More Related Content
Similar to Struktur dan fungsi protein NPN_2022.pptx
Similar to Struktur dan fungsi protein NPN_2022.pptx (20)
Recently uploaded
Recently uploaded (13)
Struktur dan fungsi protein NPN_2022.pptx
- 1. Struktur dan fungsi: protein dan senyawa nitrogenous non-protein BLOK BIOMEDIK I SEMESTER AWAL 2022/2023 Ika Yustisia Departemen Biokimia FK UNHAS Email: ikayustisia@gmail.com
- 2. Tujuan Umum Pembelajaran Setelah mengikuti dan mempelajari materi ini mahasiswa dapat memahami: 1. Struktur dan fungsi molekul protein 2. Struktur dan fungsi molekul nitrogenous non- protein
- 3. Sasaran Pembelajaran Setelah mengikuti dan mempelajari materi ini mahasiswa dapat: 1. Menjelaskan definisi protein 2. Membedakan asam amino proteinogenik dan non- proteinogenik 3. Menjelaskan tingkatan struktur molekul protein 4. Menjelaskan peran struktur tiga dimensi protein dalam menentukan fungsi protein 5. Membedakan protein sederhana dengan protein terkonjugasi 6. Menjelaskan definisi dan faktor-faktor penyebab denaturasi protein
- 4. Sasaran Pembelajaran Setelah mengikuti dan mempelajari materi ini mahasiswa dapat: 7. Menjelaskan definisi nitrogenous non-protein 8. Menjelaskan jenis senyawa nitrogenous non-protein utama dalam tubuh manusia 9. Menjelaskan struktur dan fungsi porfirin 10. Menjelaskan struktur dan fungsi kreatin dan kreatinin 11. Menjelaskan struktur dan fungsi glutathion
- 5. Pendahuluan C, H, O N Karbohidrat Lipid Senyawa nitrogenous: 1. Protein 2. Non-protein
- 6. Definisi protein The word protein that I propose to you . . . I would wish to derive from proteios, because it appears to be the primitive or principal substance of animal nutrition that plants prepare for the herbivores, and which the latter then furnish to the carnivores. —J. J. Berzelius, letter to G. J. Mulder, 1838 Jons Jacob Berzelius Gerardus Johannes Mulder ("On the composition of some animal substances“)
- 7. Definisi protein Protein merupakan: • Makromolekul biologis yang paling berlimpah • Ribuan jenis berbeda • Ukuran molekul bervariasi • Menunjukkan keanekaragaman fungsi biologis yang luar biasa • Produk akhir paling penting dari jalur informasi genetik • Instrumen molekuler yang melaluinya informasi genetik diekspresikan
- 8. Protein merupakan polimer dari asam amino yang dihubungkan oleh ikatan kovalen spesifik yang disebut ikatan peptida
- 10. ASAM AMINO PROTEINOGENIK • Asam amino yang dirangkaikan secara biosintesis membentuk protein selama proses translasi mRNA. • Ada 22 asam amino yang dikodekan secara genetik (=proteinogenik) – 20 dalam kode genetik standar (lihat tabel kode genetik) – 2 tambahan yang dapat digabungkan dengan mekanisme penerjemahan khusus [pirolisin (Pyl), selenosistein (Sec)]
- 13. Struktur Protein Empat tingkatan struktur protein Tidak semua protein memiliki struktur kuartener
- 14. Struktur protein • Setiap protein memiliki struktur tiga dimensi yang mencerminkan fungsinya • Asam amino sebagai monomer dirangkai dengan ikatan kovalen yang kokoh membentuk rantai polipeptida. Inilah yang merupakan struktur (primer) protein. • Untuk dapat berfungsi, struktur protein harus mencapai struktur tiga dimensi yang stabil yang dimungkinkan oleh banyak interaksi kimia “lemah” (interaksi/ikatan non-kovalen) • Ikatan hidrogen dan interaksi ion dioptimalkan dalam struktur spesifik yang stabil secara termodinamik • Interaksi hidrofobik adalah kontributor utama untuk menstabilkan bentuk globular dari protein yang paling larut • Untuk memahami narasi di atas silakan di-klik link video pembelajaran berikut: https://www.youtube.com/watch?v=qBRFIMcxZNM New version: What is a Protein? (from PDB-101) - YouTube
