Asam Amino Lipid Protein
Transcript of Asam Amino Lipid Protein
Disusun oleh
Nama : Pricilia Angelin Helaha
Nim : NIII09505
Kelas : Biokimia B
MAKASSAR
2010
a. PROTEIN
Protein merupakan polipeptida alami yang memiliki berat molekul lebih dari 5000.
Makromolekul ini sangat berbeda-beda sifat fisiknya, mulai dari enzim yang larut
dalam air sampai keratin yang tak larut seperti rambut dan tanduk. Protein
memiliki berbagai fungsi biologis yang berbeda-beda pula, yakni :
Katalis enzim. Enzim merupakan protein katalis yang mampu
meningkatkan laju reaksi hingga sampai 1012 kali laju awalnya.
Transport dan penyimpanan. Banyak ion dan molekul kecil diangkut
dalam darah maupun dalam sel dengan cara berikatan dengan protein
pengangkut. Contohnya, hemoglobin merupakan protein pengangkut oksigen.
Zat besi disimpan dalam bebagai jaringan oleh protein ferritin.
Fungsi mekanik. Protein ini menjalankan peranan sebagainpembentuk
struktur. Misalnya, protein kolagen menguatkan gigi, kulit serta tulang. Membran
yang mengelilingi sel dan organel juga mengandung protein yang berfungsi
sebagai pembentuk struktur sekaligus menjalankan fungsi biokimia lainnya.
Pergerakan. Kontraksi otot terjadi karena adanya interaksi antara dua tipe
filamen yaitu aktin dan miosin. Miosin juga memiliki aktifitas ensim yang dapat
memudahkan perubahan energi kimia ATP menjadi energi mekanik.
Pelindung. Antibody merupakan protein yang terlibat perusakan sel asing.
Proses informasi. Rangsangan luar seperti sinyal hormon atau intensitas
cahaya dideteksi oleh protein tertentu yang meneruskan sinyal ke dalam sel.
Contoh protein seperti ini misalnya, rodopsin yang terdapat dalam membran sel
retina.
Fungsi-fungsi protein ini berkaitan dengan struktur protein yang masing-masing
dapat melakukan ikatan spesifik dengan molekul-molekul tertentu. Misalnya,
hemoglobin mengikat oksigen, antibody mengikatmolekul asing tertentu, ensim
mengikat molekul substrat tertentu.
Pemurnian dan karakteristik protein
Langkah pertama dalam pemurnian protein adalah memisahkan molekul protein
dari zat terlarut lain yang memiliki berat molekul rendah. Kemudian dilakukan
beberapa derajat pemisahan protein yang berbeda-beda, berdasarkan sifat fisik
protein seperti muatan listrik, ukuran molekul serta kelarutan dalam berbagai
macam pelarut. Akhirnya dilakukan kromatografi afinitas yang merupakan proses
pemurnian tingkat tinggi yang berdasarkan afinitas spesifik senyawa tertentu
yang berikatan dengan suatu padatan.
Molekul protein yang memiliki berat molekul lebih dari 5000 tidak akan dapat
melewati membran selofan. Permeabilitas selektif ini merupakan dasar dari
proses dialisis. Proses dialisis biasanya dilakukan dengan menaruh larutan
protein ke dalam kantung selofan lalu mencelupkan kantung tersebut dalam
larutan penyangga. Molekul-molekul kecil ini akan berdifusi melewati kantung
menuju larutan penyangga , sedangkan protein tetap dalam kantung.
Protein-protein tertentu dapat diendapkan dari campuran bermacan-macam
protein. Pengendapan dilakukan dengan menambahkan zat kimia tertentu, yakni
garam-garam netral seperti amonium sulfat ( salting out) ; pelarut organik seperti
etanol atau aseton ; atau zat pengendap seprti asam trikloroasetat. Protein paling
sedikit melarut dalam pelarut apapun bila nilai pH sama dengan titik
isoelektriknya. Pada titik isoelektrik ini protein tidak bermuatan sehingga tolakan
elektrostatik antara molekul protein menjadi minimal. Meskipun protein bisa saja
memiliki muatan negatif sekaligus muatan positif pada titik isoelektriknya, tetapi
muatan totalnya nol.
