BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa...

80

Transcript of BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa...

Page 1: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2
Page 2: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

STRUKTUR FUNGSI DAN METABOLISME METABOLISME

ASAM AMINO DAN PROTEIN

Page 3: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2
Page 4: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

Apa itu Protein?

• Proteios: utama atau pertama (Yunani) (Gerardus Mulder, Belanda, 1802-1880)

• Polimer dari residu asam amino yang • Polimer dari residu asam amino yang memiliki ikatan peptida

• Komponen penyusun sel hidup sampai dengan 50 %

Page 5: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

ASAM AMINO

Page 6: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

ASAM AMINO• Hanya asam α-amino yang fungsional• Konfigurasi L yang dibutuhkan oleh

tubuh• Berjumlah 20• Berjumlah 20

Page 7: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

COO-

Gugus amino

Gugus karboksilat

Struktur L-Asam Amino

α+H

Gugus R

αH = Glisin

CH3 = Alanin

H N3+

H

Page 8: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

Kiralitas Asam Amino

α αBayanganα αBayangancermin

Sifat kimia sama

Stereo isomer

Page 9: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2
Page 10: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

-C-C-CONH2-C-CONH2

-C-COOH -C-C-COOH

-C-C C

N N+

-C-C-C-C-NH3+

-C-

-C- -OH

-C-

N Nan-Kan line

Chung-San lineNorthwest line

Alifatik

Amida

Asam

Basa

Aromatic-C-C-C-N-C-N

N+

=

Gln QAsn N

Asp D Glu EFen F

Arg R

Lis K

His H

YTir

Peta Asam Amino

Trp W

Leu L

-C-COOH -C-C-COOH

-H -CH3

-C-OH -C-SH

-C-C-S-C PPro

South lineCircular line

Central line

Alifatik

Imino,SirkulerSulfurHidroksil

C

-C-C-C

C

-C-C-C

C C

-C

CC C

HN C-COOH

α-C-C

OH

Gli G AAAla VVal IIle

Ser S

Tre T Met M

Sis C

Non-polar

Polar

Page 11: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

Penggolongan asam amino

bagian yang diarsirberwarna merahmerupakan gugusfungsi asam amino

/A /V/A /V

/I/M/L

mrpk asam amino terdapat di alamdan merupakan penyusun protein

Page 12: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

PP

/F /Y / W

Page 13: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

/S /T /C

/P /N /Q

Page 14: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

/K /R /H

+

Page 15: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

/D /E

Page 16: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

SIFAT ASAM AMINO

• Memiliki serapan maksimum yang spesifik

• Aktifitas optiknya meluruh 0,1 % per tahun pada suhu tubuh akibattahun pada suhu tubuh akibatrasemisasi spontan non enzimatik

• Berbentuk zwitter ion dalam larutannya• Bersifat amfoter

• Memiliki sifat asam dan basa dalam satumolekul

Page 17: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

• Asam amino memiliki serapan maksimum yang maksimum yang spesifik

Page 18: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

Proton: mempengaruhi muatan molekul

H+

Pasanganelektron

HH

H+

NHH

NAmino

Proton Dapat Diserap dan Dilepas

RendahTinggi pKa

TinggiRendah

HH

H+Karboksilat CO

O

HC

O

O

pKa

Page 19: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

ZWITTER ION

Page 20: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

NH2 H+

R-C-HNH2 H+

R-C-HNH2

R-C-H

Suasana asam Suasana netral Suasana basa

pK2 ~ 9

COOH COO-

R-C-HR-C-H

COO-

R-C-H

+1 -10

pK1 ~ 2

Titik isolistrik

5.5

Page 21: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

12

9

6

★ pK2

pH

pIH-C-RNH2 H+

Titik Isoelektrik =

Asam Amino Memiliki Kemampuan Bufer

6

3

0[OH] →

★ pK1

pIH-C-RCOO-

Titik Isoelektrik =

pK1 + pK2

2

Page 22: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

pH

Lingkung

an dan M

uatan Pro

tein

Buffer pH

Titik isoelektrik,pI 6

7

8

9

10

pH

Lingkung

an dan M

uatan

+Muatan total protein

pI

-

3

4

5

6

0 -

Page 23: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

Asam amino -COOH -NH2 -R

Gli G 2.34 9.60Ala A 2.34 9.69Val V 2.32 9.62Leu L 2.36 9.68Ile I 2.36 9.68Ser S 2.21 9.15Tre T 2.63 10.4Met M 2.28 9.21Fen F 1.83 9.13Trp W 2.38 9.39

pK1

pK2

pH

pI

pK1 + pK2

2

tiga pKa

dua pKa

pKa Asam

Am

ino Trp W 2.38 9.39

Asn N 2.02 8.80Gln Q 2.17 9.13Pro P 1.99 10.6Asp D 2.09 9.82 3.86Glu E 2.19 9.67 4.25His H 1.82 9.17 6.0Sis C 1.71 10.8 8.33Tir Y 2.20 9.11 10.07Lis K 2.18 8.95 10.53Arg R 2.17 9.04 12.48

pK1

pK2

pK3

[OH-]

pI ?

tiga pKa

?

