Pengantar Sintesis Protein dr.syazili Mustofa, M.Biomed 2016 Protein Berasal dari kata Yunani (proteos) : yang utama Disbt dmk, o.k dlm >> (>50% berat kering sel/makhluk hidup adalah protein) Keutamn dlm mencerminkan keutamn fungsi pasti berperan sgt penting dlm. Sifat kimia & biologi protein sangat beragam # BM : bbp ratus D bbp juta D - dari larutan biasa sampai larutan koloid 1
- dapat dikristalkan tidak dpt dikristalkan # Kelarutan : sangat dipengaruhi ph lar. - konsep pi dan ph optimum _ pi : ph isoelektrik, ph yang muatan (+) dlm suatu mol protein = muatan (-): 1. Disbbkan o/ R yg membnt prot ybs 2. Pd ph=pi, kelarutan protein semata-mata dipertahankan oleh mantel air pd pi, protein sangat mudah diendapkan, cukup dengan menarik mantel air 3. Pd pemisahan dengan elektroforesis, bila ph dapar elektroforesis=pi prot, ybs tdk bergerak dalam medan listriuk elektroforesis _ ph optimum : suatu protein selalu punya fgs biologis. 1.Bila diamati/diukur pd bbg ph, fgs biologis tsb suatu ph dg akt maksimum. 2.Di luar itu (ph</>), akt biol protein tsb <, sampai 0. Kurva bbnt. Parabola 3. Juga disbbkan oleh ionisasi R yg ada pd residu penusun protein. 4.Pd ph = ph opt, ionisasi R str 3 D yg tepat, sehingga prot ybs dapat menjalankan fgs - pi adalah identitas fisikokimia suatu protein sbg molekul protein - ph adalah identitas fisikokimia suatu protein dalam hubungan fungsi biologisnya. 2
Gabungan variasi BM dengan pi & ph opt masalah dlm isolasi & purifikasi protein dlm jangka waktu lama. Isolasi & purifikasi protein sll merupakan usaha penjelajahan (eksplorasi), yang sll mengandung ciri coba-coba, walau pun kini sudah > terarah. Selalu ada pengaruh faktor pengalaman unsur seni (arts) Definisi protein : - Kimia : protein adalah heteropolimer yg satu sama lain terikat dengan ikatan peptida 1.Tidak menjelaskan, bgmn heteropolimer tsb disusun dari yg berbeda 2.Tidak menjelaskan, bagaimana protein yang berbeda-beda disusun 3. Tidak menjelaskan bgmn protein yang sama tiap akan disintesis tidak boleh salah dlm & urutan - Biologi : Protein adalah senyawa yang terbentuk langsung sebagai hasil pengungkapan informasi genetik di dalam gen 1. Tidak menjelaskan komposisi kimia 3
2. Tidak menjelaskan, bagaimana unsur pembentuknya terikat satu sama lain 3. Tidak menjelaskan identitas senyawa penyusun protein. # Definisi Biokimia : Protein adalah heteropolimer, terikat satu sama lain dengan ikatan peptida & merupakan pengungkapan langsung dari informasi genetik di dalam gen. (tertulis miring: kata kunci) 1. Heteropolimer : a. ada >1 penyusun protein b. konsep penyusun protein & bukan penyusun protein ciri-ciri kimia : - gugus asam harus COOH - Harus suatu asam amino ( -COOH dan -NH 2 terikat ke C yang sama, yaitu C yang asimetrik) dg gugus asam bukan COOH (mis. sulfat, spt pd taurin) tdk pernah berada dalam suatu protein. Aa dg COOH & -NH 2 terikat di tempat berbeda, tidak pernah berada dalam protein (mis. -alanin) 2. Ikatan peptida : ada bbp kemungkinan ikatan kovalen antar. - Ikatan pembentuk protein adalah ikatan peptida: ikatan kovalen yg terbentuk sbg hsl pengawahidratan COOH yg satu dg NH 2 yg lain. - Ikatan kovalen lain mgkn ada dlm suatu protein, ttp bukan pembentuk rangka utama/tlg pgg protein. Ikatan kovalen lain (mis S-S-) sgt penting u/ str 3 D &/ fgs protein tertentu 4
3. Pengungkapan langsung informasi genetik : - gen : unit informasi genetik dalam DNA / kromosom - Pengungkapan lgsg : hub gen dg protein 1 gen untuk 1 polipeptida (Beadle & Tatum : One gene one enzyme) bila gen u/ suatu protein tdk ada, organisme ybs tdk dpt sintesis protein tsb. - Karena prot tda jenis tertentu yg tdk boleh salah dalam & urutan hrs ada inf tertentu u/ tiap jenis kodon : unit informasi dlm gen yg menyandikan suatu. Ada 20 penyusun protein, ttp ada > 20 kodon 1 kodon menyandikan 1, ttp 1 disandikan oleh > 1 kodon. Kodon adalah tribasa dalam asam nukleat, yang mengandung makna 1., Universalisme biologis : Msk makhluk hidup sangat beragam, ada universalisme mulai dari virus sampai manusia: - Menggunakan yang sama u/ menyusun protein, jumlah hanya 20 jenis - Menggunakan bahasa genetik yg sama u/ mengucapkan tsb : kodon dg arti yang sama. - Menggunakan alat penukar E yg sama, yaitu ATP. 5
Bodies Cells DNA Bodies are made up of cells All cells run on a set of instructions spelled out in DNA DNA Cells Bodies How does DNA code for cells & bodies? how are cells and bodies made from the instructions in DNA 6
DNA Proteins Cells Bodies DNA has the information to build proteins genes proteins cells bodies DNA gets all the glory, Proteins do all the work How do proteins do all the work Proteins proteins run living organisms enzymes control all chemical reactions in living organisms structure all living organisms are built out of proteins 7
Cell organization DNA DNA is in the nucleus genes = instructions for making proteins want to keep it there = protected locked in the vault cytoplasm nucleus Cell organization Proteins chains of amino acids made by a protein factory in cytoplasm protein factory = ribosome cytoplasm nucleus ribosome build proteins 8
Passing on DNA information Need to get DNA gene information from nucleus to cytoplasm need a copy of DNA messenger RNA cytoplasm nucleus mrna ribosome build proteins DNA From nucleus to cytoplasm transcription mrna translation protein nucleus struktural/ fungsional cytoplasm 9
DNA deoxyribose sugar nitrogen bases G, C, A, T T : A C : G double stranded DNA vs. RNA RNA ribose sugar nitrogen bases G, C, A, U U : A C : G single stranded 10