Dokumen tersebut membahas tentang protein dan polipeptida sebagai polimer asam amino dengan urutan tertentu. Protein memiliki berbagai fungsi seperti struktur, penyimpanan, transportasi, komunikasi, gerakan, dan kontrol reaksi kimia di dalam sel. Fungsi protein bergantung pada konformasi tertentunya.

1. PEPTIDAPEPTIDA DANDAN
PROTEINPROTEIN

2. Protein,Protein,
Banyak Bentuk-Banyak FungsiBanyak Bentuk-Banyak Fungsi
 Protein dan/atau pProtein dan/atau pololiipeptidpeptida adalaha adalah
polimer dari asam-asam aminopolimer dari asam-asam amino
dengan urutan tertentudengan urutan tertentu
 Fungsi suatu protein bergantungFungsi suatu protein bergantung
pada konformasinyapada konformasinya

3. Fungsi ProteinFungsi Protein
 Protein menyusun 15 % isi selProtein menyusun 15 % isi sel
 ProteinProtein terkait dengan semua aktivitasterkait dengan semua aktivitas
makhluk hidupmakhluk hidup..
 Dukungan strukturDukungan struktur,,
 SimpananSimpanan
 Pembawa senyawaPembawa senyawa
 Komunikasi antar selKomunikasi antar sel
 GerakanGerakan
 Pertahanan terhadap bahan asingPertahanan terhadap bahan asing
 Pemroses dan pengendali reaksi kimia dalam tubuhPemroses dan pengendali reaksi kimia dalam tubuh
selsel..

4. Fungsi ProteinFungsi Protein
 Sel memiliki beribu-ribu macam proteinSel memiliki beribu-ribu macam protein,,
dengan struktur dan fungsi yang berbedadengan struktur dan fungsi yang berbeda..
 Dua nonapeptida yang berkaitan (berbedaDua nonapeptida yang berkaitan (berbeda
hanya dua asam amino) memiliki sifathanya dua asam amino) memiliki sifat
berbeda:berbeda:
 Oksitosin, memicu kontraksi uterinOksitosin, memicu kontraksi uterin
 Vasopresin, mencegah buang air kecil di malamVasopresin, mencegah buang air kecil di malam
harihari

5. Oksitosin vs. VasopresinOksitosin vs. Vasopresin

6. dan…..dan…..αα-Amanitin-Amanitin
Toksin kuat dari cendawan – oktapeptida siklik
N
H
S
O
NH
N
H
O
OH
N
H
O
N
H
O
NH
O
CH3
NH
O
N
H
O
OH
N
O
OH
NH2
O
O
CH3
OH
CH3

7. KonformasiKonformasi ProteinProtein
 Bentuk akhir protein setelah interaksi yangBentuk akhir protein setelah interaksi yang
membentuk struktur sekunder, tersier, danmembentuk struktur sekunder, tersier, dan
kuarternerkuarterner
 Memiliki energi bebas terendahMemiliki energi bebas terendah
 Ditentukan oleh urutan asam amino penyusunnyaDitentukan oleh urutan asam amino penyusunnya

8. Urutan Asam Amino MenentukanUrutan Asam Amino Menentukan
Struktur 2Struktur 2oo
dan 3dan 3oo
Suatu ProteinSuatu Protein
 Christian Anfinson, pada eksperimennya tahun 1957, menunjukkanChristian Anfinson, pada eksperimennya tahun 1957, menunjukkan
bahwa ribonuklease A (124 aa), yang telah didenaturasi sempurnabahwa ribonuklease A (124 aa), yang telah didenaturasi sempurna
menggunakan 8M urea dan 2-mercapto-ethanol, kembali menjadi aktifmenggunakan 8M urea dan 2-mercapto-ethanol, kembali menjadi aktif
ketika urea dan 2-MEnya dihilangkan melalui dialisis. Kesimpulan:ketika urea dan 2-MEnya dihilangkan melalui dialisis. Kesimpulan:
protein “mengetahui” langkah melipat kembali untuk membentukprotein “mengetahui” langkah melipat kembali untuk membentuk
konfigurasi aktif.konfigurasi aktif.

