STRUKTUR DAN FUNGSI MOLEKUL PROTEIN

PENGEMBANGAN TEKNIK
ANALISIS STRUKTUR DAN
FUNGSI MOLEKUL PROTEIN

KELOMPOK II

Novayani Pagiling (H311 14 014)
Ririn Handayani (H311 14 016)
Wahyuni Eka Nanda (H311 14 017)
Helen Saludung
(H311 14 018)

Pendahuluan
Protein merupakan ikatan antara asam amino yang
membentuk rantai yang panjang. Ikatan antara asam amino
tersebut dinamakan ikatan peptida. Ikatan peptida merupakan
ikatan antara dua asam amino dimana gugusan karboksil dan
ikatan amina dari dua asam amino yang berlainan bereaksi.
Dengan munculnya bioinformatika, telah dimungkinkan untuk
memahami hubungan antara urutan asam amino dan struktur
tiga dimensi pada protein. Secara umum, database protein

dapat diklasifikasikan sebagai database primer dan sekunder,
database pola protein komposit dan database klasifikasi
struktur. Database primer dan sekunder membahas berbagai
aspek analisis protein, karena mereka menyimpan berbagai
tingkat informasi protein.

Protein
1830-an
1830-an oleh
oleh pakar
pakar kimia
kimia Belanda
Belanda bernama
bernama Mulder:
Mulder:
Protein
Protein dari
dari bahasa
bahasa Yunani
Yunani proteios,

proteios, yang
yang berarti
berarti
pertama”.
pertama”.
Protein
Protein merupakan
merupakan makromolekul
makromolekul yang
yang menyusun
menyusun
separuh
separuh bagian
bagian dari
dari sel.
sel.

“bertingkat
“bertingkat
lebih

lebih dari
dari

Jenis protein terdiri dari rangkaian dan kombinasi dari 20 asam
amino.
Protein merupakan rantaian gabungan 22 jenis asam amino.
Protein ini adalah strukturnya yang mengandung N (15,30-18%), C
(52,40%), H (6,90-7,30%), O (21- 23,50%), S (0,8-2%), disamping
C, H, O (seperti juga karbohidrat dan lemak), dan S kadang-kadang
P, Fe dan Cu (sebagai senyawa kompleks dengan protein).

Ciri-ciri Jenis Protein

1.Susunan kimia yang khas, setiap protein individual
merupakan senyawa murni
2. Bobot molekular yang khas, semua molekul dalam
suatu contoh tertentu dari protein murni mempunyai
bobot molekular yang sama. Karena molekulnya yang
besar maka protein mudah sekali mengalami
perubahan fisik ataupun aktivitas biologisnya.

3. Urutan asam amino yang khas, urutan asam amino
dari protein tertentu adalah terinci secara genetik.

Notasi Asam Amino

Struktur Protein

Teknik Analisis Struktur Protein

Laju sedimentasi (pengendapan) suatu
zat
saat
ultrasentrifugasi
terutama
merupakan fungsi dari densitasnya dan
yang kedua dari bentuknya. Sentrifuga telah
dimodifikasi untuk mengisolasi organelorganel
seperti
nucleus,
ribosom,

mitokondria, dan kloroplas.

Teknik Analisis Struktur Protein
1. Metode Kristalografi Sinar-X (X-Ray Crystallography)
Metode penentuan struktur tiga dimensi protein yang luas
digunakan

saat

ini

adalah

kristalografi

sinar-X

(X-ray

crystallography). Kristalografi sinar-X menggunakan pancaran

sinar-X yang ditembakkan mengenai suatu protein yang telah
dimurnikan atau memiliki kemurnian tinggi sehingga berbentuk
kristal. Pancaran gelombang sinar-X yang mengenai struktur
kristal protein kemudian akan terhambur. Hamburan sinar-X
yang muncul kemudian dibaca dan struktur kristal protein dapat
diketahui.

Teknik Analisis Struktur Protein
2. Metode Spektroskopi NMR
Pada protein, tidak semua protein bisa
dikristalisasi. Sebagai contoh, membran protein
yang memiliki banyak asam amino hidrofobik
akan sulit untuk mengkristalisasi. Teknik lain
untuk melakukan analisis protein dalam larutan
tanpa kristalisasi adalah menggunakan NMR
(Nuclear Magnetic Resonance). NMR mengukur
perubahan kimia pada atom di protein yang
tergantung pada atom di sekitarnya dan jarak
atom di sekitarnya. NMR akan menghasilkan
data

berupa
struktur
bukan
struktur
sebenarnya.