?

a Asam

Am

ino

Page 24: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

HOOC-CH2-C-COOH

NH3+

H

HOOC-CH2-C-COO-

NH3+

H

+1

0

pK1 = 2.1

pK2 = 3.9

2.1 + 3.92

= 3.0

pertama

kedua

Titik isoelektrik

Asam aspartat

-OOC-CH2-C-COO-

NH3+

H

-OOC-CH2-C-COO-

NH2

H

-1

-2

pK2 = 3.9

pK3 = 9.8

ketiga

pK1

pK2

pK3

+1

0

-1

-2

[OH]

Page 25: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

REAKSI ASAM AMINO

• Reaksi gugus karboksil• Reaksi gugus amino• Reaksi gugus R• Reaksi gugus R

Page 26: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

REAKSI GUGUS KARBOKSIL

1. Esterifikasi• Reaksi dengan alkohol dan dalam

suasana asamsuasana asam• Menghasilkan ester dan air

2. Dekarboksilasi• Dapat terjadi secara kimia atau enzimatis

Page 27: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

REAKSI GUGUS KARBOKSIL

3. Pembentukan amida• Reaksi dengan gugus amino• Menghasilkan air• Menghasilkan air• Disebut juga ikatan peptida• Reaksinya dengan Cu2+ menghasilkan

warna biru ungu (reaksi Biuret)

Page 28: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

REAKSI GUGUS AMINA

1. Reaksi dengan oksidator kuat• Menggunakan HNO2 dan menghasilkan N2

• Prolin tidak bereaksi dan lisin bereaksi secara lambat• Dasar penentuan reaksi Kjeldahl

2. Reaksi ninhidrin2. Reaksi ninhidrin• Menghasilkan amonia, CO2, dan aldehida• Menghasilkan warna biru• Reaksi dengan prolin menghasilkan kuning dan asparagin

coklat

3. Reaksi dengan 1-fluoro-2,4-dinitrobenzena (FDNB)• Membentuk 2,4-dinitrofenil yang berwarna

Page 29: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

REAKSI GUGUS AMINA

4. Reaksi dengan danzil klorida• Membentuk turunan asam amino dansil yang

berfluoresensi

5. Reaksi dengan formaldehida5. Reaksi dengan formaldehida• Terbentuk kompleks asam amino formaldehida• Melepaskan gugus karboksil bebas yang dapat

dititrasi dengan fenolftalein dan timolftalein

6. Reaksi Edman• Reaksi fenilisotiosianat menghasilkan

fenilhidantoin yang menjadi dasar kromatografi

Page 30: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

REAKSI GUGUS R• Tirosin dan histidin dapat mengion untuk

bereaksi

Page 31: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

IKATAN PEPTIDA

• Linus Pauling dan RB Corey• Pembentukan ikatannya melepaskan 1

molekul air• Salah satu bentuk dari ikatan amida• Ikatan C-N lebih pendek dari normal• Ikatan C-N tidak dapat berotasi• Gugus karbonil berkonfigurasi trans dengan

atom hidrogen pada gugus amino

Page 32: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

NH2 COOH1 NH2 COOH2

Pembentukan Ikatan Peptida Melalui Dehidrasi

Dehidrasi

NH2 C N COOH

O

H21

Dehidrasi-H2O

Karboimida

Page 33: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2
Page 34: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

Suatu penta peptida

Ser-Gly-Tyr-Ala-Leu

Serilglisiltirosinilalanilleusin

Page 35: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

Ikatan Peptida Kaku dan Datar

HC

C N

CO

Page 36: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

ASAM AMINO YANG BERPERAN DALAM STRUKTUR PROTEIN

1. Sistein: membentuk ikatan disulfida2. Histidin: berfungsi sebagai ligan3. Lisin: pengikat koenzim3. Lisin: pengikat koenzim4. Prolin: anti α-heliks5. Asam amino polar: membentuk ikatan

ionik

Page 37: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

ASAM AMINO BUKAN PENYUSUN PROTEIN

Page 38: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

ASAM AMINO BERDASARKAN FUNGSINYA

1. Asam amino esensial• Met, Trp, Tre, His, Ile, Lis, Leu, Val, Fen

2. Asam amino non esensial2. Asam amino non esensial• Pro, Ser, Arg, Tir, Sis, Gli, Glu, Ala, Asp,

Gln, Asn

Page 39: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

PROTEIN

Page 40: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

Penggolongan/klasifikasi protein berdasarkan fungsi biologi

1. Enzim, protein yang terbesar dan paling penting

2. Protein pembangun, sebagai unsur pembentukstruktur (glikoprotein, penunjang struktur dinding sel; elastin, protein serat)

