Laboratorium FisIologi Ternak dan BIokimia FAKULTAS PETERNAKAN UNIVERSITAS PADJADJARAN

1. LaboratoriumFisIologiTernakdanBIokimia FAKULTAS PETERNAKAN UNIVERSITAS PADJADJARAN Protein I (Struktur)

2. PROTEIN ADALAH MAKRO MOLEKUL • B.M. 5000 spi 1 JUTA • DITEMUKAN PADA SETIAP BAGIAN DARI SEL • 50% BOBOT KERING SEL A. FUNGSI BIOLOGI PROTEIN • ENZIM • PROTEIN STRUKTURAL • PROTEIN MOTIL • PROTEIN NUTRIEN • PROTEIN HORMON • PROTEIN TRANSPOR • PROTEIN ANTIBODI • PROTEIN LAIN : MONELIN RASA AMAT MANIS PLASMA DARAH BEBERAPA JENIS IKAN ANTI BEKU RESILIN, PERSENDIAN (ELASTIS) SAYAP INSEKTA • PROTEIN BERSIFAT RACUN

3. B. BERAT MOLEKUL BEBERAPA PROTEIN

4. C. PENGGOLONGAN PROTEIN BERDASARKAN FUNGSI BIOLOGIS

5. PROTEIN ASAM AMINO C,H,N,O,S,P, Fe,Cu,Zn,I HIDROLISIS HIDROLISIS (MAKRO MOLEKUL) (UNIT MOLEKUL) (UNSUR) • SEMUA JENIS PROTEIN DENGAN FUNGSI YANG • BERANEKA HANYA DIBANGUN DARI 20 A.A. SAJA TIAP JENIS PROTEIN MENGANDUNG PROPORSI A SAM AMINO YANG BERBEDA NYATA DENGAN JENIS LAIN • BEBERAPA PROTEIN MENGANDUNG GUGUS KIMIA LAIN DISAMPING A.A. PROTEIN SEDERHANA HANYA MENGANDUNG ASAM AMINO, TIDAK GUGUS KIMIA LAIN PROTEIN KONYUGASI MENGHASILKAN KOMPONEN KIMIA LAIN DISAMPING ASAM AMINO SETELAH DIHIDROLISIS GUGUS PROSTETIK

6. D. PROTEIN KONYUGASI

7. INI BERBEDA INI SAMA PROTEIN DENGAN RATUSAN ATAU RIBUAN MOLEKUL AA AA BERSAMA-SAMA BERANTAI MEMBENTUK PROTEIN • 20 AA DIKETEMUKAN DI DALAM PROTEIN, DINAMAKAN MONOMER •  SUATU RANTAI PROTEIN-PROTEIN DINAMAKAN POLYMER  SETIAP AA DIBENTUK DARI C, H, O, N KADANG-KADANG S : C2H5O2N GLYCINE C6H14O2N2 LYSINE C3H7O2NS CYSTEINE

8. ASAM AMINO •  ASAM AMINO MEMPUNYAI GUGUS AMINO DAN GUGUS • KARBOKSILAT TERIKAT PADA  - ATOM KARBON YANG SAMA ACID GROUP (CARBOXYL) O O– H C (1) H H – C – N BASIC GROUP (AMINO) (2)  H R  • MOLEKUL YANG MEMPUNYAI SIFAT ASAM DAN BASA DISEBUT : AMPHOTERIC •  PERBEDAAN AA k/ BEDA R GROUP prepared by : drh. Erni Rosilawati, MS

9. O O-– H C + H C – N H H R • MOLEKUL-MOLEKUL AMPHOTERIC MUNGKIN MEMBENTUK “ • INTERNAL SALTS”, DISEBUT : ZWITTERIONS • PADA MOLEKUL ASAM  AMINO TERDAPAT ATOM C ASIMETRIK • PADA RUMUS RUANG (STEREO) POSISI –NH2 ADA DUA • (MEMILIKI 2 ISOMER RUANG) R R H2N– C – H H– C – NH2 C C O OH O OH L – ASAM  - AMINO ( LEAVO = KIRI) D – ASAM  AMINO ( DEXTRO = KANAN)

10. H NH2 – C – H H C O OH GLISINA •  DI ALAM BANYAK DITEMUKAN : • L – ASAM  - AMINO • ATOM C PADA KE 20 AA ASIMETRIS, KECUALI PADA AA GLISINA • (GUGUS R-NYA ADALAH GUGUS H)

11. SINGKATAN AA

12. KE – 20 AA TERNYATA BERSIFAT OPTIKA  MAMPU MEMUTAR BIDANG SINAR • TERPOLARISASI KE KIRI ATAU KE KANAN  ALAT YANG DAPAT MEMBACA BESARNYA • PUTARAN : POLARIMETER, DENGAN RUMUS: LAMBANG PUTARAN KHAS • 25OC = KONDISI SUHU PENGAMATAN • D = PANJANG GELOMBANG • aO = PUTARAN KHAS • p = PANJANG TABUNG POLARIMETER (dm) • c = KONSENTRASI DALAM gr/ml AndiMushawwir, S.Pt., MP.

