P_10 Protein 2013

29/06/2013

1

[email protected] 2010

ydhie_schyadi 2012

Umumnya dibangun oleh 20 kerangka asam amino, dengan deret asam amino yang beraneka ragam.

Protein

adalah Makromolekul yang dibentuk oleh unit pembangun asam-asam amino (biomolekul)

ydhie_schyadi 2012

Essential Nonessential

Argininea Methionineb Alanine Glutamine

Histidine Phenylalaninec Aspartate Glycine

Isoleucine Threonine Asparagine Proline

Leucine Tryptophan Cysteine Serine

Lysine Valine Glutamate Tyrosine

ydhie_schyadi 2012

Berdasarkan kemurnian dari asam aminonya protein di bagi menjadi

Protein Sederhana : protein yang tersusun dari asam-asam amino

Protein terkonjugasi : protein tersusun dari asam-asam amino dan menmunyai rantai samping senyawa lainnya.

Unsur-unsur pembentuk protein : C (45 55 %), H ( 8 %), N (14 20 %), O (20 25 %), S (4 %).


Struktur Primer

Secara sederhana, struktur primer protein adalah urutan asam amino penyusun protein yang disebutkan dari kiri (N-terminal) ke kanan (C-terminal). AA bisa ditulis dalam singkatan 3 huruf atau 1 huruf. Jadi untuk gambar di atas bisa ditulis seperti ini: Gly-Pro-Thr-Gly-Thr-Gly-Glu-Ser-Lys-Cys-Pro-Leu-Met-Val-Lys-Val-Leu-Asp-Ala-Val-Arg-Gly-Ser-Pro-Ala atau GPTGTGESKCPLMVKVLNAVRGSPA

29/06/2013

2


Struktur Primer

GPTGTGESKCPLMVKVLNAVRGSPA Cara penulisan kode 1 huruf lebih banyak digunakan karena lebih praktis.

Struktur primer terbentuk karena ikatan peptida antar AA selama proses biosintesis protein atau translasi. Urutan asam amino dapat ditentukan dengan metode Degradasi Edman atau Tandem Mass Spectrophotometry. Atau bisa juga dari hasil translasi in silico gen pengkode protein tersebut.

Struktur Primer


Struktur Sekunder


Struktur Sekunder


struktur alfa-helix terbentuk oleh backbone ikatan peptida yang membentuk spiral dimana jika dilihat tegak lurus dari atas, arah putarannya adalah searah jarum jam menjauhi pengamat (dinamakan alfa). Satu putaran terdiri atas 3.6 residu asam amino dan struktur ini terbentuk karena adanya ikatan hidrogen antara atom O pada gugus CO dengan atom H pada gugus NH (ditandai dengan garis warna oranye).


struktur beta-sheet juga terbentuk karena adanya ikatan hidrogen, namun seperti terlihat pada gambar sebelah kanan, ikatan hidrogen terjadi antara dua bagian rantai yang pararel sehingga membentuk lembaran yang berlipat-lipat. Tidak semua bagian protein membentuk struktur alfa-helix dan beta-sheet, pada bagian tertentu mereke tidak membentuk struktur yang reguler.

29/06/2013

3

Struktur sekunder Struktur sekunder

Struktur Helix.

Skema ikatan H pada helix: Dalam helix, gugus CO (n) membentuk ikatan H dengan gugus NH pada residu n+4.

Struktur sekunder

Sheet Antiparalel.

Sheet Paralel.

C term. N term.

N term. C term.

N term. C term.

N term. C term.



Struktur Tersier

Struktur tersier adalah menjelaskan bagaimana seluruh rantai polipeptida melipat sendiri sehingga membentuk struktur 3 dimensi. Pelipatan ini dipengaruhi oleh interaksi antar gugus samping (R) satu sama lain.

