Macam macam transport protein dalam sel

1. Protein
Sorting/
Transport
Protein dalam
Sel
Oleh :
Ardiyan Cakra

2. Protein yang disekresikan
(Protein sekretori)
– Protein yang ditujukan untuk dikeluarkan dari sel mempunyai peptida sinyal N
terminal yang memerintahkan protein agar disintesis di RE kasar.
– Selama sintesis protein ini dipindahkan melalui membran RE kasar ke dalam
lumen.
– Vesikel kemudian muncul dari RE kasar dan membawa protein ke kompleks
golgi.
– Vesikel lain kemudian membawa protein tersebut ke membran plasma.
Penyatuan vesikel transpor ini dengan membran plasma kemudian
membebaskan protein itu ke luar sel.

3. Protein Pada Membran Sel
– Protein membran yang ditemukan di semua jenis membran.
Mereka juga dapat dikaitkan dengan protein integral, tetapi
tidak secara langsung berinteraksi dengan membran. Protein
integral berfungsi untuk memasukkan zat-zat yang ukurannya
lebih besar.
– Protein Integral dapat menjangkau satu membran atau
beberapa kali dan ini disebut protein transmembran.
– Protein membran melayani beberapa fungsi, termasuk
komunikasi sel-sel dan interaksi, transportasi molekul, dan sel
sinyal.

4. Protein Pada Mitokondria
– Protein melewati mitokondria
dalam bentuk terlipat yang masa
strukturnya distabilkan oleh suatu
protein sinyal yang dinamakan
“Chaperon”. Protein ini
memfasilitasi rantai polipeptida
menuju ke dalam mitokondria.

5. Protein Chaperon banyak diidentifikasi sebagai heat-shock protein (Hsp) karena
mampu meningkatkan temperatur atau berubah bentuk ketika terjadi perubahan pada
lingkungannya serta mampu mengikat protein yang belum terlipat. Pada jenis tertentu
seperti famili dari Hsp60 akan membentuk seperti “dobel donat” yang tersusun dari 14
subunit protein yang disebut “Chaperonin” (Cooper, 1997;Voet & Judith, 2009)
Mekanisme Kerja Translokasi Menuju Mitokondria

6. – Sementara dalam rangkaian polipeptida yang belum terlipat yang akan
ditransfer ke mitokondria juga memiliki sinyal yang dinamakan Matrix-Targeting
Sequence (MTS) atau Presequence dengan ciri berupa terminal amphipathic
helix (N- Met – Leu – Arg- Tre- Ser- Ser- Leu- Phe- Tre- Arg- Val- Glut- Pro- Ser-
Leu- Phe- Arg- Asp- Iso- Leu- Arg- Leu- Glut- Ser-Treo). MTS digunakan untuk
mengenali dua reseptor yakni Transclose of the Outer Membrane dan
Transcloce of the Inner Membrane. (Sumber : Murray, R. K., Granner, D. K., &
Rodwell, V. W. Biokimia harper (27 ed.). Jakarta: Buku Kedokteran EGC; 2009)

7. Tahapan
– Dimulai dari sintesis polipeptida oleh Ribosom di sitosol yang sudah
mengandung MTS dan berinteraksi dengan protein Chaperon (Hsp70).
– Kemudian MTS berinteraksi dengan reseptor TOM 20/22 yang berada di
membran luar dan selanjutnya ditransfer ke reseptor sebelahnya, yakni TOM40.
– Kemudian polipeptida ditranslokasi menuju ruang antar membran melalui kanal
TOM 40 dan berinteraksi dengan reseptor TIM 23/17yang berada di membran
dalam. Sementara protein Chaperon Hsp70 berinteraksi dengan TIM44.

8. – Kemudian hidrolisis ATP oleh Hsp70 akan
membantu translokasi polipeptida menuju ke
matriks mitokondria. MTS yang berada di
polipeptida akan diputus ikatannya oleh enim
protease. (Murray, R. K., Granner, D. K., & Rodwell,
V. W. Biokimia harper (27 ed.). Jakarta: Buku
Kedokteran EGC; 2009)
– Hidrolisis Hsp70 nmenyebabkan lepasnya
polipeptida ke dalam matriks mitokondria

9. Protein Pada Retikulum
Endoplasma
– RE kasar mengandung banyak protein yang mempunyai peran
membantu protein lain yang baru terbentuk.
– Beberapa protein pembantu tersebut disebut sebagai chaperone.
Protein-protein yang terdapat pada RE kasar dibuat di RE kasar juga
serta terikat pada membran (seperti protein membran integral ).
– Namun, protein jenis ini memiliki sinyal penahan pada C terminalnya
yang dikenali oleh protein reseptor yang spesifik yang menahan protein
agar tetap berada di RE kasar, mencegah protein-protein tersebut
bergerak sepanjang jalur pengeluaran pada Golgi.
– Pada kasus protein terlarut yang terdapat di dalam lumen RE kasar,
sinyal penahannya adalah Lys-Asp-Glu-Leu pada C terminalnya.