9. Bukti LainBukti Lain
 Enzim yang dikenal sebagai “AIDSEnzim yang dikenal sebagai “AIDS
protease” (99 a.a.) telah berhasi disintesisprotease” (99 a.a.) telah berhasi disintesis
secara kimia. Protein buatan tersebutsecara kimia. Protein buatan tersebut
dapat melipat sendiri membentukdapat melipat sendiri membentuk
konformasi aktif!konformasi aktif!

10. Bagaimana Protein MembentukBagaimana Protein Membentuk
Struktur yang Rapat?Struktur yang Rapat?
Serum Albumin (585 aa)
Pasti terjadi pelipatan

11. JenisJenis ProteinProtein
 Protein Globular
 Bentuk 3 dimensinya padat seperti bola denganBentuk 3 dimensinya padat seperti bola dengan
permukaan yang tidak teraturpermukaan yang tidak teratur
 Protein Fibrous
 Bentuk 33 dimensinya panjang atau sepertidimensinya panjang atau seperti
batangbatang

12. Protein Fibrous yang DikenalProtein Fibrous yang Dikenal
Pada umumnya, protein fibrous adalah
 Disusun dari struktur sekunder tunggal
 Tidak larut dalam air (memiliki lebih banyak residu aa
hidrofobik)
 Berperan penting dalam penyusunan komponen
struktural sel

13. BeberapaBeberapa Fibrous ProteinFibrous Protein PentingPenting
 Serat dengan panjang sedang pendukung strukturSerat dengan panjang sedang pendukung struktur
selsel
 Berada di dalam selBerada di dalam sel
 KeratinKeratin di rambutdi rambut,, tanduk, dtanduk, danan kukukuku
 Penyusun struktur di luar selPenyusun struktur di luar sel
 Mengikat sel satu sama lain untuk membentukMengikat sel satu sama lain untuk membentuk
jaringanjaringan
 Dikeluarkan dari sel dan membentuk serat panjangDikeluarkan dari sel dan membentuk serat panjang
 KKolagen –olagen – serat denganserat dengan glglisin setiap 3 residuisin setiap 3 residu
 Elastin –Elastin – serat tak berstruktur yang memberi suatu jaringanserat tak berstruktur yang memberi suatu jaringan
sifat elastissifat elastis

14. α-Heliks
• Kolagen: tulang, urat, jaringan ikat, dan
pembuluh darah
• Struktur umum: GlyXY)n, X atau Y paling sering
prolin
- Prolin tidak memiliki gugus N-H,
•  hidroksilasi
Contoh

15. • Protein yang paling banyak ditemui dalam sel mamalia
Kolagen

16. KolagenKolagen
 Heliks memilin ke kiriHeliks memilin ke kiri
dengan 3 residudengan 3 residu
aa/putaranaa/putaran
 1/3 Gly, 1/5 Pro atau Hyp1/3 Gly, 1/5 Pro atau Hyp
 Pengulangan triplet Gly-Pengulangan triplet Gly-
X-Pro (atau Gly-X-Hyp)X-Pro (atau Gly-X-Hyp)
 3 rangkaian3 rangkaian αα terpilin keterpilin ke
kiri membentuk pilinan kekiri membentuk pilinan ke
kanankanan
LH RH
LebihKuatdaripadaBaja

17. Benang Kolagen Dibentuk dari TigaBenang Kolagen Dibentuk dari Tiga
SuperheliksSuperheliks
 MonomerMonomernya berukurannya berukuran ~ 1000 aa~ 1000 aa
 Urutan aaUrutan aa masing-masingmasing-masing benangbenang
mungkin berbedamungkin berbeda
 Ikatan sIkatan silangilang tiga superhelikstiga superheliks
memberikan kekuatan lebih (tetapimemberikan kekuatan lebih (tetapi
juga kerapuhan lebih,juga kerapuhan lebih, ketikaketika
menuamenua))
 Penjajaran bersifatPenjajaran bersifat spesifikspesifik--
jaringan, dan dapat bervariasijaringan, dan dapat bervariasi
dalam tulang rawan, tulang, gigi,dalam tulang rawan, tulang, gigi,
kulit,kulit, otototot, dan jaringan ikat, dan jaringan ikat
(misalnya paru-paru)(misalnya paru-paru)