13.  PUTARAN KHAS BEBERAPA AA

14. -------- HN – CH – C – NH – CH – C CH – C ---------- O O O O R1 R2 NH R3 IKATAN PEPTIDA RESIDU ASAM AMINO-2 RESIDU ASAM AMINO-1 RESIDU ASAM AMINO-3 GAMBAR IKATAN PEPTIDA  ASAM AMINO BERIKATAN (SECARA KOVALEN) SATU DENGAN YANG LAIN DALAM VARIASI URUTAN YANG BERMACAM-MACAM MEMBENTUK SUATU RANTAI POLIPEPTIDA

15. R3 R1 H O C N C C N C C N R2 O H H • IKATAN PEPTIDA MERUPAKAN IKATAN ANTARA GUGUS  - KARBOKSIL DARI ASAM • AMINO YANG SATU DENGAN GUGUS  - AMINO DARI ASAM AMINO YANG LAINNYA MAKA ILLUSTRASI PROTEIN SEBAGAI BERIKUT : IKATAN PEPTIDA IKATAN PEPTIDA

16.  BANYAK PERBEDAAN DIANTARA PROTEIN  PERBEDAAN PROTEIN MENGANDUNG PERBEDAAN KOMBINASI ASAM-ASAM AMINO, ABAB BERBEDA DENGAN BABA B B A A • INSULIN • 51 AS. AMINO • BM. 6000 • HEMOGLOBIN MANUSIA • 578 AS. AMINO • BM. 63000 • SUATU ENZIM UREASE DARI KACANG-KACANGAN • 4500 ASAM AMINO • BM. 473000 • CONTOH : TELUR • DAGING • WOOL • ENZIM

17. ASAM-ASAM AMINO TIDAK HANYA DIPERGUNAKAN UNTUK MEMBENTUK PROTEIN-PROTEIN, TAPI BEBERAPA JUGA MERUPAKAN AWAL UNTUK SINTESIS KOMPONEN-KOMPONEN DI DALAM SEL, CONTOH : PART OF PYRIMIDINE MOLECULE PART OF PORPHYRIN MOLECULE PART OF PURINE MOLECULE AMINO ACIDS ASPARTIC ACID GLISINE GLUTAMIC ACID CYTOCHROMES NUCLEIC ACIDS HEMOGLOBIN

18. CONTOH LAIN : • ASAM AMINO ESENSIAL (BAGI HEWAN ATAU MANUSIA) • SEL TUBUH HEWAN/MANUSIA TIDAK DAPAT MENSINTESIS AA YANG DIPERLUKAN OLEH • JARINGAN TUBUHNYA SENDIRI AA JENIS INI HARUS DIDATANGKAN D • ARI LUAR (MAKANAN)  AA INI DISEBUT AA ESENSIAL CONTOH : HISTIDIN, METIONIN, VALIN, ISOLEUCIN, TREONIN, LISIN, TRIPTOPAN, ARGININ HANYA ESENSIAL PADA MASA BAYI

19. AA NON PROTEIN AA YANG TIDAK TERGOLONG PADA 20 AA PEMBENTUK PROTEIN DISEBUT AA NON PROTEIN. FUNGSINYA BEBERAPA SUDAH ADA YANG DIKETAHUI H CH3 C4 3CH2 NH H5 2CHCOOH CH2 N 5 CHOH H (CH2)2 4 – HIDROKSI PROLIN 2 CHNH2 1 COOH 5 - HIDROKSILISIN