10. Protein Menuju Peroksisom
– Polipeptida yang disintesis akan ditransfer ke dalam peroksisom.
Polipeptida yang akan ditransfer memiliki signal sequence tersendiri
dan ditemukan ada dua macam, yakni peroxisomal – matrix
targeting sequences (PTS), yang terdiri PTS1 dan PTS2. Kebanyakan
signal sequence-nya berupa Ser-Lys-Leu-COO-
– Contohnya : Enzim Katalase
– Katalase yang akan ditransfer memiliki signal sequence berupa PTS
akan berinteraksi dengan Pex5 dan selanjutnya akan berinteraksi
dengan Pex14. Selanjutnya kompleks katalase-Pex14 akan ditransfer
menuju membran kompleks Pex2/10/12 dan katalase masuk ke
dalam peroksisom. Sementara itu Pex5 akan dikembalikan ke
sitosol

11. Transport Protein Pada Nukleus
– Salah satu ciri dari organisme eukariotik
adalah adanya membran inti. Membran tersebut
memiliki dua lapis membran yang kompleks. Jalur
keluar masuknya material antara di dalam nukleus
dan di sitosol melalui suatu pori yang dinamakan
Nuclear Pore Complexes (NPCs)
– Untuk bisa masuk melalui NPCs, maka
dibutuhkan signal sequence yang disebut dengan
Nuclear Localitation Signals (NLS) yang kaya akan
asam amino lisin dan arginin, yakni (Lys-Lys-Lys-Arg-
Lys)

12. Badan Golgi
– Setelah terbentuk vesikel yang di dalamnya berisi protein,
maka vesikel tersebut akan ditransfer menuju badan golgi.
– Dan diterima pada bagian cis
– Di bagian cis ini akan memilih dan melepaskan protein-protein
retikulum endoplasma dan juga menambah gugus fosfat ke
gula terminal protein lisosom
– Kemudian setiap sisterna bergerak melalui tumpukan badan
golgi ke arah permukaan trans.
– Pada permukaan trans, sisterna dipecah-pecah menjadi
sejumlah vesikula kecil yang membawa protein ke tujuannya.

13. Protein Pada Lisosom
– Protein-protein dari badan golgi yang akan di transpor menuju lisosom tidak
memiliki signal sequence seperti yang ada pada protein-protein yang lain
– Sinyal yang digunakan berupa mannose-6-phosphate (M6P) (merupakan
karbohidrat yang digunakan sebagai marker protein dari badan golgi menuju ke
lisosom)
– Mannosa-6-phospate terbentuk dengan cara penambahan gugus phospho-N-
acetylglucosamine pada residu manosa dengan bantuan enzim
phosphotransferase, lalu phospho-diesterase membentuk manosa-6-fosfat

14. Overview
– Sel harus memastikan bahwa setiap protein yang baru disintesis ditranspor menuju tempatnya
untuk melaksanakan fungsinya dengan benar.
– Proses ini disebut protein targeting. Di dalam sel eukariot, protein tersebut mungkin
diperuntukkan untuk tetap tinggal di sitosol misalnya enzim. Atau dapat juga diperuntukkan
bagi organela (seperti mitokondria, lisosom, peroksisom, kloroplas, atau nukleus) atau untuk
dipasangkan pada membran plasma atau ditranspor keluar sel.
– Pada bakteri seperti E.Coli, protein yang baru disintesis mungkin tetap tinggal di sitosol,
dipasangkan di membran plasma, atau membran luar, atau untuk dikirim ke ruangan di antara
membran (ruang periplasmik) atau dikirim keluar sel. Baik pada prokaroit ataupun eukariot,
jika suatu protein diperuntukkan untuk sitosol, maka dia akan dibuat di ribosom bebas yang
terdapat di dalam sitosol. Jika dia diperuntukkan pada lokasi yang lain, maka perlu adanya
protein targeting.