- 16. Struktur protein
- 17. Protein terkonjugasi (conjugated protein) • Banyak protein hanya mengandung asam amino dan tidak memiliki gugus kimia lain disebut dengan protein sederhana (simple protein) • Protein yang dalam fungsinya berinteraksi dengan gugus kimia non-polipeptida melalui ikatan kovalen atau interaksi lemah disebut dengan protein terkonjugasi – Glikoprotein, chromoprotein, lipoprotein, nukleoprotein, metalloprotein
- 18. Protein terkonjugasi (conjugated protein)
- 19. • Semua protein memulai keberadaannya pada ribosom sebagai urutan linier residu asam amino (rantai polipeptida). • Rantai polipeptida ini selanjutnya melipat diri (folding) selama proses sintesis untuk membentuk konformasi (struktur tiga dimensi) alaminya yang fungsional. • Perubahan sederhana pada lingkungan dapat menyebabkan perubahan struktural protein yang kemudian dapat memengaruhi fungsinya Denaturasi protein
- 20. • Struktur protein telah berevolusi untuk berfungsi dalam lingkungan seluler tertentu • Kondisi berbeda dari yang ada di dalam sel dapat menyebabkan perubahan struktur protein • Hilangnya struktur tiga dimensi yang cukup untuk menyebabkan hilangnya fungsi disebut denaturasi Denaturasi protein
- 22. • Struktur tiga dimensi protein dapat rusak akibat pemanasan, deterjen, pelarut organik non-polar, logam berat, dan pH ekstrem. • Proses denaturasi ini menyebabkan hilangnya seluruh sifat biologis protein • Pelarut organik, urea, dan deterjen bertindak terutama dengan mengganggu interaksi hidrofobik yang membentuk inti stabil protein globular • Ekstrim pH mengubah muatan pada protein, menyebabkan tolakan elektrostatik dan gangguan beberapa ikatan hidrogen Denaturasi protein
- 23. Kerjakanlah simulasi “Protein Denaturation” dari Labster yang dapat ditemukan pada laman e-learning
- 24. Fungsi protein Protein merupakan makromolekul paling serbaguna dalam sistem kehidupan dan melayani fungsi penting pada semua proses biologis Keratin Luciferin Hemoglobin
- 25. Fungsi protein Protein berfungsi sebagai – Katalis – Mengangkut dan menyimpan molekul lain seperti oksigen – Menyediakan dukungan mekanis – Perlindungan kekebalan – Menghasilkan gerakan – Mengirimkan impuls saraf – Mengontrol pertumbuhan dan diferensiasi
- 26. • Beberapa protein cukup rigid, sedangkan yang lain menampilkan fleksibilitas terbatas • Fungsi protein sering kali memerlukan interaksi dengan molekul lain • Molekul yang diikat oleh protein disebut ligan, dan tempat mengikatnya disebut tempat pengikatan (binding site) Fungsi protein
- 27. Fungsi Contoh Peran Katalisator Laktat dehidrogenase Oksidasi asam laktat Sitokrom C Transfer elektron DNA polimerase Replikasi dan perbaikan DNA Struktural α-keratin Membentuk struktur dasar kulit rambut, kuku Kolagen Serabut utama jaringan ikat Elastin Menentukan elastisitas jaringan ikat Perlindungan Imunoglobulin (antibodi) Imunitas spesifik Fibrinogen Proses pembekuan darah Trombin Proses pembekuan darah Regulasi Insulin Regulasi metabolisme glukosa Glukagon Regulasi metabolisme glukosa Transmisi impuls saraf Rhodopsin Pigmen penglihatan Reseptor asetilkolin Transmisi impuls sel saraf Fungsi protein