3. Protein kontraktil, berperan dalam proses gerak3. Protein kontraktil, berperan dalam proses gerak(miosin, unsur filamen tak bergerak dalam miofibril; aktin, unsur filamen tak bergerak dalam miofibril)

4. Protein pengangkut, pengangkutan berbagai macamzat melalui aliran darah (hemoglobin, alat pengangkutoksigen; mioglobin, alat pengangkut oksigen dalamjaringan otot; serum albumin, alat pengangkut asamlemak dalam darah

Page 41: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

5. Protein hormon, protein aktif seperti enzim (Insulin, mengatur metabolisme glukosa; hormonpertumbuhan, menstimulasi pertumbuhan tulang)

6. Protein bersifat racun (racun ular, protein enzim ygdapat menyebabkan terhidrolisisnya fosfogliserida; Clostidium botulinum, menyebabkan keracunanbahan makanan

7. Protein pelindung, umumnya terdapat dalam darah(fibrinogen, sumber pembentuk fibrin dalam prosespembekuan darah; trombin, komponen dalammekanisme pembekuan darah)

8. Protein cadangan, disimpan untuk berbagai prosesmetabolisme dlam tubuh (ovalbumin, protein padaputih telur; casein, protein susu)

Page 42: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

Struktur protein

Page 43: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

Struktur primer protein

Hanya ikatan peptida

Page 44: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

STRUKTUR SEKUNDER

• Ikatan hidrogen antara gugus karbonil dengan gugus amina dari atom Cαyang berbedayang berbeda

1. α-heliks2. β-pleated sheet

• Paralel• Antiparalel

Page 45: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

αααα-heliks

Page 46: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

ββββ-sheet

Page 47: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

STRUKTUR TERSIER

• Distabilkan oleh interaksi gugus R• Ikatan disulfida• Ikatan hidrogen• Ikatan hidrogen• Interaksi hidrofobik• Interaksi hidrofilik• Interaksi ionik

Page 48: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

Struktur tersier subunit subunit HMG-KoA reduktase II bakteri

Page 49: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

Struktur tersier suatu protein dalam berbagai bentuk representatif

Page 50: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

STRUKTUR KUARTERNER

• Gabungan beberapa struktur tersier

Page 51: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

Protein serat kolagen padajaringan pengikat

Protein penggumpal darah (protrombin)

Miosin, protein otot (kontraksi)

Protein serat (elastin)

Page 52: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

PROTEIN BERDASARKAN BENTUK

1. Protein serabut (fibrous)• Kurang larut, amorf, dapat memanjang

dan berkontraksidan berkontraksi• Keratin, miosin, kolagen, fibrin

2. Protein globuler• Larut, dapat dikristalkan• Enzim, imunoglobulin

Page 53: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

Protein serabut, tidak larut dalam air. Rantai polipeptida memanjang pada satu sumbu dan tidak berlipat membentuk globular

Fungsi, sebagai protein struktural/ pelindung

Terdpt pada rambut, wol, sayap, kuku, tanduk

Susunan keratin rambut

Page 54: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

Fibroin (β-keratin) antiparalel, pada serat sutra dan jaring laba-laba, bersifat fleksibel dan lentur dan tdk dapat meregang.

Protein jaringan laba-laba yang mengandung residu Glisin dan Alanin

Page 55: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

Kolagen, pada urat, serat kulit, pembuluh darah, tulang, dan tulang rawan. Tdk dpt meregang

Bentuk heliks kolagen, terdiri atas 3 peptida yang berulang yi: Gly-X-prolinatau Gly-X-hidroksiprolin

Kolagen (tdk larut dan tdk dicerna) →

gelatin (larut dan dapat dicerna)

Proses pemanasan shg ikatan kovalen Proses pemanasan shg ikatan kovalen terhidrolisis, misal pada daging.