18. Kolagen: Protein FibrousKolagen: Protein Fibrous
 UratUrat
 KartilagoKartilago
 Matriks tulangMatriks tulang
 Kornea mataKornea mata
 Paru-paruParu-paru
 Heliks berputar ke kiri, 3 residuHeliks berputar ke kiri, 3 residu
setiap putaransetiap putaran
 Gly-X-Pro atau Gly-X-HypGly-X-Pro atau Gly-X-Hyp
 Pilinan super dari 3 benangPilinan super dari 3 benang
 ““Ikatan kovalen tak umum”Ikatan kovalen tak umum”
 Peran Gly KritikalPeran Gly Kritikal

19. KKolagenolagen ddan Elastinan Elastin

20. Protein berbentuk pilinan terpilin
• α-keratin: penyusun bulu binatang, rambut, otot
(myosin & tropomyosin)
• Berulang tiap 7 residu; Leu mengikat dua heliks melalui
interaksi van der Waals
• Ikatan silang disulfida: sedikit – fleksibel, banyak –
kaku dan keras (tanduk, cakar, dll)
Contoh

21. Rambut Tersusun olehRambut Tersusun oleh αα-Keratin-Keratin
Right-hand
Left-hand

22. Kekuatan adalah Ciri-CiriKekuatan adalah Ciri-Ciri αα-Keratins-Keratins
 Lilitan ganda (lilitan yang melilit kembali,Lilitan ganda (lilitan yang melilit kembali,
coiled-coilcoiled-coil) meningkatkan kekuatan) meningkatkan kekuatan αα-helix-helix
 Gugus samping hidrofobik (Ala, Val, Leu,Gugus samping hidrofobik (Ala, Val, Leu,
Ile, Met, dan Phe) saling mengikatIle, Met, dan Phe) saling mengikat
 Ikatan kovalen disulfida antar rangkaianIkatan kovalen disulfida antar rangkaian
makin meningkatkan kekuatan keratinsmakin meningkatkan kekuatan keratins
(tanduk badak memiliki 18% ikatan S-S)(tanduk badak memiliki 18% ikatan S-S)
Rambut ikal juga memiliki ikatan disulfida

23. αα-Keratin:-Keratin: Fibrous ProteinFibrous Protein
 RambutRambut
 WoolWool
 KukuKuku
 CakarCakar
 DuriDuri
 TandukTanduk
 KulitKulit
 Panjang dan kuatPanjang dan kuat
 Ikatan disulfida antarIkatan disulfida antar
αα-heliks-heliks
 Dapat membentuk 2Dapat membentuk 2
αα-heliks dalam pilinan-heliks dalam pilinan
yang dipilinyang dipilin

24. Fibroin Sutra:Fibroin Sutra:
SusunanSusunan ββ-Sheet antiparalel-Sheet antiparalel
 BerkBerkekuatan tarik tinggi,ekuatan tarik tinggi,
namun fleksibelnamun fleksibel
 Sebagian besarSebagian besar
merupakan susunanmerupakan susunan ββ--
sheet yang rapatsheet yang rapat
 Kaya Ala dan GlyKaya Ala dan Gly
 TidakTidak adaada ikatan kovalenikatan kovalen
antar helai atau lembarantar helai atau lembar

25. Fibroin: Protein FibrousFibroin: Protein Fibrous
 SutraSutra
 Rumah laba-labaRumah laba-laba
 β-sheetβ-sheet
 Kaya Gly dan AlaKaya Gly dan Ala
 Tanpa ikatan silangTanpa ikatan silang
kovalen seperti padakovalen seperti pada
keratin (cys) ataukeratin (cys) atau
kolagen (“tak lazim”)kolagen (“tak lazim”)
 Ikatan H memberikanIkatan H memberikan
ikatan silangikatan silang
Kenapa wool
mengkerut pada
pencucian, tetapi
sutra tidak?

