PENGEMBANGAN TEKNIK
ANALISIS STRUKTUR DAN
FUNGSI MOLEKUL PROTEIN
KELOMPOK II
Pendahuluan
Pendahuluan
Protein merupakan ikatan antara asam amino yang membentuk rantai yang panjang. Ikatan antara asam amino tersebut dinamakan ikatan peptida. Ikatan peptida merupakan ikatan antara dua asam amino dimana gugusan karboksil dan ikatan amina dari dua asam amino yang berlainan bereaksi.
Dengan munculnya bioinformatika, telah dimungkinkan untuk memahami hubungan antara urutan asam amino dan struktur tiga dimensi pada protein. Secara umum, database protein dapat diklasifikasikan sebagai database primer dan sekunder, database pola protein komposit dan database klasifikasi struktur. Database primer dan sekunder membahas berbagai aspek analisis protein, karena mereka menyimpan berbagai tingkat informasi protein.
Protein merupakan ikatan antara asam amino yang membentuk rantai yang panjang. Ikatan antara asam amino tersebut dinamakan ikatan peptida. Ikatan peptida merupakan ikatan antara dua asam amino dimana gugusan karboksil dan ikatan amina dari dua asam amino yang berlainan bereaksi.
Protein
Protein
1830-an oleh pakar kimia Belanda bernama Mulder:
Protein dari bahasa Yunani proteios, yang berarti “bertingkat pertama”.
Protein merupakan makromolekul yang menyusun lebih dari separuh bagian dari sel.
1830-an oleh pakar kimia Belanda bernama Mulder:
Protein dari bahasa Yunani proteios, yang berarti “bertingkat pertama”.
Protein merupakan makromolekul yang menyusun lebih dari separuh bagian dari sel.
Jenis protein terdiri dari rangkaian dan kombinasi dari 20 asam amino.
Protein merupakan rantaian gabungan 22 jenis asam amino.
Protein ini adalah strukturnya yang mengandung N (15,30-18%), C (52,40%), H (6,90-7,30%), O (21- 23,50%), S (0,8-2%), disamping C, H, O (seperti juga karbohidrat dan lemak), dan S kadang-kadang P, Fe dan Cu (sebagai senyawa kompleks dengan protein).
Jenis protein terdiri dari rangkaian dan kombinasi dari 20 asam amino.
Protein merupakan rantaian gabungan 22 jenis asam amino.
Protein ini adalah strukturnya yang mengandung N (15,30-18%), C (52,40%), H (6,90-7,30%), O (21- 23,50%), S (0,8-2%), disamping C, H, O (seperti juga karbohidrat dan lemak), dan S kadang-kadang P, Fe dan Cu (sebagai senyawa kompleks dengan protein).
Protein
Protein
1830-an oleh pakar kimia Belanda bernama Mulder:
Protein dari bahasa Yunani proteios, yang berarti “bertingkat pertama”.
Protein merupakan makromolekul yang menyusun lebih dari separuh bagian dari sel.
1830-an oleh pakar kimia Belanda bernama Mulder:
Protein dari bahasa Yunani proteios, yang berarti “bertingkat pertama”.
Ciri-ciri Jenis Protein
Ciri-ciri Jenis Protein
1.Susunan kimia yang khas, setiap protein individual
merupakan senyawa murni
2. Bobot molekular yang khas, semua molekul dalam
suatu contoh tertentu dari protein murni mempunyai
bobot molekular yang sama. Karena molekulnya yang
besar maka protein mudah sekali mengalami
perubahan fisik ataupun aktivitas biologisnya.
3. Urutan asam amino yang khas, urutan asam amino
dari protein tertentu adalah terinci secara genetik.
1.Susunan kimia yang khas, setiap protein individual
merupakan senyawa murni
2. Bobot molekular yang khas, semua molekul dalam
suatu contoh tertentu dari protein murni mempunyai
bobot molekular yang sama. Karena molekulnya yang
besar maka protein mudah sekali mengalami
perubahan fisik ataupun aktivitas biologisnya.
Teknik Analisis Struktur Protein
Teknik Analisis Struktur Protein
Laju sedimentasi (pengendapan) suatu
zat
saat
ultrasentrifugasi
terutama
merupakan fungsi dari densitasnya dan
yang kedua dari bentuknya. Sentrifuga telah
dimodifikasi untuk mengisolasi
organel-organel
seperti
nucleus,
ribosom,
mitokondria, dan kloroplas.
1. Metode Kristalografi Sinar-X (X-Ray Crystallography)
Metode penentuan struktur tiga dimensi protein yang luas digunakan saat ini adalah kristalografi sinar-X (X-ray crystallography). Kristalografi sinar-X menggunakan pancaran sinar-X yang ditembakkan mengenai suatu protein yang telah dimurnikan atau memiliki kemurnian tinggi sehingga berbentuk kristal. Pancaran gelombang sinar-X yang mengenai struktur kristal protein kemudian akan terhambur. Hamburan sinar-X yang muncul kemudian dibaca dan struktur kristal protein dapat diketahui.