Page 56: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

Mioglobin, protein pengikat oksigen. Fungsi: menyimpan oksigen, meningkatkan transport oksigen ke mitokondria

Page 57: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

PROTEIN MAJEMUK

1. Nukleoprotein: ssDNA binding protein2. Glikoprotein: musin3. Fosfoprotein: kasein4. Kromoprotein: hemoglobin4. Kromoprotein: hemoglobin5. Protein-koenzim: piruvat dehidrogenase-

NAD+

6. Lipoprotein7. Metaloprotein: kalmodulin-Ca2+

Page 58: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

REAKSI PROTEIN

1. Dengan garam• Kelarutan protein meningkat dengan

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

out

2. Dengan asam• Sedikit asam mendenaturasi protein• Asam berlebih menyebabkan hidrolisis

Page 59: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

REAKSI PROTEIN

3. Dengan basa• Tidak mengendapkan tetapi menyebabkan hidrolisis,

dekomposisi oksidatif, dan rasemisasi

4. Dengan logam berat• Menghasilkan endapan yang tidak dapat larut kembali• Menghasilkan endapan yang tidak dapat larut kembali

5. Dengan pereaksi alkoloidal• Mengendapkan protein pada suasana asam• Asam trikloroasetat, asam tannat, asam fosfotungstat,

asam fosfomolibdat

Page 60: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

REAKSI PROTEIN

6. Dengan pelarut organik• Menurunkan konstanta dielektrik• Alkohol, kloroform• Alkohol, kloroform

7. Dengan pemanasan• Terjadi denaturasi (terurainya protein

menjadi struktur primernya)• Terjadi koagulasi

Page 61: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

REAKSI UJI PROTEIN

1. Reaksi Millon: tirosin2. Reaksi Biuret: ikatan peptida3. Reaksi xantoprotein: asam amino 3. Reaksi xantoprotein: asam amino

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

amino bebas

Page 62: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

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 karbohidratdan karbohidrat

7. Reaksi Bradford (Anal. Biochem, 1976)• Menggunakan pewarna Coomassie Brilliant Blue G-250• Standar terbaik γ-Globulin• Terganggu oleh deterjen dan sedikit oleh aseton

Page 63: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

METABOLISME NITROGEN

Page 64: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

Metabolic Nitrogen Balance • Sebagian besar organisma memiliki kapasitas yang kecil untuk

menyimpan nitrogen. Oleh karena itu, hewan harus terus menerusmemanfaatkan nitrogen dari makanan untuk mengganti nitrogen yang hilang akibat katabolisme.

• Bila protein makanan kurang, maka produksi protein untuk tujuanlain, misalnya untuk protein otot, akan terputus dan tidak akanlain, misalnya untuk protein otot, akan terputus dan tidak akantergantikan.

• Seseorang dikatakan berada dalam kesetimbangan nitrogen bilaNitrogen yang dikonsumsi dari makanan = Nitrogen yang hilang(melalui ekskreasi dan proses lainnya)

• Positive nitrogen balance: Dietary intake of nitrogen > Nitrogen loss

• Negative nitrogen balance : Dietary intake of nitrogen < Nitrogen loss

Page 65: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

Protein turnover• Dalam keadaan biasa, seseorang yang berada dalam kesetimbangan

nitrogen akan mengkonsumsi 100 gram protein, mendegradasi 400 gram protein tubuh, mensintesis kembali 400 gram protein, danmengeksresi/katabolisme 100 gram protein.

• Setiap individu protein memiliki variasi waktu hidup, dari beberapamenit hingga beberapa bulan. Degradasi protein mengikuti kinetika ordepertama. pertama.

• Protein yang berada dalam lingkungan ekstrasel, seperti enzimpencernaan, hormon polipeptida, dan antibodi, memiliki turn over yang cepat, tetapi protein yang berperan dalam struktur, seperti kolagen lebihstabil.

• Enzim yang mengkatalisis tahap penentu laju dalam jalur metabolismejuga memiliki waktu hidup pendek. Oleh karena itu degradasi protein merupakan salah satu regulasi yang penting dalam metabolisme.

Page 66: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

Peran protein makanan dalam metabolisme nitrogen keseluruhan

1. Jumlah protein makanan yang disarankan: Katabolisme asam amino menyebabkan kehilangan 30 – 55 g protein per hari. Kehilangan ini harus dapat digantikan dari protein makanan. Diperlukan sekitar 55 g protein per hari untuk orang dengan berat badan 70 kg.

2. Konsekuensi kekurangan protein: kekurangan asam amino 2. Konsekuensi kekurangan protein: kekurangan asam amino esensial akan memaksa terjadinya degradasi protein jaringan dan menyebabkan efek klinis yang disebut kwashiorkor.

