Silabus Fisiologi Molekuler (BTK) tahun Tanggal Topik Pengajar

Transkripsi

1 Silabus Fisiologi Molekuler (BTK) tahun 2007 Minggu Tanggal Topik Pengajar 1. 10/9 Membran: struktur, fungsi dan AMD membrane trafficking 2 17/9 Fosforilasi oksidatif dan organisasi AMD mitokondria 3 24/9 Fotosintesis AMD 4 1/10 Metabolisme energi anaerob AMD 5 22/10 Protein sorting AMD 6 29/10 Transduksi signal AMD 7 5/11 Asam amino dan protein NMR 8 12/11 Asam amino dan protein NMR

2 9 19/11 Enzim NMR 10 14/11 Dasar molekular pengaturan pembelahan dan reproduksi sel tumbuhan MIF 11 21/11 Perkembangan reproduksi MIF 12 28/11 Penuaan dan kematian sel terprogram MIF 13 5/12 Respon tanaman terhadap patogen MIF 14 12/12 Respon tanaman terhadap stress abiotik MIF Dosen: AMD: Dr. Anja Meryandini MS, NRM: Dr.Nisa Rachmania, MIF: Dr. Ir. Miftahudin

3 Fungsi membran 1. Kompartemenisasi: bersifat kontinu, melindungi isi sel, membuat lingkungan khusus sehingga dapat melakukan fungsi khusus. 2. Pembatas untuk aktivitas biokimia: memberikan framework sehingga komponennya dapat berinteraksi secara efektif.

4 3. Pembatas yang selektif permeabel Komunikasi antara kompartemen 4. Transpor solut Membranplasma mengandung alat transpor 5. Respon terhadap signal eksternal Melalui proses transduksi signal 6. Interaksi interseluler 7. Transduksi energi

5 Struktur membran 1. Versi Davson-Danielli: Lipid bilayer yang dibelah dengan lapisan protein monolayer membentuk pori protein (1954). 2. Model Fluid Mosaic oleh Singer & Nicolson (1972) Lipid bilayer dapat merakit diri sendiri digunakan sebagai model mempelajari fungsi protein membran

6

7 Komposisi Kimiawi membran rakitan lipid dan protein yang terikat secara kovalen, dengan lipidnya sebagai tulang, bersifat amphipathic. Ada 3 jenis lipid: fosfogliserat, sphingolipid, kolesterol proteinnya melaksanakan fungsi-fungsi khusus

8

9

10 Fosfogliserat: Umumnya lipid membran mengandung grup fosfat fosfogliserat Fosfogliserat membran memiliki grup tambahan yang terikat pada fosfat, umumnya cholin (fosfatidylcholin), ethanolamin, serin, atau inositol larut dalam air di bagian kepala

11 Rantai asam lemaknya bersifat hidrofobik, hidrokarbon tidak bercabang, umumnya karbon, dapat bersifat jenuh atau tak jenuh dengan 1 atau lebih ikatan rangkap. Sphingolipid terdiri atas sphingosin terikat pada asam lemak oleh grup aminonya ceramide

12 Ada grup tambahan yang teresterifikasi pada alkohol terminalnya: Fosforylcholin sphingomyelin Karbohidrat glikolipid Gula sederhana cerebroside Oligosaccharida ganglioside Galaktosa pada ceramide Galaktocerebroside

13 Kolesterol: Pada sel hewan bisa 50% dari total lipid membran, tidak terlalu amphipathic

14 Karbohidrat pada membran: ℵ terikat secara kovalen ke komponen lipid atau protein ℵ tergantung spesies dan tipe sel antara 2 10% ℵ Pada protein (glikoprotein): oligo yang pendek dan bercabang, lebih pendek dari 15 gula per rantai

15 Struktur dan fungsi protein pada membran Ada 3 jenis: 1. Protein integral : 1 atau lebih segmen transmembran amphipathic diisolasi dengan detergen 2. Protein periferal: disisi sitoplasma atau ekstraseluler, ikatan non kovalen, dapat disolubilisasi dengan lar. garam

16 3. Terikat pada lipid berlokasi di luar lipid bilayer, di sitoplasma atau ekstraseluler, terikat secara kovalen. Dapat terikat melalui karbohidrat yang pendek contoh reseptor, enzim