1. Metode Kristalografi Sinar-X (X-Ray Crystallography)
Metode penentuan struktur tiga dimensi protein yang luas digunakan saat ini adalah kristalografi sinar-X (X-ray crystallography). Kristalografi sinar-X menggunakan pancaran sinar-X yang ditembakkan mengenai suatu protein yang telah dimurnikan atau memiliki kemurnian tinggi sehingga berbentuk kristal. Pancaran gelombang sinar-X yang mengenai struktur kristal protein kemudian akan terhambur. Hamburan sinar-X yang muncul kemudian dibaca dan struktur kristal protein dapat diketahui.
Teknik
Analisis Struktur Protein
2. Metode Spektroskopi NMR
Pada protein, tidak semua protein bisa
dikristalisasi. Sebagai contoh, membran protein
yang memiliki banyak asam amino hidrofobik
akan sulit untuk mengkristalisasi. Teknik lain
untuk melakukan analisis protein dalam larutan
tanpa kristalisasi adalah menggunakan NMR
(Nuclear Magnetic Resonance). NMR mengukur
perubahan kimia pada atom di protein yang
tergantung pada atom di sekitarnya dan jarak
atom di sekitarnya. NMR akan menghasilkan
data
berupa
struktur
bukan
struktur
sebenarnya.
2. Metode Spektroskopi NMR
Pada protein, tidak semua protein bisa
dikristalisasi. Sebagai contoh, membran protein
yang memiliki banyak asam amino hidrofobik
akan sulit untuk mengkristalisasi. Teknik lain
untuk melakukan analisis protein dalam larutan
tanpa kristalisasi adalah menggunakan NMR
(Nuclear Magnetic Resonance). NMR mengukur
perubahan kimia pada atom di protein yang
tergantung pada atom di sekitarnya dan jarak
atom di sekitarnya. NMR akan menghasilkan
data
berupa
struktur
bukan
struktur
sebenarnya.
Teknik
Analisis Struktur Protein
3. Elekroforesis
Elekroforesis adalah suatu teknik yang
mengukur laju perpindahan atau pergerakan
partikel-partikel bermuatan dalam suatu medan
listrik.
Prinsip
kerja
dari
elektroforesis
berdasarkan
pergerakan
partikel-partikel
bermuatan negatif (anion), dalam hal tersebut
DNA, yang bergerak menuju kutub positif
(anode), sedangkan partikel-partikel bermuatan
positif (kation) akan bergerak menuju kutub
negatif (anode).
3. Elekroforesis
Elekroforesis adalah suatu teknik yang
mengukur laju perpindahan atau pergerakan
partikel-partikel bermuatan dalam suatu medan
listrik.
Prinsip
kerja
dari
elektroforesis
berdasarkan
pergerakan
partikel-partikel
bermuatan negatif (anion), dalam hal tersebut
DNA, yang bergerak menuju kutub positif
(anode), sedangkan partikel-partikel bermuatan
positif (kation) akan bergerak menuju kutub
negatif (anode).
Teknik
Analisis Struktur Protein
4. Tes xantoprotein
Uji xantoprotein merupakan uji kualitatif
pada protein yang digunakan untuk
menunjukkan adanya gugus benzena (cincin
fenil).
4. Tes xantoprotein
Uji xantoprotein merupakan uji kualitatif
pada protein yang digunakan untuk
menunjukkan adanya gugus benzena (cincin
fenil).
Teknik
Analisis Struktur Protein
5. Tes Hopkins-cole
Pereaksi Hopkins-cole dibuat dari asam oksalat dan
serbuk magnesium dalam air. Pereaksi ini positif
terhadap protein yang mengandung asam amino
dengan gugus samping indol, seperti pada asam amino
triptofan. Triptofan memberikan hasil yang positif
dengan tes Hopkins-cole karena mengandung gugus
indol.
5. Tes Hopkins-cole
Pereaksi Hopkins-cole dibuat dari asam oksalat dan
serbuk magnesium dalam air. Pereaksi ini positif
terhadap protein yang mengandung asam amino
dengan gugus samping indol, seperti pada asam amino
triptofan. Triptofan memberikan hasil yang positif
dengan tes Hopkins-cole karena mengandung gugus
indol.
Teknik
Analisis Struktur Protein
6. Tes Millon
Pereaksi Millon adalah campuran larutan raksa (I) nitrat dan raksa (II) nitrat dalam asam nitrat. Jika pereaksi Millon ditambahkan ke dalam larutan protein, akan dihasilkan endapan putih yang dapat berubah menjadi merah akibat pemanasan.
