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 Enzim Struktur Biosinyal Bufer Amilase, pepsin, lipase Keratin, gelatin, fibroin, kolagen Biosinyal Insulin, reseptor hormon, ensefalin Bufer Albumin

FUNGSI Transpor Pertahanan sel Nutrien dan simpanan Lipoprotein, hemoglobin, histon Pertahanan sel Imunoglobin, antibiotik, toksin, bisa ular Nutrien dan simpanan Kasein, ovalbumin, gliadin Pergerakan sel dan molekul intrasel Aktin, miosin, tubulin, dinein, klatrin

PROTEIN BERDASARKAN STRUKTUR Primer Sekunder Tersier Kuarterner

STRUKTUR PRIMER Hanya ikatan peptida

STRUKTUR SEKUNDER Ikatan hidrogen antara gugus karbonil dengan gugus amina dari atom C yang berbeda -heliks -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 Protein serabut (fibrous) Kurang larut, amorf, dapat memanjang dan berkontraksi Keratin, miosin, kolagen, fibrin Protein globuler Larut, dapat dikristalkan Enzim, imunoglobulin

PROTEIN MAJEMUK Nukleoprotein: ssDNA binding protein Glikoprotein: musin Fosfoprotein: kasein Kromoprotein: hemoglobin Protein-koenzim: piruvat dehidrogenase-NAD+ Lipoprotein Metaloprotein: kalmodulin-Ca2+

REAKSI PROTEIN Dengan garam Dengan asam Kelarutan protein meningkat dengan penambahan sedikit garam (salting in) Protein mengendap dalam garam pekat (salting out Dengan asam Sedikit asam mendenaturasi protein Asam berlebih menyebabkan hidrolisis

REAKSI PROTEIN Dengan basa Dengan logam berat Tidak mengendapkan tetapi menyebabkan hidrolisis, dekomposisi oksidatif, dan rasemisasi Dengan logam berat 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 Dengan pelarut organik Dengan pemanasan Menurunkan konstanta dielektrik Alkohol, kloroform Dengan pemanasan Terjadi denaturasi (terurainya protein menjadi struktur primernya) Terjadi koagulasi

REAKSI UJI PROTEIN Reaksi Millon: tirosin Reaksi Biuret: ikatan peptida Reaksi xantoprotein: asam amino aromatik Reaksi Hopkins Cole: triptofan Reaksi ninhidrin: gugus karboksil dan amino bebas

REAKSI UJI PROTEIN Reaksi Lowry (J. Biol. Chem, 1951) 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 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 Preparasi protein Sekuensing subunit Rekonstruksi 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 

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