Teknik Analisis Struktur Protein
3. Elekroforesis
Elekroforesis adalah suatu teknik yang
mengukur laju perpindahan atau pergerakan
partikel-partikel bermuatan dalam suatu medan
listrik.
Prinsip
kerja
dari
elektroforesis
berdasarkan
pergerakan
partikel-partikel
bermuatan negatif (anion), dalam hal tersebut

DNA, yang bergerak menuju kutub positif
(anode), sedangkan partikel-partikel bermuatan
positif (kation) akan bergerak menuju kutub
negatif (anode).

Teknik Analisis Struktur Protein
4. Tes xantoprotein
Uji xantoprotein merupakan uji kualitatif
pada protein yang digunakan untuk
menunjukkan adanya gugus benzena (cincin
fenil).

Teknik Analisis Struktur Protein
5. Tes Hopkins-cole
Pereaksi Hopkins-cole dibuat dari asam oksalat dan
serbuk magnesium dalam air. Pereaksi ini positif
terhadap protein yang mengandung asam amino
dengan gugus samping indol, seperti pada asam amino
triptofan. Triptofan memberikan hasil yang positif
dengan tes Hopkins-cole karena mengandung gugus

indol.

Teknik Analisis Struktur Protein
6. Tes Millon
Pereaksi Millon adalah campuran larutan raksa (I) nitrat dan
raksa (II) nitrat dalam asam nitrat. Jika pereaksi Millon
ditambahkan ke dalam larutan protein, akan dihasilkan endapan
putih yang dapat berubah menjadi merah akibat pemanasan.

Teknik Analisis Struktur Protein

7. Tes Biuret
Larutan protein memberikan hasil yang
positif terhadap pereaksi biuret. Tes Biuret
dilakukan dengan cara menuangkan larutan
natrium hidroksida pekat ke dalam larutan
protein. Kemudian, larutan CuSO4 ditambahkan
setetes demi setetes yang akan terbentuk
warna ungu.


Teknik Analisis Struktur Protein

8. Tes Nitroprusida
Natrium nitroprusida dalam larutan amonia
akan menghasilkan warna merah dengan
protein yang mempunyai gugus –SH bebas
(merkapto). Jadi, protein yang mengandung
sistein akan memberikan hasil positif. Gugus –
S–S– pada sistein apabila direduksi terlebih
dahulu dapat juga memberikan hasil positif.

Teknik Analisis Struktur Protein

9. Tes Sakaguchi
Pereaksi yang digunakan adalah naftol dan
natrium hipobromit. Pada dasarnya reaksi ini
akan memberikan hasil positif jika terdapat
gugus guanidin seperti arginin memberikan
warna merah.


Teknik Analisis Struktur Protein
10. Pereaksi Ninhidrin

Pereaksi ninhidrin merupakan oksidator lemah, asam
amino dapat bereaksi dengan ninhidrin sebagai berikut:

Fungsi Molekul Protein
Fungsi

semua

kemampuannya
dengan

molekul

protein

untuk
lain.

secara

bergantung
khusus

Spesifisitas

pada

berinteraksi

semacam

ini

dimungkinkan karena polipeptida dengan sekuens asam
amino berbeda dilipat menjadi struktur tersier yang
berbeda.

Setiap

jenis

protein

berevolusi

untuk

berinteraksi dengan molekul atau ligan tertentu. Protein
katalitik (enzim) mengubah ligan menjadi molekul lain.
Protein struktural berinteraksi dengan molekul tertentu
sering mengikat molekul terikat dengan sifat biologis

Hubungan Struktur Dan Fungsi
Molekul Protein

Protein yang terbentuk dari molekul kompleks
dalam struktur kuartener dimana dua atau lebih rantai
polipeptida dapat bergabung bersama. Sebagai hasil
dari beragam peran protein, bagaimana rantai
polipeptida digabungkan secara khusus berkaitan
dengan fungsinya. Misalnya, protein berserat, yang
memiliki peran struktural, memiliki struktur kuartener
yang berbeda dengan protein globular seperti enzim
yang memiliki fungsi metabolik.
Contoh protein berserat adalah kolagen, yang
dibentuk dengan bergabungnya tiga rantai polipeptida
berserat melalui hubungan silang antara asam amino
rantai. Pada titik di mana satu molekul kolagen
berakhir dan yang lainnya mulai menyebar ke seluruh
serat, kekuatan dan stabilitas molekul lengkap