Elektroforesis berarti pergerakan molekul protein bermuatan listrik dalam suatu
medan listrik. Prinsip elektroforesis ini dipakai untuk memisahkan molekul-
molekul protein yang berbeda. Elektroforesis protein mengunakan kertas atau gel
poliakrilamida. Dalam elektroforesis sering digunakan istilah anoda dan katoda.
Perlu diingat kalau anion adalah ion bermuatan negatif. Dalam elektroforesis
anion bergerak menuju anoda.
Kromatografi penukar ion bergantung pada interaksi elektrostatik antara protein
bermuatan dengan partikel resin penukar ionyang muatannya berlawanan.
Kekuatan tarik-menarik antara protein dan pertikel resin tergantung pada
besarnya muatan protein (juga pH larutan) dan pada konstanta dielektrik
medium. Interaksi ini bisa dimodifikasi dengan mengatur pH larutan atau
mengatur konsentrasi garam.
Struktur dan sifat peptida maupun protein tergantung pada urutan asam amino
dalam rantai peptida. Insulin adalah protein yang pertama kali diurutkan susunan
asam aminonya secara lengkap (51 residu asam amino) oleh F.SANGER di
tahun 1953. Proses pengurutan protein kini dilakukan menggunakan mesin
pengurut protein otomatis (automated protein sequencers). Identifikasi asam
amino dilakukan secara step by step pada ujung N protein dengan menggunakan
proses kimia yang dikenal sebagai degradasi Edman.
Protein yang memiliki struktur kuartener disusun oleh beberapa rantai polipeptida
terpisah yang ditahan oleh interaksi non kovalen. Berat molekul komponen rantai
polipeptida dalam protein seperti ini dapat ditentukan dalam kondisi
disosiasi,yakni 8 M urea untuk melemahkan ikatan hidrogen dan interaksi
hidrofob, dan 1 mM merkaptoetanol untuk memutuskan ikatan disulfida. Dari
perbandingan ini dapat ditentukan jumlah rantai polipeptida yang terlibat dalam
struktur awalnya (struktur kuartener)
Protein globular dapat dikelompokan menurut penyusunan strukturnya.
Kelompok α/ memiliki motif β-α-β yang berulang contohnya antara lain semua
ensim glikolisis. Kelompok α+β memiliki β sheet dan α heliks yang tidak saling
berhubungn. Kelompok α dan kelompok β hampir seluruhnya terdiri atas α heliks
maupun β sheet. Sebagian besar protein toksin termasuk kedalam kelompok
protein jembatan S-S dengan pusat hidrofob yang kecil dijaga oleh sejumlah
besar ikatan disulfida. Contohnya, racun kalajengking dan serangga yang hanya
tersusun oleh 38-40 residu tetapi masing-masing memiliki tiga ikatan disulfida.
b. Asam nukleat
Pada tahun 1868, Fredrich Miescher mengisolasi suatu zat dari inti sel nanah.
Zat tersebut dianggap sebagia karakteristik inti ( nukleus) dan menyebutnya
nuklein. Tidak lama kemudian zat yang serupa diisolasi dari kepala sperma ikan
salmon. Belakangan nuklein ditemukan sebagai campuran suatu protein dasar
dan asam organik yang mengandung fosfor yang kini disebut sebagai asam
nukleat.
Asam nukleat utama dalam inti sel adalah asam deoksiribonukleat (DNA).
Molekul ini memiliki gula pentosa deoksiribosa sebagai sebagai satu konstituen
kiminya. Kini telah diketahui bahwa DNA adalah materiialgenetik. Tipe lain asam
nukleat adalah asam ribonukleat (RNA) yang memiliki ribosa menggantikan
deoksiribosa. RNA berperan utam dalam transmisi informasi genetika dari DNA
menjadi protein. Ukuran RNA masih bisa dibandingkan dengan ukuran protein.
