PROTEIN

BIOKIMIAMinggu 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

2. Struktur• Keratin, gelatin, fibroin, kolagen

3. Biosinyal• Insulin, reseptor hormon, ensefalin

4. Bufer• Albumin

FUNGSI

5. Transpor• Lipoprotein, hemoglobin, histon

6. Pertahanan sel• Imunoglobin, antibiotik, toksin, bisa ular

7. Nutrien dan simpanan• Kasein, ovalbumin, gliadin

8. Pergerakan sel dan molekul intrasel• Aktin, miosin, tubulin, dinein, klatrin

PROTEIN BERDASARKAN STRUKTUR

1. Primer2. Sekunder3. Tersier4. Kuarterner

STRUKTUR PRIMER

• Hanya ikatan peptida

STRUKTUR SEKUNDER

• Ikatan hidrogen antara gugus karbonil dengan gugus amina dari atom C yang berbeda

1. -heliks2. -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 protein2. Glikoprotein: musin3. Fosfoprotein: kasein4. Kromoprotein: hemoglobin5. Protein-koenzim: piruvat

dehidrogenase-NAD+

6. Lipoprotein7. Metaloprotein: kalmodulin-Ca2+

REAKSI PROTEIN

1. Dengan garam• Kelarutan protein meningkat dengan

penambahan sedikit garam (salting in)• Protein mengendap dalam garam pekat

(salting out2. Dengan asam

• Sedikit asam mendenaturasi protein• Asam berlebih menyebabkan hidrolisis

REAKSI PROTEIN

3. Dengan basa• Tidak mengendapkan tetapi menyebabkan

hidrolisis, dekomposisi oksidatif, dan rasemisasi4. Dengan logam berat

• Menghasilkan endapan yang tidak dapat larut kembali

5. 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: tirosin2. Reaksi Biuret: ikatan peptida3. Reaksi xantoprotein: asam amino

aromatik4. Reaksi Hopkins Cole: triptofan5. Reaksi ninhidrin: gugus karboksil

dan amino bebas

REAKSI UJI PROTEIN

6. Reaksi Lowry (J. Biol. Chem, 1951)• Menggunakan pereaksi Folin fenol• Standar terbaik Human Albumin• Terganggu oleh ion K+, Mg2+, EDTA, Tris, pereaksi

tiol, dan karbohidrat7. 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 protein-ligan• 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. Preparasi protein• Menentukan jumlah subunit• Memotong ikatan disulfida• Pemisahan dan pemurnian subunit• Penentuan asam amino (kromatografi pertukaran

ion)2. Sekuensing subunit

• Memotong protein dengan protease spesifik• Sekuensing menggunakan degradasi Edman

3. 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

Ramachandran 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 antigen-antibodi

dan pembentukan produk berwarna reaksi enzimatis

• Sangat spesifik, sensitif, dan hanya membutuhkan sedikit sampel

SELESAI