PROTEIN

1. PROTEIN BIOKIMIA Minggu ke-4

2. 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

4. PROTEIN • Molekul makrobiopolimer yang tersusun dari monomer asam L,-amino yang berkaitan satu sama lain dengan ikatan peptida

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

6. FUNGSI • Transpor • 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

7. PROTEIN BERDASARKAN STRUKTUR • Primer • Sekunder • Tersier • Kuarterner

8. STRUKTUR PRIMER • Hanya ikatan peptida

9. STRUKTUR SEKUNDER • Ikatan hidrogen antara gugus karbonil dengan gugus amina dari atom C yang berbeda • -heliks • -pleated sheet • Paralel • Antiparalel

10. -heliks

11. -sheet

12. STRUKTUR TERSIER • Distabilkan oleh interaksi gugus R • Ikatan disulfida • Ikatan hidrogen • Interaksi hidrofobik • Interaksi hidrofilik • Interaksi ionik

13. Struktur tersier subunit HMG-KoA reduktase II bakteri

14. STRUKTUR KUARTERNER • Gabungan beberapa struktur tersier

15. PROTEIN BERDASARKAN BENTUK • Protein serabut (fibrous) • Kurang larut, amorf, dapat memanjang dan berkontraksi • Keratin, miosin, kolagen, fibrin • Protein globuler • Larut, dapat dikristalkan • Enzim, imunoglobulin

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

17. REAKSI PROTEIN • Dengan garam • 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

18. REAKSI PROTEIN • Dengan basa • 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

19. REAKSI PROTEIN • Dengan pelarut organik • Menurunkan konstanta dielektrik • Alkohol, kloroform • Dengan pemanasan • Terjadi denaturasi (terurainya protein menjadi struktur primernya) • Terjadi koagulasi

20. 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

21. 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

22. ISOLASI DAN PEMURNIAN PROTEIN

23. SENTRIFUGASI • Pemisahan molekul berdasarkan bobot jenis • Teknik yang umum digunakan untuk protein spesifik: ultrasentrifugasi (>20.000 g)

25. ULTRASENTRIFUGASI

26. SENTRIFUGASI ZONA • Pemisahan berdasarkan gradien densitas • Umum digunakan sukrosa atau CsCl

29. KROMATOGRAFI ELUSI

30. KROMATOGRAFI PERTUKARAN ION

31. KROMATOGRAFI AFINITAS • Berdasarkan interaksi protein-ligan • Memisahkan satu jenis protein spesifik dari lainnya • Ligan: • Antigen • Substrat • kofaktor

32. ISOELECTRIC FOCUSING

33. PENENTUAN STRUKTUR PRIMER • Sekuensing: penentuan urutan asam amino dalam protein • Proteomik: ilmu yang menjelaskan urutan protein fungsional di dalam sel

34. SEKUENSING • Preparasi 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

36. DEGRADASI EDMAN

37. PENENTUAN STRUKTUR SEKUNDER • Ramachandran Plot: penentuan struktur sekunder berdasarkan rotasi ikatan  dan 

38. Ramachandran plot

40. PENENTUAN STRUKTUR 3D PROTEIN • Metode: • Kristalografi sinar X • Resonansi magnetik inti • Visualisasi: • VMD: Windows • NAMD: Linux

41. 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

43. NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE (NMR) • Penentuan protein <30 kDa

45. VMD-Visual Molecular Display

46. Luaran VMD

47. APLIKASI

48. PENGERITINGAN RAMBUT

49. PENGERITINGAN RAMBUT

50. GEL ELEKTROFORESIS