20. CH3 NH AA INI DITEMUKAN PADA MIOSIN YAITU PROTEIN OTOT UNTUK KONTRAKSI (CH2)4 6 2 CHNH2 1 COOH 6 – N – METILISIN  KEDUA AA INI DITEMUKAN PADA KOLAGEN DARI JARINGAN PENGIKAT • BERDASARKAN KENYATAAN DI ATAS MAKA YANG MEMBEDAKAN KE 20 AA • TERSEBUT ADALAH GUGUS R-NYA • SIFAT – KIMIA FISIK DARI KE-20 ASAM -AMINO • TERLETAK PADA GUGUS R-NYA • SIFAT-SIFAT GG.R DARI 20 AA INI PADA • LARUTAN BER- pH 7, SBB :

21. 1. NON – POLAR, HIDROFOBIK  TIDAK DAPAT MEMBENTUK IKATAN HIDROGEN DENGAN H2O ALANIN (Ala/A) ISOLEUSIN (Ileu/I) LEUSIN (Leu/L) METIONIN (Met/M) FENILALANIN (Phe/F) PROLIN (Pro/p) TRIPTOFAN (Trip/W) VALIN (Val/V) 2. POLAR, TETAPI TIDAK BERMUATAN  DAPAT MEMBENTUK IKATAN HIDROGEN DENGAN H2O ASPARAGIN (Asn/N) SISTEIN (Cys/C) GLUTAMIN (Gln/Q) GLISINA (Gly/G) SERINA (Ser/S) TREONIN (Thr/T) TIROSIN (Tyr/Y) 3. GUGUS R BERMUATAN NEGATIF ASAM ASPARTAT (Asp/D) ASAM GLUTAMAT (Glu/E) 4. GUGUS R BERMUATAN POSITIF ARGININ (Arg/R) HISTIDIN (His/H) LISINA (Lys/K)

22. SIFAT YANG BERBEDA-BEDA DARI GUGUS R AMAT PENTING KARENA AKAN • BERPERANAN DALAM MEMBICARAKAN PEPTIDA DAN TERHADAP PROTEIN • PRIMER, SEKUNDER, TERSIER DAN KUARTER • KELOMPOK (1) 8 AA • PROLIN, GUGUS -AMINONYA DISUBSTITUSI OLEH GUGUS R-NYA • SEHINGGA TIDAK BEBAS DAN TERBENTUKALAH STRUKTUR AROMATIK • TRIPTOFAN, GUGUS R-NYA MENGANDUNG GUGUS INDOL YANG • BANYAK DITEMUKAN PADA BERBAGAI ZAT BIOLOGI INDOL H • KELOMPOK (2)  7 AA • GUGUS R-NYA WALAUPUN TIDAK BERMUATAN, TETAPI POLAR, BERARTI DAPAT • BERINTERAKSI DENGAN MOL. H2O MEMBENTUK IKATAN HIDROGEN DAN • DIKATAKAN HIDROFILIK (SUKA AIR), ARTINYA AKAN LARUT DALAM AIR

23. 1. AA DENGAN GUGUS R NON POLAR COOH I H2N– C – H CH H3C CH3 VALIN H3C CH3 COOH I C – H HN CH2 H2C CH2 COOH I H2 N C H PROLIN CH2 COOH I H2N– C – H COOH I H2N– C – H CH2 S C CH2 METIONIN CH3 C= CH NH TRIPTOFAN COOH I H2 N– C – H COOH I H2N– C – H CH2 CH3 ALANIN CH COOH I H2 N– C – H H – C – CH3 LEUCIN CH2 CH3 ISOLEUCIN FENILALANIN

24. 2. AA DENGAN GUGUS R POLAR TAK BERMUATAN COOH I H2N C – H COOH I H2N C – H C CH2 SH SISTEIN OH TIROSIN COOH I H2N – C – H CH2 C CH2 H2N O GLUTAMIN COOH I H2N C – H COOH I H2N C – H COOH I H2N- C – H H CH2OH H C – OH GLISINE CH3 SERIN TREONIN COOH I H2N C – H CH2 C H2N O ASPARGIN

25. 3. AA DENGAN GUGUS R BERMUATAN NEGATIF COOH I H2N – C – H COOH I H2N – C – H CH2 CH2 COO- CH2 COO- ASAM ASPARTAT ASAM ASPARTAT

26. COOH I H2N C – H COOH I H2N - C – H COOH I H2N – C – H C- H2 C- H2 CH2 C- H2 C- H2 C – NH CH C- H2 C- H2 C – N+ C- H2 N- H H N+H3 C=N+H2 HISTIDIN LISIN NH2 ARGININ 4. AA DENGAN GUGUS R BERMUATAN POSITIF