6. Tes Millon
Pereaksi Millon adalah campuran larutan raksa (I) nitrat dan raksa (II) nitrat dalam asam nitrat. Jika pereaksi Millon ditambahkan ke dalam larutan protein, akan dihasilkan endapan putih yang dapat berubah menjadi merah akibat pemanasan.
Teknik
Analisis Struktur Protein
7. Tes Biuret
Larutan protein memberikan hasil yang
positif terhadap pereaksi biuret. Tes Biuret
dilakukan dengan cara menuangkan larutan
natrium hidroksida pekat ke dalam larutan
protein. Kemudian, larutan CuSO
4ditambahkan
setetes demi setetes yang akan terbentuk
warna ungu.
7. Tes Biuret
Larutan protein memberikan hasil yang
positif terhadap pereaksi biuret. Tes Biuret
dilakukan dengan cara menuangkan larutan
natrium hidroksida pekat ke dalam larutan
protein. Kemudian, larutan CuSO
4ditambahkan
setetes demi setetes yang akan terbentuk
warna ungu.
Teknik
Analisis Struktur Protein
8. Tes Nitroprusida
Natrium nitroprusida dalam larutan amonia
akan menghasilkan warna merah dengan
protein yang mempunyai gugus –SH bebas
(merkapto). Jadi, protein yang mengandung
sistein akan memberikan hasil positif. Gugus –
S–S– pada sistein apabila direduksi terlebih
dahulu dapat juga memberikan hasil positif.
8. Tes Nitroprusida
Natrium nitroprusida dalam larutan amonia
akan menghasilkan warna merah dengan
protein yang mempunyai gugus –SH bebas
(merkapto). Jadi, protein yang mengandung
sistein akan memberikan hasil positif. Gugus –
S–S– pada sistein apabila direduksi terlebih
dahulu dapat juga memberikan hasil positif.
Teknik
Analisis Struktur Protein
9. Tes Sakaguchi
Pereaksi yang digunakan adalah naftol dan
natrium hipobromit. Pada dasarnya reaksi ini
akan memberikan hasil positif jika terdapat
gugus guanidin seperti arginin memberikan
warna merah.
9. Tes Sakaguchi
Pereaksi yang digunakan adalah naftol dan
natrium hipobromit. Pada dasarnya reaksi ini
akan memberikan hasil positif jika terdapat
gugus guanidin seperti arginin memberikan
warna merah.
Teknik
Analisis Struktur Protein
10.
Pereaksi Ninhidrin
Pereaksi ninhidrin merupakan oksidator lemah, asam
amino dapat bereaksi dengan ninhidrin sebagai berikut:
10.
Pereaksi Ninhidrin
Pereaksi ninhidrin merupakan oksidator lemah, asam
amino dapat bereaksi dengan ninhidrin sebagai berikut:
Teknik
Analisis Struktur Protein
Fungsi Molekul Protein
Fungsi Molekul Protein
Fungsi
semua
protein
bergantung
pada
kemampuannya untuk secara khusus berinteraksi
dengan molekul lain. Spesifisitas semacam ini
dimungkinkan karena polipeptida dengan sekuens asam
amino berbeda dilipat menjadi struktur tersier yang
berbeda. Setiap jenis protein berevolusi untuk
berinteraksi dengan molekul atau ligan tertentu. Protein
katalitik (enzim) mengubah ligan menjadi molekul lain.
Protein struktural berinteraksi dengan molekul tertentu
sering mengikat molekul terikat dengan sifat biologis
khusus.
Hubungan Struktur Dan Fungsi
Molekul Protein
Hubungan Struktur Dan Fungsi
Molekul Protein
Protein yang terbentuk dari molekul kompleks
dalam struktur kuartener dimana dua atau lebih rantai
polipeptida dapat bergabung bersama. Sebagai hasil
dari beragam peran protein, bagaimana rantai
polipeptida digabungkan secara khusus berkaitan
dengan fungsinya. Misalnya, protein berserat, yang
memiliki peran struktural, memiliki struktur kuartener
yang berbeda dengan protein globular seperti enzim
yang memiliki fungsi metabolik.
Contoh protein berserat adalah kolagen, yang
dibentuk dengan bergabungnya tiga rantai polipeptida
berserat melalui hubungan silang antara asam amino
rantai. Pada titik di mana satu molekul kolagen
berakhir dan yang lainnya mulai menyebar ke seluruh
serat, kekuatan dan stabilitas molekul lengkap
meningkat.