Hubungan Struktur Dan Fungsi
Molekul Protein

Hubungan Struktur Dan Fungsi
Molekul Protein
Protein merupakan komponen penting atau komponen utama
sel hewan atau manusia. Oleh karena, sel itu merupakan
pembentuk tubuh kita, maka protein yang terdapat dalam
makanan berfungsi sebagai zat utama dalam pembentukan dan
pertumbuhan tubuh. Untuk dapat melakukan fungsi biologis,
protein melipat ke dalam satu atau lebih konformasi spasial yang
spesifik, didorong oleh sejumlah interaksi non-kovalen seperti
ikatan hidrogen, interaksi ionik, gaya van der Waals dan sistem
kemasan hidrofobik. Struktur tiga dimensi protein sangat
diperlukan untuk memahami fungsi protein pada tingkat molekul
protein.
Struktur tiga dimensi protein mendefinisikan tidak hanya
ukuran dan bentuknya, tapi juga fungsinya. Salah satu
karakteristik yang mempengaruhi fungsi adalah hidrofobisitas
protein, yang ditentukan oleh struktur primer dan sekunder.
Sebagai contoh, protein membran.

Hemoglobin adalah protein terlarut, ditemukan di
sitoplasma sel darah merah sebagai molekul tunggal yang
mengikat oksigen dan membawanya ke jaringan. Pada sel
darah, mutasi protein β-globin pada sel darah merah
meningkatkan hidrofobisitasnya dan menyebabkan molekul
protein menempel satu sama lain, menghindari lingkungan
berair. Rantai hemoglobin mengubah bentuk sel darah merah
dari putaran ke bentuk sabit, yang menyebabkan sel terkumpul
di pembuluh darah sempit.

Lipatan
protein
memungkinkan
adanya
interaksi antara asam amino satu sama lain
dalam urutan utama protein. Dalam enzim,
beberapa asam amino ini membentuk sebuah
situs dalam struktur yang mengkatalisis reaksi
enzimatik. Situs ini, yang disebut sebagai situs
aktif enzim, memiliki asam amino yang
mengikat secara khusus molekul substrat, yang
juga disebut ligan. Dengan cara yang sama,
situs-situs tertentu dalam protein reseptor sel
mengikat molekul ligan spesifik yang dikenali
reseptornya.

Sifat Utama Protein untuk
Berpartisipasi dalam Berbagai
Fungsi
1. Protein adalah polimer linier yang dibangun dari unit
monomer yang disebut asam amino. Pembangunan
beragam makromolekul dari sejumlah bentuk
monomer.
Fungsi
protein
secara
langsung
bergantung pada struktur tiga dimensionalnya.

Protein mengandung berbagai kelompok fungsional.
Kelompok fungsional ini meliputi alkohol, tiol, tioeter,
asam karboksilat, karboksiamida, dan berbagai kelompok
dasar. Bila dikombinasikan dalam berbagai urutan,
rangkaian kelompok fungsional ini menjelaskan spektrum
fungsi protein yang luas.
3. Protein dapat berinteraksi satu sama lain dan dengan
makromolekul biologis lainnya membentuk kompleks
majemuk. Protein dalam kumpulan ini dapat bertindak
secara sinergis untuk menghasilkan kemampuan yang
tidak diberikan oleh komponen protein individu.
2.

4.
4.

Beberapa
kaku, sedangkan
Beberapa protein
protein cukup
cukup kaku,
sedangkan yang
yang lain
lain
menunjukkan
Unit kaku
fleksibilitas yang
yang terbatas.
terbatas. Unit
kaku
menunjukkan fleksibilitas
dapat
dalam
dapat berfungsi
berfungsi sebagai
sebagai elemen
elemen struktural
struktural dalam
sitoskeleton
sitoskeleton (perancah
(perancah internal
internal di
di dalam
dalam sel)
sel) atau
atau di
di
jaringan
fleksibilitas
jaringan ikat.
ikat. Bagian
Bagian protein
protein dengan
dengan fleksibilitas
terbatas
dan
terbatas dapat
dapat berperan
berperan sebagai
sebagai engsel,
engsel, pegas,
pegas, dan
pengungkit
pengungkit yang
yang sangat
sangat penting
penting untuk
untuk fungsi
fungsi protein,
protein,
perakitan
perakitan protein
protein satu
satu sama
sama lain
lain dan
dan dengan
dengan molekul
molekul
lain
informasi
lain menjadi
menjadi unit
unit kompleks,
kompleks, dan
dan pengiriman
pengiriman informasi
di
di dalam
dalam dan
dan antar
antar sel
sel

TERIMA KASIH