- 28. Fungsi Contoh Peran Pergerakan Aktin Protein kontraktil serabut otot tebal Miosin Protein kontraktil serabut otot tipis Dynein Pergerakan cilia dan flagella Transport Mioglobin Membawa molekul oksigen di dalam sel-sel otot Hemoglobin Membawa molekul oksigen di dalam darah (eritrosit) Albumin serum Mentransport asam lemak rantai pendek Transferin Mentransport besi di dalam darah Seruloplasmin Mentransport tembaga di dalam darah Transcobalamin Mentransport vitamin B12 di dalam darah Fungsi protein
- 29. Defenisi molekul nitrogenous non-protein • Molekul nitrogenous non-protein adalah kelompok molekul mengandung nitrogen yang secara struktural tidak termasuk dalam kelompok protein • Ukuran dan bentuk molekulnya lebih kecil dan lebih sederhana dibandingkan molekul protein
- 31. • Tidak akan dibahas semua • Porfirin • Glutathion • Kreatin dan kreatinin Molekul nitrogenous non-protein
- 32. Struktur molekul porfirin Porfirin • Kata “porfirin” berasal dari bahasa Yunani yang berarti “ungu” • Senyawa organik heterosiklik aromatik Empat cincin pirol Dihubungkan oleh jembatan metenil (=CH-) • Senyawa berwarna • Asam amino glisin merupakan prekursor utama dari porfirin
- 34. • Porfirin merupakan sekelompok senyawa kimia yang banyak terdapat di alam • Porfirin dapat membentuk kompleks dengan ion metal yang terikat pada atom nitrogen dari cincin pirol • Porfirin besi (Fe2+) → hem • Porfirin magnesium (Mg2+) → klorofil
- 35. Hem: porfirin utama tubuh manusia
- 36. • Satu sel darah merah (eritrosit) mengandung 250 juta molekul hemoglobin • Sehingga 1 sel darah merah dapat mengangkut 1 milyar molekul oksigen (O2) Hem: porfirin utama tubuh manusia
- 37. Hem: porfirin utama tubuh manusia Protein-protein mengandung hem
- 38. Glutathion (GSH) • Tripeptida: γ-L-glutamyl-L-cysteinyl-glycine Glutamat Sistein Glisin
- 39. Glutathion (GSH) Fungsi: • Antioksidan endogen – Gugus fungsional sulfhidril (-SH) dari sistein berperan dalam reaksi reduksi dan konjugasi terhadap/ dengan oksidan • Regulasi siklus sel
- 40. Kreatin dan kreatinin • Kreatin dibentuk dari tiga asam amino: glisin, arginin dan metionin. • Fosfokreatin (=kreatin fosfat) merupakan turunan dari kreatin setelah berikatan dengan gugus fosfat. • Fosfokreatin secara spontan dapat membentuk struktur siklik yang disebut kreatinin
- 41. Kreatin dan kreatinin Fungsi: • Fosfokreatin merupakan sumber energi alternatif bagi otot dan otak • Konsentrasi kreatinin di dalam darah digunakan untuk menilai fungsi ginjal
- 42. Referensi 1. Dean R. Appling DR, Anthony-Cahill SJ, Mathews CK. (2016). Biochemistry concepts and connection 6thed.. Essex: Pearson 2. Nelson DL, Cox MM. (2013). Lehninger principles of biochemistry. New York: WH Freeman & company 3. Rodwell VW. (2015). Metabolism of proteins and amino acids. In Harper’s Illustrated Biochemistry 30thed. McGrawHill Education 4. Lieberman M, Marks A, Peet A. (2013). Marks’ basic medical biochemistry a clinical approach 4thed. Philadelphia: Wolter Kluwer 5. Animasi struktur protein: https://www.youtube.com/watch?v=qBRFIMcxZNM 6. Simulasi “Protein Denaturation” dari Labster
Editor's Notes
- FIguRE 31–1 The porphyrin molecule. rings are labeled I, II, III, and IV. Substituent positions are labeled 1 through 8. the four methyne bridges (ÓhC—) are labeled α, β, γ, and δ.