27. O- + H+ OH O O • - CH2 – C • - CH2 – C NH2 O- O- NH2 ASPARAGIN ASAM. ASPARTAT O O • - CH2 – CH2 – C • - CH2 – CH2 – C GLUTAMIN ASAM. GLUTAMAT • YANG MENGANDUNG GUGUS HIDROKSIL IALAH AA SERIN, THREONINA DAN TIROSINA • GUGUS HIDROKSIL TIROSINA ADA PADA FENOL YANG BERFUNGSI SEBAGAI DONOR • PROTON YANG LEMAH ATAU DIKATAKAN ASAM LEMAH PROTON • ASPARAGIN DAN GLUTAMIN MENGANDUNG GUGUS AMIDA •  GUGUS R. AA INI MIRIP DENGAN GUGUS R PADA ASAM ASPARTAT • DAN ASAM GLUTAMAT PADA KELOMPOK (3)

28. SISTEIN MENGANDUNG GUGUS SULFIDRIL ATAU TIOL YANG CENDERUNG AKAN • MELEPASKAN H+ • SISTEIN DAPAT MEMBENTUK SISTIN JIKA DUA MOL SISTEIN BERINTERAKSI MEMBENTUK • IKATAN KOVALEN SEBAGAI JEMBATAN DISULFIDA, MISAL PADA PROTEIN COOH I H2N C – H 2H C- H2 S H H S C- H2 SISTEIN H – C – NH2 COOH SISTEIN COOH I H2N – CH JEMBATAN DISULFIDA C H2 C- H2 S – S H – C – NH2 SISTIN COOH

29. SISTIN DITEMUKAN PADA MAKMOLEKUL INSULIN DAN IMMUNOGLOBULIN DIMANA • JEMBATAN DISULFIDA MENGHUBUNGKAN DUA RANTAI POLIPEPTIDA • GUGUS R DARI GLISIN BERUPA ATOM HIDROGEN YANG PENGARUHNYA TERHADAP • GUGUS  AMINO DAN KARBOKSIL SEDIKIT SEKALI • KELOMPOK (3)  2 AA • R – KEDUANYA BERMUATAN TOTAL NEGATIF PADA pH 7.0, KEDUANYA MEMILIKI • GUGUS KARBOKSIL • KEDUA AA INI HANYA SEDIKIT BERBEDA DENGAN ASPARAGIN DAN GLUTAMIN NH+3 C H2N NH2 • KELOMPOK (4)  3 AA • GUGUS R- NYA BERMUATAN TOTAL POSITIF PADA pH 7,0 • GUGUS R LISIN MENGANDUNG GUGUS ASAM AMINO PADA POSISI E • (UJUNG RANTAI) • ARGININ PADA GUGUS R-NYA MENGANDUNG GUGUS GUANIDIUM YAITU SUATU • BASA N •  BASA GUANIDIUM KIRA-KIRA 1000 KALI LEBIH KUAT DARI BASA NH3 ION GUANIDIUM (ASAM KONYUGAT BASA GUANIDIN)

30. N : HN GUGUS IMIDAZOL • HISTIDIN PADA GUGUS R-NYA MENGANDUNG GUGUS INI DAZOL • GUGUS IMIDAZOL INI SEDIKIT SEKALI MENGION DAN DAPAT BEKERJA MENGIKAT • ION LOGAM • AA DALAM LARUTAN • JIKA AA DILARUTKAN DALAM AIR, MAKA KEDUA GUGUS FUNGSIONIL AKAN • MENGALAMI IONISASI/DISOSIASI • MISAL ALANIN H H I R – C – COO- R – C – COO- + H+ NH3 NH2 + AKAN MENGHASILKAN H+ BERARTI SEBAGAI DONOR PROTON, SEHINGGA BERPERAN ASAM

31. BENTUK DIPOLAR (ZWITERION) TITIK ISOLISTRIK (TIL) pH TIL • ATAU H H I R – C – COO- +H+ R – C – COOH NH3 NH3 + + AKAN MENERIMA H+ BERARTI SEBAGAI AKSEPTOR PROTON, SEHINGGA BERPERAN BASA COOH COO- I H2N – C – H H3+N – C – H R R BENTUK NON-ORGANIK

32. REAKSI SPESIFIK AA O C OH C OH C O NINHIDRIN O C C C AA APAPUN JIKA DIREAKSIKAN DENGAN 2 MOL NINHIDRIN, AKAN MENGHASILKAN PIGMEN BIRU, KECUALI PROLIN DAN HIDROKSIPROLIN AKAN MENGHASILKAN PIGMEN KUNING R – CH – COO- + 2 NH3+ AA O C O + R N C + 3H2O + C C H O- O CO2 + H+ PIGMEN BIRU