26. ProteinProtein yang Memiliki Fungsi Kerjayang Memiliki Fungsi Kerja
 Untuk bekerja, protein harus berinteraksi denganUntuk bekerja, protein harus berinteraksi dengan
molekul lain (yang mungkin menjadi obyekmolekul lain (yang mungkin menjadi obyek
kerjanya)kerjanya)
 Ligan –moleLigan –molekkulul yang dapat diikatyang dapat diikat proteinprotein
 Situs pengikatanSitus pengikatan –– bagian daribagian dari proteinprotein yangyang
berinteraksi denganberinteraksi dengan liganligan
 Memiliki celah/cekungan yang disusun oleh asamMemiliki celah/cekungan yang disusun oleh asam
amino dengan tatanan tertentuamino dengan tatanan tertentu

27. PengikatanPengikatan LiganLigan

28. Pembentukan Situs PengikatanPembentukan Situs Pengikatan
 Situs pengikatan terbentuk ketika asam-asam aminoSitus pengikatan terbentuk ketika asam-asam amino
dalam protein melipatdalam protein melipat
 Asam amino lain yang tidak terlibat pembentukan situsAsam amino lain yang tidak terlibat pembentukan situs
pengikatan berfungsi menstabilkan atau mengendalikanpengikatan berfungsi menstabilkan atau mengendalikan
aktivitas proteinaktivitas protein

29. Protein GlobularProtein Globular
 EnzimEnzim
 TransporterTransporter
 Protein penggerakProtein penggerak
 Protein pengendaliProtein pengendali
 ImunoglobulinImunoglobulin
 Protein CapsidProtein Capsid
 Dll….Dll….
 KompakKompak
 Tersusun olehTersusun oleh α-heliks,α-heliks,
β-sheet, β-turn, danβ-sheet, β-turn, dan
struktur lainnyastruktur lainnya
 Stabilitas strukturStabilitas struktur
karena adanya intikarena adanya inti
“hidrofobik” dan“hidrofobik” dan
jembatan disulfidajembatan disulfida

30. Protein Globular adalah PekerjaProtein Globular adalah Pekerja
Fungsional SelFungsional Sel
 Keragaman fungsi mencerminkan keragaman penyusunKeragaman fungsi mencerminkan keragaman penyusun
strukturstruktur
 KarenaKarena bentuknya seperti bolabentuknya seperti bola,, dipastikan terbentukdipastikan terbentuk
karenakarena adaadanyanya banyakbanyak lipatanlipatan,, dan belokandan belokan
 Structural motifs tend to be reused when similarStructural motifs tend to be reused when similar
functions are required by the cellfunctions are required by the cell
 Ditemukan kesamaan motif struktur pada proteinDitemukan kesamaan motif struktur pada protein
dengan kesamaan fungsidengan kesamaan fungsi
 Struktur 3D ditentukan oleh struktur primer protein ...Struktur 3D ditentukan oleh struktur primer protein ...
(tet(tetapi kemampuan kita untuk memprediksiapi kemampuan kita untuk memprediksinya belumnya belum
cukup)cukup)

31. BerbagaiBerbagai ProteinProtein PekerjaPekerja
Difasilitasi oleh
oligomerisasi
____________
Homodimer
Heteropentamer
Dodecamer

32. Protein dengan aktivitas mirip seringProtein dengan aktivitas mirip sering
memiliki urutan asam amino yang miripmemiliki urutan asam amino yang mirip
Keragaman spesies cytochrome c
Asam amino mirip and konservatif
Asam amino tidak konservatif
X = trimethyl lysine

