terus menerus.6. Prokolagenkan disekresi dari sel, yaitu dalam bentuk tripel heliks. Padasaat ini, molekul coil yang bersifat improper berdegenerasi di dalam sel.7 .

P r o p e p t i d a (170aa pada u jung N dan 220 aa pada u jung C) d i l epaskan oleh protease ekstrasel – prokolagen diubah menjadi tropokolagen atau telopeptida(molekul nonhelikal pendek yang terletak di ujung).8 .Tropokolagen yang t e l ah t e rpo tong u jungnya akan be rsa tu membentuk fibril. Propeptida berfungsi untuk menghambat terbentuknya fibril yang terjadi di dalam sel dan juga berfungsi untuk menginisiasi triple heliks9 . F i b r i l a k a n m e n g g a n d a k a n c r o s s - l i n k e d d e n g a n b a n t u a n Enzim lysyloksidase. Enzim ini membutuhkan oksigen dan coper yang bekerja padajung tropokolagen. Mekanisme yang terjadi adalah mengoksidasi residu alisil lainnya dan membentuk ikatan yang sangat kuat.

P a d a m a n u s i a d e n g a n u s i a y a n g l e b i h t u a , k o l a g e n a k a n m e m i l i k i i k a t a n persilangan lebih banyak dibandingkan dengan manusia dengan umur yang lebihm u d a . S e l a i n i t u , a s a m a s k o r b a t j u g a b e r p e r a n s a n g a t p e n t i n g u n t u k mengka ta l i s r eaks i h id roks i l a s i p ro l i l dan lys i l . Penyak i t ak iba t kekurangan v i t a m i n C a d a l a h s c u r v y y a n g d i t a n d a i d e n g a n k o l a g e n y a n g m u i d a h terdenaturasi pada suhu ruangan.

I . I . I .E las t inE l a s t i n b e r s a m a - s a m a d e n g a n m i k r o f i b r i l disekitarnya memegang peranan penting untukm e n g e m b a l i k a n s t r u k t u r k e b e n t u k s e m u l a setelah mengalami deformasi mekanik.2E l a s t i n t e r d i r i d a r i a s a m a m i n o g l i s i n (31%), alanin (22%), prolin (11%), dan sedikit 4-hidroksiproline, namun tidak mengandung OH-L y s ( p e m b e d a d e n g a n k o l a g e n ) . E l a s t i n d i s i n t e s i s s e b a g a i m o n o m e r s o l u b e l –tropoelastin.Sebaga i r e s idu Pro menga lamih id roks i l a s i men jad i OH-Pro . Al i s in membentuk cross-linked a n t a r a t i a p f i b r i l s e h i n g g amembutuhkane n z i m l y s i l o k s i d a s e A k a n t e t a p i , y a n g u n i k p a cross linked elastinadalah adanya desmosin (tidak terdapat pada kolagen).

E las t in dapar meregang dan memendek s e p e r t i k a r e t . H a l i n i d i m u n g k i n k a n k a r e n a adanya interaksi hidrofobik pada rantai samping.P a d a p e r e g a n g a n , i k a t a n i n i h i l a n g t e t a p i m a s i h a d a i k a t a n k o v a l e n y a n g menahan agar elastin kembali ke bentuk semula seperti terlihat pada gambar5Serat Elastin dikelilingi oleh Mikrofibril Mikrofibril yang penting adalahf ib r i l in -1 .Defek pada f ib r i l in -1 akan menyebabkan Mar fan Syndrome Banyakpesien meninggal karena ruptur aorta.

I.I.II.MelaninMelanin adalah produk dari melanosit dan berfungsi untuk membedakan

warnak u l i t . M e l a n i n d i s i n t e s i s d a l a m d u a b e n t u k , y a k n i b e r w a r n a g e l a p - c o k l a t k e h i t a m a n ( d i t e m u k a n p a d a r a m b u t d a n r e t i n a m a n u s i a ) y a n g d i n a m a k a neumelanin dan pheomelanin yang berwarna kuning cerah. Tirosinase akanmengkatalis pembentukan melanin dan tirosin yang dikenal dengan jalur RaperManson 32 Tirosinase mengubah tirosin menjadi DOPAquinon, d e n g a n produk intermediet berupa DOPAyang t e tap t e r ika t pada s i s i ak t i f t i ros inase . P r o s e s i n i m e n g u b a h D O P A m e n j a d i D O P A q u i n o n . S t e p i n i m e m u n g k i n k a n transisi ke ikatan dengan oksigen dengan mereduksi tembaga pada sisi aktifnya.Dengan bantuan oksigen, tirosinase bisa menggunakan tirosin dan DOPA sebagai substratnya. Yang menarik dari tirosinase adalah DOPA dapat memicu maturasitirosinase dangan menginduksi transport dari RE ke Golgi. 