33. NO2 NO2 NH3+ R – CH – COO- + O2N • GUGUS AMINO DENGAN 1- FLUORO 2,4 – DINITRO BENZEN (FDNB) AKAN • MENGHASILKAN SENYAWA TURUNAN DINITROFENIL (DNP) YANG BERWARNA • KUNING-MERAH SPESIFIK F R O2N NH CH + HF COO- TURUNAN DNP (MERAH – KUNING)

34. PEPTIDA • UNIT KERANGKA SUATU PEPTIDA DISEBUT RESIDU AA •  DIPEPTIDA DIBANGUN OLEH DUA RESIDU AA  DST • UJUNG-UJUNG SUATU PEPTIDA MASIH MEMILIKI GUGUS KARBOKSIL DAN GUGUS AMINO • BEBAS DISEBUT : • - UJUNG C • - UJUNG N • PENAMAAN PEPTIDA DIDASARKAN PADA KOMPONEN ASAM AMINONYA. URUTAN DIMULAI • DARI RANTAI N-UJUNG O C – NH O - C – NH O C – NH O C – NH O O O O CH CH2 CH – CH3 CH – H NH2 – CH – CH2 OH CH – COOH CH2 CH (CH3)2 C- UJUNG N - UJUNG GLI SER OH TIR ALA SERILGLISILTIROSILALANILLESINA LES

35. R1 C H H C R1 C R3 R2 C O C O C O C C O O C O C H C R2 S S R2 C N H H N N H H N N H N H H N R4 C C R4 C O C O O C H N • SIFAT ASAM-BASA PEPTIDA DITENTUKAN OLEH GUGUS UJUNGNYA NH2 DAN –COOH DAN • GUGUS R YANG DAPAT BERIONISASI • (1) N-UJUNG (BASA), (2) C-UJUNG (ASAM), (3) GUGUS R (ASAM/BASA) • PROTEIN • PROTEIN DIBANGUN DARI UNIT KERANGKA 20 RESIDU AA •  SIFAT-SIFAT KIMIA FISIK PROTEIN MENGIKUTI SIFAT KIMIA FISIK AA SEBAGAI • UNIT KERANGKA • PROTEIN STRUKTUR PRIMER

36. PROTEIN STRUKTUR SEKUNDER STRUKTUR PRIMER BERPILIN C II O H I N C II O H I N SATU PUTARAN PENUH, MENGANDUNG 3,6 RESIDU AA

37. PROTEIN STRUKTUR TERSIER COOH NH2

38. PROTEIN STRUKTUR KWARTERER + PROTEIN STRUKTUR KWARTNER DUA MOL. PROTOMET.

39. REAKSI WARNA ASAM AMINO • REAKSI NINHIDRIN ASAM AMINO PEPTIDA + NINHIDRIN ZAT WARNA BIRU • ANALISA ASAM AMINO • BERDASARKAN DAYA LARUT DAN SIFAT ASAM BASANYA • KROMATOGRAFI PARTISI • KROMATOGRAFI PENUKAR ION • KROMATOGRAFI LAPIS TIPIS • ELEKTROFORESIS

40. DENATURASI • PERUBAHAN STRUKTUR PROTEIN AKIBAT PEMANASAN  60 – 70OC CONTOH : PUTIH TELUR PUTIH BENING DIPANASKAN PUTIH PADAT TIDAK DAPAT KEMBALI BENING • SUBSTITUSI & TRANSMISI ASAM AMINO ASAM AMINO ESENSIAL DAPAT DIBENTUK (DISUBSTITUSI) DARI ASAM AMINO NON ESENSIAL CONTOH : METIONIN, DISUBSTITUSI DENGAN SISTIN FENILALANIN, DISUBSTITUSI DENGAN TIROSIN • ISOLASI/PEMURNIAN PROTEIN • RUMIT DAN SULIT • CONTOH : • ISOLASI PROTEIN YANG ADA DALAM SUKSINAT DEHIDROGENASE • (ADA DALAM MITOCHONDRIA) • TAHAP PEMURNIAN /ISOLASI • PEMECAHAN SEL • PEMISAHAN MITOCHONDRIA • FRAKSINASI PROTEIN TAHAP DEMI TAHAP

41. KEEP SPIRIT AND SUCCES