Hidrolisis sempurna pada DNA oleh asam membelah molekul tersebut menjadi
campuran basa nitrogen, 2-deoksi-D-ribosa dan ortofosfat. Terdapat dua tipe
umum basa nitrogen dalam DNA maupun RNA yakni pirimidin dan purin.
Asam nukleat DNA maupun RNA merupakan polinukleotida yakni merupakan
polimer dari berbagai tipe nukleotida (sebagai submit yang berulang). Nukleotida-
nukleotida ini bergabung satu sama lain melalui ikatan fosfodiester antara C 3’
pada suatu nukleotida dengan C 5’ pada nukleotida sebelahnya. Ikatan ini terjadi
berulang-ulang untuk membangun struktur besar (rantai) yang mengandung
ratusan sampai jutaan nukleotida didalam suatu molekul tunggal raksasa.
DNA merupakan polideoksinukleotida yang termasuk makromolekul biologis
yang paking besar. Sebagian molekul DNA terdiri atas lebih dari 108 nukleotida.
DNA mengandung adenin, timin, guanin dan citosin sebagai basa. Informasi
genetik dikode di dalam urutan nukleotida DNA yang ditentukan dengan tepat
sepanjang molekul tersebut. Salah satu metode sederhana untuk menentukan
urutan nukleotida dari DNA adalah dengan menggunakan ensim DNA
polimeraseyang mengkatalisis sintesis DNA .
Molekul DNA berukuran sangat panjang. Misalnya DNA dalam sel bakteriyang
berupa satu molekul heliks ganda, bila dibentangkan akan berukuran sekitar
1000 kali lebih panjang dari diameter sel itu sendiri. Molekul ini membawa semua
informasi genetik dari sel yang menggambarkan genom (komplemen tunggal dari
material genetik).
Kromosom adalah unit fisik atau unit tersusun yang didalamnya terdapat
sebagian atau keseluruhan genom. Seluruh genom E.coli terdapat didalam satu
kromosom, yang berisikan suatu molekul DNA tunggal berukuran 2,5x109 Da
dan mengandung sekitar 4,6x106 pasangan basa. Ukuran molekul DNA lebih
sering dituliskan dalam pasangan kilobasa, yakni 1kb = 1000 pasangan basa.
Kromosom E.coli berukuran 4.639 kb. Ciri lain dari kromosom E.coli yakni
molekul tersebut berupa struktur tertutup (atau lingkar) yang tidak memiliki ujung
bebas.
RNA terdiri atas rabtai poliribonukleotida yang basa-basanya adalah adenin,
guanin, urasil, citosin. RNA ditemukan dalam nukleus maupun sitoplasma sel.
Variasi bentuk RNA lebih banyak dari DNA. RNA memiliki berat molekul antara
25.000 sampai beberapa juta. Kebanyakan RNA berisi rantai polinukleottida
tunggal tapi rantai ini bisa terlipat sedemikian rupa membentuk daerah heliks
ganda yang mengandung pasangan basa A : U dan G : C. Terdapat tiga tipe
utama RNA yakni RNAt (transfer), RNAr (ribosomal), RNAm (messenger).
Nuklease adalah ensim yang mendegradasi asam nukleat dengan memotong
ikatan fosfodiester. Ensim ini ada yang spesifik untuk DNA atau RNA dan ada
juga yang bisa memotong keduanya. Nuklease yang spesifik untuk DNA disebut
deoksiribonuklease (DNase) dan yang spesifik untuk RNA adalah ribonuklease
(RNase).
Endonuklease restriksi adalah bagian dari “sistim kekebalan DNA” dalam bakteri.
Ensim ini melindungi sel terhadap masuknya DNA asingdengan cara mengkatalis
pemotongan untai ganda, sehingga DNA sel itu sendiri terlindungi. Terdapat tiga
tipe endonuklease restriksi. Endonuklease restriksi tipe II sangat berguna dalam
analisis dan pembuatan molekul DNA. Ensim ini memotong DNA untai ganda
pada sisi spesifik yang terdiri atas urutan empat sampai delapan nukleotida.