3. Konsekuensi kelebihan protein: tidak ada gudang penyimpanan untuk asam amino. Oleh karena itu, makanan yang mengandung asam amino berlebih akan dimanfaatkan segera untuk meresintesis protein tubuh, dan senyawa-senyawa nitrogen lainnya. Kerangka karbonnya akan dioksidasi atau dikonversi menjadi glukosa atau lemak, dan gugus aminonya dikonversi menjadi amoniak.

Page 67: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

Pencernaan Protein Makanan

1. Pencernaan protein oleh cairan lambung� Isi cairan lambung: HCl (pH 2-3)

dan pepsinogen.2. Pencernaan protein oleh protease

pankreas.� Protease pankreas: tripsin,

kimotripsin, elastase, karboksipeptidasekarboksipeptidase

3. Pencernaan oligopeptida oleh protease usus kecil� Permukaan usus mengandung

aminopeptidase, yaitu suatu eksopeptidase yang memotong asam amino dari arah ujung N

4. Penyerapan asam amino dan dipeptida

Page 68: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

Gambaran Umum Aliran Nitrogen didalam Tubuh

Page 69: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

Asam amino glukogenik dan ketogenik

Asam amino dapat diklasifikasikan sebagai ketogenik atauglukogenik bergantung pada produk akhir dari metabolime

1. Ketogenik: Asam amino yang katabolismenyamenghasilkan asetoasetat atau salah satu darimenghasilkan asetoasetat atau salah satu dariprekursornya, yaitu asetil-CoA atau asetoasetil-CoA(Ketone bodies).

2. Glukogenik: Asam amino yang katabolismenyamenghasilkan piruvat atau salah satu intermedietsiklus asam sitrat, dimana intemediet2 tsb merupakanprekursor dalam proses glukoneogenesis.

Page 70: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

Katabolisme asam amino

Page 71: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

Reaksi penting metabolismeasam amino

• Dekarboksilasi• Transaminasi• Deaminasi oksidatif• Deaminasi oksidatif• Transpor amonia dan detoksifikasi• Sintesis urea• Metabolisme rantai karbon

Page 72: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

Dekarboksilasi

Page 73: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

Transaminasi• Asam amino kehilangan gugus amin• Dikatalisis oleh transaminase (atau amino

transferase) • Transaminasi terjadi in vivo pada semua asam

amino kecuali lisin and threonin• Kebanyakan transaminase membutuhkan α-• Kebanyakan transaminase membutuhkan α-

ketoglutarat untuk menerima gugus amin

Page 74: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

Deaminasi oksidatif• Glutamat yang terbentuk dari reaksi transaminasi di-

deaminasi menjadi α-ketoglutarate• Glutamate dehydrogenase sebagai enzim• - NAD+ or NADP+ adalah koenzim

Page 75: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

Transport dan detoksifikasi amonia

• Amonia ditransporke hati

• Terutama dalambentuk glutamin

• Glutamin berperansebagai penyediasebagai penyediagugus amin untukbiosintesis asamamino

Page 76: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

Sintesis urea

• Di hati• 5 langkah siklus

urea (Small Krebs c., Krebs-Hensleit c., Ornitihin c.)

• Menggunakan• Menggunakanamonia, CO2, 3 ATP and aspartat

Page 77: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

Sintesis Asam Amino

Biosintesis asam amino � koneksi dengan glikolisis/ gluconeogenesis dansiklus asam sitrat

Page 78: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

Siklus Glukosa-Alanina:Siklus ini adalah lintasan yang ditempuh untuk membawa ion amonium buangan yang berasal darimetabolisme asam amino di otot kehati untuk diproses menjadi urea didalam siklus urea.

Di otot: gugus amina akan dipindahdari glutamat, bereaksi denganpiruvat melalui reaksi transaminasimembentuk alanina untukmembentuk alanina untukselanjutnya dibawa sirkulasi darahmenuju hati.

Di hati: alanina akan mengalamitransaminasi menjadi piruvat kembalidan memindahkan gugus aminapada alfa ketoglutarat menghasilkanglutamat. Glutamat akan megalamideaminasi oksidatif membebaskanion amonium yang segera masuk kedalam siklus urea.

Page 79: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

Kaitan Siklus Urea dengan Siklus Sitrat

Page 80: BIK D3 Struktur Fungsi dan metabolisme Protein · Proton Dapat Diserap dan Dilepas Tinggi pKa Rendah Rendah Tinggi Karboksilat C H+ O O H C O O pKa. ZWITTER ION. NH2 H+ R-C-H NH2

TERIMA KASIHTERIMA KASIH