Protein yang terbentuk dari molekul kompleks
dalam struktur kuartener dimana dua atau lebih rantai
polipeptida dapat bergabung bersama. Sebagai hasil
dari beragam peran protein, bagaimana rantai
polipeptida digabungkan secara khusus berkaitan
dengan fungsinya. Misalnya, protein berserat, yang
memiliki peran struktural, memiliki struktur kuartener
yang berbeda dengan protein globular seperti enzim
yang memiliki fungsi metabolik.
Hubungan Struktur Dan Fungsi
Molekul Protein
Hubungan Struktur Dan Fungsi
Molekul Protein
Hubungan Struktur Dan Fungsi
Molekul Protein
Protein merupakan komponen penting atau komponen utama sel hewan atau manusia. Oleh karena, sel itu merupakan pembentuk tubuh kita, maka protein yang terdapat dalam makanan berfungsi sebagai zat utama dalam pembentukan dan pertumbuhan tubuh. Untuk dapat melakukan fungsi biologis, protein melipat ke dalam satu atau lebih konformasi spasial yang spesifik, didorong oleh sejumlah interaksi non-kovalen seperti ikatan hidrogen, interaksi ionik, gaya van der Waals dan sistem kemasan hidrofobik. Struktur tiga dimensi protein sangat diperlukan untuk memahami fungsi protein pada tingkat molekul protein.
Struktur tiga dimensi protein mendefinisikan tidak hanya ukuran dan bentuknya, tapi juga fungsinya. Salah satu karakteristik yang mempengaruhi fungsi adalah hidrofobisitas protein, yang ditentukan oleh struktur primer dan sekunder. Sebagai contoh, protein membran.
Protein merupakan komponen penting atau komponen utama sel hewan atau manusia. Oleh karena, sel itu merupakan pembentuk tubuh kita, maka protein yang terdapat dalam makanan berfungsi sebagai zat utama dalam pembentukan dan pertumbuhan tubuh. Untuk dapat melakukan fungsi biologis, protein melipat ke dalam satu atau lebih konformasi spasial yang spesifik, didorong oleh sejumlah interaksi non-kovalen seperti ikatan hidrogen, interaksi ionik, gaya van der Waals dan sistem kemasan hidrofobik. Struktur tiga dimensi protein sangat diperlukan untuk memahami fungsi protein pada tingkat molekul protein.
Struktur tiga dimensi protein mendefinisikan tidak hanya ukuran dan bentuknya, tapi juga fungsinya. Salah satu karakteristik yang mempengaruhi fungsi adalah hidrofobisitas protein, yang ditentukan oleh struktur primer dan sekunder. Sebagai contoh, protein membran.
Hubungan Struktur Dan Fungsi
Molekul Protein
Hemoglobin adalah protein terlarut, ditemukan di sitoplasma sel darah merah sebagai molekul tunggal yang mengikat oksigen dan membawanya ke jaringan. Pada sel darah, mutasi protein β-globin pada sel darah merah meningkatkan hidrofobisitasnya dan menyebabkan molekul protein menempel satu sama lain, menghindari lingkungan berair. Rantai hemoglobin mengubah bentuk sel darah merah dari putaran ke bentuk sabit, yang menyebabkan sel terkumpul di pembuluh darah sempit.
Lipatan
protein
memungkinkan
adanya
interaksi antara asam amino satu sama lain
dalam urutan utama protein. Dalam enzim,
beberapa asam amino ini membentuk sebuah
situs dalam struktur yang mengkatalisis reaksi
enzimatik. Situs ini, yang disebut sebagai situs
aktif enzim, memiliki asam amino yang
mengikat secara khusus molekul substrat, yang
juga disebut ligan. Dengan cara yang sama,
situs-situs tertentu dalam protein reseptor sel
mengikat molekul ligan spesifik yang dikenali
reseptornya.
Lipatan
protein
memungkinkan
adanya
Sifat Utama Protein untuk
Berpartisipasi dalam Berbagai
Fungsi
Sifat Utama Protein untuk
Berpartisipasi dalam Berbagai
Fungsi
1. Protein adalah polimer linier yang dibangun dari unit
monomer yang disebut asam amino. Pembangunan
beragam makromolekul dari sejumlah bentuk
monomer.
Fungsi
protein
secara
langsung
bergantung pada struktur tiga dimensionalnya.
2.
Protein mengandung berbagai kelompok fungsional.
Kelompok fungsional ini meliputi alkohol, tiol, tioeter,
asam karboksilat, karboksiamida, dan berbagai kelompok
dasar. Bila dikombinasikan dalam berbagai urutan,
rangkaian kelompok fungsional ini menjelaskan spektrum
fungsi protein yang luas.
3. Protein dapat berinteraksi satu sama lain dan dengan
makromolekul biologis lainnya membentuk kompleks
majemuk. Protein dalam kumpulan ini dapat bertindak
secara sinergis untuk menghasilkan kemampuan yang
tidak diberikan oleh komponen protein individu.
2.