Urutan ini bersifat simetri putar lipat dua (twofold rotational symetry). Sisi hasil
potongan oleh hampir 300 endonuklease restriksi tipe II kini telah ditentukan
urutannya, dan banyak potongan yang disusun overlap pada ujung 3’-hidroksil
atau 5’ fosfat.
c. Lipid
Lipid didefenisikan sebagai senyawa yang tak larut dalam air yang diekstrak dari
organisme hidup menggunakan pelarut yang kepolarannya lemah atau non polar.
Defenisi ini berdasarkan sifat fisik, berlawanan dengan defenisi protein maupun
asam nukleat berdasarkan atas sifat kimianya. Istilah lipid mencakup berbagai
macam kelompok senyawa yang berbeda strukturnya. Gliserolipid adalah lipid
yang mengandung glisrol dengan gugus hidroksil yang tersubtitusi. Gliserolipid
merupakan lipid yang paling melimpah di dalam tubuh hewan. Lipid yang
mengandung diol (misalnya etilen glikol / etana diol dan 1,2-propanadiol serta
1,3-propanadiol) memiliki struktur yang mirip dengan gliserolipid, tetapi hanya
tersedia i % dari jumlah gliserolipid.
Dari defenisinya diketahui bahwa lipid tidak larut dalam air. Namun kenyataannya
lipid terdapat dalam lingkungan air, sehingga sifatnya di dalam air sangat penting
dalam sistem biologis.banyak tipe lipid yang bersifat amfiifilik yang berarti terdiri
dari dua bagian yakni daerah hidrokarbon yang non polar dan daerah yang polar
atau ionik atau keduanya. Istilah amfifilik ini menggantikan ammfifatik yang
digunakan sebelumnya. Lipid-lipid seperti asam lemak, TAGs, dan kolesterol
bukanlah amfifilik karena kepolaran molekul-molekul ini sangat lemah.
Sedangkan lipid-lipid seperti ion asilat,fosfogliserida, fosfofingolipid dan
glikosfingolipid merupakan amfifilik karena senyawa-swnyawa ini memiliki
setidaknya satu muatan formal atau banyak gugus hidroksil di salah satu bagian
molekulnya.
Sitoplasma dalam sel dikelilingi oleh membran plasma. Struktur-struktur
subseluler seperti inti, lisosom, dan mitokondria juga dibatasi oleh
membran.membran pada retikulum endoplasma dalam eukariot memagari ruang
intrasel yang besar dalam sitoplasma. Sedangkan mitokondria memiliki membran
internal yang terlipat.membran-membran ini berfungsi untuk memisahkan sel dari
lingkungannya, serta memisahkan bagian berbedadalam sel sehingga aktifitas di
dalamnya dapat berlangsung secara independen. Dengan demikian suatu
membran merupakan pembatas fisik yang menjaga ruang yang dipagarinya agar
dapat mengambil atau mengeluarkan zat-zat yang berguna atau berbahay.
Membran juga menyediakan tempat berlangsungnya reaksi kimia yang
membutuhkan kondisi bebas air.
Membran terdiri atas lipid, protein, dan sedikit karbohidrat. Perbandingan massa
kandungan membran ini barvariasi menurut tipe membran. Karbohidrat dalam
membran terdapat sebagai glikogliserolipid, glikofingolipid, dan glikoprotein. Tipe
lipi yang paling banyak ditemukan dalam semua jenis membran yakni
fosfogliserida dan fosfofingolipid (sfingomyelin). Kolesterol ditemukan dalam
membran plasma hewan tetapijarang pada tanaman. Glikosfingolipid ditemukan
dalam membran saraf dan jaringan otot. Jenis dan jumlah kepala polar sangat
bervariasi, tetapi rantai hidrokarbon yang ditemukan dalam semua jenis
membran adalah serupa.
Membran plasma merupakan penghalang penting antara cairan intrasel dan
cairan ekstrasel. Mekanisme pensinyalan ttelah dikembangkan sedemikian rupa
sehingga sel bisa merespon pesan-pesan kimia yang bersala dari terminal saraf
(transmisi neurocrine), kelenjar endokrin(tranmisi endocrine), atau sel tetangga
(transmisi paracrine)