17 Lipid membran dan fluiditas Makin pendek rantai asam lemak makin rendah temperatur meltingnya Asam lemak jenuh memiliki bentuk batang kuat, fleksibel Asam lemak tak jenuh cis memiliki lekukan sehingga tidak sepadat yang jenuh Makin tinggi tingkat asam lemak tak jenuh maka makin rendah suhu membran menjadi gel

18 Karakter membran dipengaruhi oleh kolesterol. Kolesterol mengganggu kepadatan rantai asam lemak dan mempengaruhi mobilitas. Kolesterol meningkatkan ketahanan dan menurunkan permeabilitas membran Kegunaan fluiditas membran adalah untuk pembentukan kluster protein dan pembentukan struktur terspesialisasi seperti sinapsis, junctions

19 Beberapa fungsi membran plasma sel epitel

20 Fosfolipid dapat bergerak dari satu ujung ke ujung satunya dalam hitungan detik, tapi perpindahan antar lapis (transversal, disebut flip flop) memakan waktu jam atau hari. Sel memiliki enzim flippase yang memindahkan fosfolipid transversal.

21 Fusi protein tikus dan manusia

22 Membran sel darah merah Saat hemolisis meninggalkan ghost SDS PAGE proteinnya ( ada enzim, protein transpor, protein skeleton) Yang dominan band 3 dan glikoforin Glikoforin merupakan reseptor yang digunakan protozoa (malaria), merupakan penggolongan darah MM, MN, NN.

23

24 Difusi ion melalui membran Lipid bilayer sangat impermeabel terhadap ion Na +, K +, Ca 2+,Cl - Thn 1955 Alan Hodgkin & Richard Keynes: membran memiliki ion channel Thn 60 an, 70an Bertil Hille & Clay Armstrong mengumpulkan bukti adanya channel itu Thn 70 an, 80 an Bert Sakmann & Erwin Neher: teknik memonitor perpindahan ion melalui channel

25 Ion channel bersifat bidirectional, tergantung gradien elektrokimia Umumnya ion channel memiliki 2 konformasi: tutup dan buka gated, ada 2 macam: 1. Voltaged-gated channel tergantung muatan ion pada kedua sisi 2. Ligand-gated channel konformasinya tergantung ligand yang mengikat

26 Difusi terfasilitasi Bila substrat berdifusi dengan berikatan dulu dengan protein yang merentang membran Pengikatan dengan protein diduga memicu perubahan konformasi sehingga solut bisa ke sisi lain, tak menggunakan energi Contoh transporter glukosa

27 Ada minimal 5 jenis protein yang berfungsi sebagai transporter glukosa (isoform), dibedakan tempat, kinetik dan karakter regulatornya. Glukosa saat ditranspor difosforilasi

28 Insulin berperanan pada kadar gula dalam darah. Meningkatnya kadar gula dalam darah memicu dikeluarkannya insulin yang menstimulasi pengambilan glukosa ke sel otot dan sel lemak

29 Konsentrasi K + dalam sel sekitar 100 mm, diluar sel 5 mm. Konsentrasi Na + diluar sel 150 mm di dalam sel mm. Setiap hidrolisis 1 ATP, 3 Na + dipompa keluar dan 2 K + masuk Tipe pompa: tipe P saat memompa ada transfer grup fosfat ke residu asam aspartat dari protein yang menyebabkan perubahan konformasi

30 Konsep siklus transpor Na + /K + -ATPase

31 Pompa H + / K + - ATPase akan mensekresikan larutan asam ke kantung perut. Kalau istirahat pompa ini ada di membran sitoplasma sel pariental perut. Kalau makanan memasuki perut, informasi dari hormon membuat membran yang mengandung pompa ini bergerak ke permukaan sel bagian apikal, dimana mereka berfusi dengan membran plasma dan mensekresikan asam.

32 Pompa H + / K + -ATPase

33 Bisa menyebabkan rasa perih di lambung, obat berfungsi menghambat pompa ini dengan cara memblokir reseptor pada permukaan sel pariental Pompa tipe V menggunakan ATP tanpa fosforilasi protein intermediat. Pompa ini memompa ion H + melalui membran organel dan vakuola

34 Menggunakan energi cahaya untuk transpor ion. Halobacterium salinarium, bila hidup anaerob akan mensintesis bakteriorhodopsin, protein yang mengadsorbsi cahaya menginduksi perubahan konformasi protein dan menyebabkan proton bergerak dari retinal melalui channel ke protein terus keluar sel gradient ion Proton diganti dari sitoplasma