Struktur Tertier

29/06/2013

4

Ikatan-ikatan yang berkontribusi pada Struktur Tertier



Protein atau polipeptida yang sudah memiliki struktur tersier dapat saling berinteraksi dan bergabung menjadi suatu multimer. Protein pembentuk multimer dinamakan subunit. Jika suatu multimer dinamakan dimer jika terdiri atas 2 subunit, trimer jika 3 subunit dan tetramer untuk 4 subunit. Multimer yang terbentuk dari subunit-subunit identik disebut dengan awalan homo, sedangkan jika subunitnya berbeda-beda dinamakan hetero. Misalnya hemoglobin yang terdiri atas 2 subunit alfa dan 2 subunit beta dinamakan heterotetramer.

Struktur Quartener Struktur Kuarterner

Struktur Kuarterner

The 2 2 Tetramer of Human Hemoglobin.

Quaternary Structure.

Review: Four levels of protein structure

29/06/2013

5

[email protected] 2010 [email protected] 2010

Hexamers stabilized by Zn2+ ions (light blue) (3), which represent the form in which insulin is stored in the pancreas

Bentuk struktur & fungsi

Protein globural spheric: larut dalam air, interior hidrofob & exterior hidrofil, berperan dalam fungsi sel. Mis. enzim.

Protein fibrous spt benang/ pipa: tidak larut dalam air, pendukung mekanis & struktur. Mis. Keratin dan kolagen

Struktur 3 Demensi Protein (Protein folding)

Functional Conformation

29/06/2013

6

Principles of protein structure

Human Hemoglobin.

Struktur protein vs fungsi

Mioglobin & Hemoglobin

Keduanya berfungsi dalam sirkulasi oksigen, mioglobin didalam jaringan & hemogloblin dalam aliran darah (eritrosit), terdapat heme porphyrin + Fe 2+

Struktur mioglobin: lebih kompak, 75% -helix ( 8 helix), 4 helix dg terminus prolin, rantai peptida utama planar. Heme terletak pada celah struktur. Miogloblin kuda td 1 unit protein, 1 heme.

Struktur hemoglobin: tetramer 2 2 sebagai protein globular, dengan 4 heme.

Size of Protein Molecules 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

29/06/2013

7

IKATAN NONKOVALEN

1. IKATAN HIDROGEN

2. IKATAN HIDROFOBIK/INTERAKSI HIDROFOBIK

3. IKATAN ELEKTROSTATIK

IKATAN HIDROGEN TERJADI ANTARA RESIDU GUGUS R PADA SIMPUL YANG BERDEKATAN DIDALAM RANTAI ATAU ANTAR RANTAI.

RANTAI 1

RANTAI 2

RANTAI 3

Ikatan nonkovalen

IKATAN HIDROFOBIK TERJADI ANTARA RESIDU GUGUS R DARI 2 ASAM AMINO YANG SAMA-SAMA HIDROFOBIK

IKATAN ELEKTROSTATIK TERJADI ANTARA GUGUS DARI 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

ASAM BASA KUAT

LOGAM BERAT

PELARUT ORGANIK (ALKOHOL, ASETON DLL)

PENGGUNCANGAN YANG INTENSIF

DETERGEN, 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.

29/06/2013

8

3. HIDROLISIS DG ENZIM

TIDAK MEMUTUSKAN SEMUA IKATAN PEPTIDA PADA RANTAI POLIPEPTIDA KARENA ENZIM HANYA MEMUTUS PADA ASAM AMINO TERTENTU (SELEKTIF).

TRIPSIN Lys, Arg

KHEMOTRIPSIN Phe, Trp, Tyr

SIANOGEN BROMIDA Met

THERMOLISIN SEBELUM Ala

PEPSIN Phe, Trp, Tyr,Met,Leu

PAPAIN Arg, Lis, Gli

4. MEMUTUS IKATAN DISULFIDA MENGGUNAKAN SENYAWA:

1. MERKAPTOETANOL

2. ASAM PERFORMAT

3. DITIOREITOL (DTT)

ASAM PERFORMAT (HCOO-OH)

MERKAPTOETANOL

(HS-CH2-CH2-OH)

DTT (DITIOREITOL)

HS-CH2-CHOH-CHOH-CH2SH

ATAU

48

TERIMA KASIH

P_10 Protein 2013

Documents