Tirosin menjadi DOPA dan DOPA menjadi DOPAquinon dikatalis oleh enzimtirosinase. DOPA dapat dengan spontan teroksidasi menjadi melanin. Olehkarena itu, kecepatan sintesis melanin dari tirosin dikendalikan oleh tahapan tirosin menjadi DOPADOPA d ibu tuhkan seca ra t e rus menerus un tuk ak t i f i t a s da r i t i ros inase s e h i n g g a t e r u s m e n e r u s d a p a t b e r u b a h m e n j a d i D O P A q u i n o n . S a l a h s a t u mekanisme adalah endocyclization spontan dari DOPAquinon menjadi cyclodopa.  J a l u r a l t e r n a t i v e a d a l a h D O P A q u i n o n d i r e d u k s i m e n j a d i D O P A d e n g a n mengoksidasi gugus sulfihidril pada tirosinase yang membentuk gugus disulfideyang diperlukan untuk menstabilkan protein. Gambar 6. Sintesis melanin dari fenilalaninm

Melan in ada lah campuran pheomelan in dan eumelan in monomer yangr a s i o n y a m e n e n t u k a n w a r n a a k h i r d a r i k u l i t . K a r a k t e r i s t i k m e l a n i n a d a l a h kemampuannya mengabsorbsi sinar UV dan memproteksi DNA dari kerusakan.A k a n t e t a p i , i n t e r m e d i e t d a r i s i n t e s i s m e l a n i n d a n m e l a n i n s e n d i r i b i s a berbahaya . Quinon yang d ip roduks i t i ros inase ada lah be r s i fa t s i to toks ik danmemedias i kemat ian se l apab i l a t e rdapa t da lam konsen t ras i t ingg i . Melan in dapat bersifat fotoreaktif dan merusak DNA sengan memproduksi oksigen reaktif t e rhadap ke leb ihan UVA. Pen ingka tan jumloah pheomelan in dan in te rmedie t melanin – diekstrak dari kulit kerang – menginduksi kerusakan DNA yang lebih t i n g g i p a d a k u l i t t e r a n g t i d a k d i s e b a b k a n o l e h p r o t e k s i n a t u r a l m e l a i n k a n pheomelanin yang berlebihan dan bersifat mutagenesis.

I.II.Pembentukan vitamin DBagan 1. Pembentukan vitamin DI.III.Melanogenesis yang dipengaruhi hormone

Melanogenesis dipengaruhi oleh hormon polipeptida dan steroid. Hormon yangb e r p e r a n u n t u k m e n i n g k a t k a n p i g m e n t a s i p a d a k a t a k d a n j u g a p a d a k u l i t mamal ia ada lah hormon po l ipep t ida yang d i sekres ikan o leh ke len ja r h ipof i s i s anterior (MSH / Melanin Stimulating Hormone). Peran MSH terbukti pada amfibiadan mamal ia . Pada amf ib i , t e rdapa t hormon yang mengont ro l pengumpulan m e l a n o s o m ( m e l a t o n i n y a n g d i h a s i l k a n o l e h k e l e n j a r p i n e a l ) . M e l a t o n i n m e n y e b a b k a n p e n g u m p u l a n m e l a n o s o m s e p a n j a n g m i k r o t u b u l a s e h i n g g a menyebabkan pigmentasi berkyrang. Efek melatonin pada pigmentasi mamaliatidak ada.

Melanos i t mamal ia sens i t i f pada hormon s te ro id , misa lnua p igmentas i berubah pada wanita hamil yaitu penin gkatan pigmentasi pada puting susu danareo la dan pen ingka tan yang l eb ih sed ik i t pada ku l i t muka dan ku l i t d ind ingan te r io r abdomen . Pen ingka tan p igmentas i be rka i t an dengan meningka tnya j u m l a h m e l a n o s i t y a n g d i p e n g a r u h i d a n b e r k o r e l a s i d e n g a n m e n i n g k a t n y a estrogen.