33. ProteinProtein
BerfungsiBerfungsi
MiripMirip
TerhubungTerhubung
secara Evolutifsecara Evolutif
Angka menunjukkan
jumlah asam amino
dari sitokrom c yang
berbeda dari
leluhurnya

34. Perbandingan Genetik TerhubungPerbandingan Genetik Terhubung
dengan Perbedaan Fungsidengan Perbedaan Fungsi
 Karena banyaknya protein yang berfungsi samaKarena banyaknya protein yang berfungsi sama
pada berbagai organisme, dapat disimpulkanpada berbagai organisme, dapat disimpulkan
bahwabahwa
 Suatu potongan peptidaSuatu potongan peptida yang dipertahankanyang dipertahankan
adalah yang terkait fungsiadalah yang terkait fungsi, bagian lain yang, bagian lain yang
tidak terkait fungsi mengalami perubahantidak terkait fungsi mengalami perubahan
 Perubahan yang terjadi berjalan bersamaPerubahan yang terjadi berjalan bersama
evolusievolusi
 Mutasi (genetik) dapat mengubah fungsi atauMutasi (genetik) dapat mengubah fungsi atau
bersifat netralbersifat netral

35. Myoglobin adalah Protein GlobularMyoglobin adalah Protein Globular
yang Indah dan Sederhanayang Indah dan Sederhana
 Protein kecil (153 aa, 16.7 kD)Protein kecil (153 aa, 16.7 kD)
 Memerlukan gugus prostetikMemerlukan gugus prostetik hemeheme, sehingga, sehingga
dapat mengikat oksigen dalam sel ototdapat mengikat oksigen dalam sel otot
 DidominasiDidominasi αα-heliks (78% dari asam-heliks (78% dari asam
aminonya ’s tersusun dalam 8 segment,aminonya ’s tersusun dalam 8 segment,
dengan ukuran 7 - 23 aa), diikat oleh belokan-dengan ukuran 7 - 23 aa), diikat oleh belokan-
belokan (beberapabelokan (beberapa ββ))
 Stabilitasnya ditentukan oleh interaksiStabilitasnya ditentukan oleh interaksi
hidrofobikhidrofobik

36. Struktur Pita Myoglobin:Struktur Pita Myoglobin:
Gambaran susunan karbon utama,Gambaran susunan karbon utama,
gugus samping dikesampingkangugus samping dikesampingkan

37. Myoglobin – Residu Hidrofobik Berada DiMyoglobin – Residu Hidrofobik Berada Di
DalamDalam

38. Prinsip Umum yang MenentukanPrinsip Umum yang Menentukan
Struktur Protein GlobularStruktur Protein Globular
 StabilitasStabilitas terbentuk karena adanyaterbentuk karena adanya interaksi internalinteraksi internal
hidrofobihidrofobikk ((susunansusunan sangatsangat rapatrapat memungkinkanmemungkinkan adanyaadanya
ikatanikatan van der Waals)van der Waals)
 Gugus polar biasanya terhidrasi, danGugus polar biasanya terhidrasi, dan berada diberada di permukaanpermukaan
proteinprotein
 Gugus bermuatanGugus bermuatan juga biasanyajuga biasanya berada diberada di permukaanpermukaan
proteinprotein
 Ikatan kebanyakan trans, dan residu Pro ditemukan diIkatan kebanyakan trans, dan residu Pro ditemukan di
belokanbelokan
 Protein yang lebih kecil sering menggunakanProtein yang lebih kecil sering menggunakan ikatanikatan
disulfida untukdisulfida untuk menjaga stabilitasnyamenjaga stabilitasnya

39. Peran Mengagumkan Protein dalam SelPeran Mengagumkan Protein dalam Sel
 EnzimEnzim
 TransporTranspor
 PenyimpananPenyimpanan
 KontraksiKontraksi
 MotilitasMotilitas
 StrukturStruktur
 PertahananPertahanan
 PengendalianPengendalian
 PenglihatanPenglihatan
 PerpendaranPerpendaran
Berikan contoh masing-masing?