SINTESIS ASAM AMINOBLOK 8OLEHYanti Rosita FK UNSRI

Pertanyaan

Apakah ada penyakit karena kelebihan protein? Mengapa?

PendahuluanAsam amino merupakan unit terkecil molekul protein75% as amino digunakan untuk membentuk proteinAs amino dapat berasal dari protein yang kita makanan atau dari penghancuran protein tubuhProses penghancuran berlangsung secara terus menerus sebagaimana protein tubuh digantikan turnover rate protein

PendahuluanTurnover rate protein jaringan tubuh manusia: 1,2 gr/kg BB/24 jamKonsep keseimbangan nitrogen:Keseimbangan nitrogen positif pertumbuhan, kehamilanKeseimbangan nitrogen negatif malnutrisi, pembedahan

JENIS ASAM AMINODikenal ada 20 macam as amino, yang digolongkan menjadiAs amino non esensial: Alanine,Asparagine, Aspartate, Cysteine, Glutamate, Glutamine, Glycine, Proline, Serine and TyrosineAs amino esensial:Arginine, Histidine, Isoleucine, Leucine, Lysin, Methionine, Phenylalanine, Threonine, Tryptophan and Valine

H2NAminogroupCSide chainRHCOOHCarboxylgroupNon-ionized form STRUKTUR ASAM AMINO

HHHHHHHOOOHHOHHONCCNNCCCCHCH3CH2OHN-terminusNCCCH2COOHCH2NCCCHCH3H3CCH2OHHHONCCHHONCCHHONCCCH2SHOHC-terminusPOLYPEPTIDE CHAIN

20 AminoAcids

Note: VariableR Group

Asam amino dalam darahJumlah asam amino dalam darah tergantung jumlah yang diterima dan jumlah yang digunakan

Proses absorbsi asam amino dalam dinding usus adalah proses transport aktif yang memerlukan energi

.Konsentrasi asam amino dalam darah Berpuasa : 3.5-5 mg/ 100ml darah. Setelah makan menjadi 5-10mg/100ml darah. Dan turun kembali setelah 6 jam.

Sintesis as. Amino non esensial

Sintesis aa esensial- tidak terjadi pada mamalia- terjadi pada bakteri dan ragi

Sintesis aa semi esensial- Arginin dari ornitin- Histidin dari 5 fosforibosil 1 pirofosfat

Katabolisme Rangka Karbon As AminoAs amino yang membentuk oksaloasetatYaitu: aspartat dan asparaginAs amino yang membentuk ketoglutaratYaitu: Glutamin, glutamat, prolin, arginin dan histidinAs amino yang membentuk piruvatYaitu: treonin,glisin,alanin,sistein dan serinAs amino yang membentuk asetil KoAYaitu: fenilalanin, tirosin, lisin, triptofanAs amino yang membentuk suksinil KoAYaitu: metionin, isoleusin dan valin

PRODUK SPESIFIK ASAM AMINO:

Inborn Error of amino acid metabolismKelainan metabolisme berupa gangguan salah satu aktivitas enzim yang bersifat diturunkanMacam21. Phenylketonuria (PKU)Gangguan metabolisme fenilalaninGangguan aktivitas enzim fenilalanin hidroksilaseFenilalanin tidak bisa dirubah menjadi tirosinFenilalanin ----------- fenilpiruvat -------- fenil laktat dan fenil asetat

2.AlkaptonuriaGangguan metabolisme tirosinTidak adanya enzim homogentisat oksidase, shg urin mengandung homogentisatUrin bayi menjadi hitam bila terkena udara

3.TirosinosisGangguan metabolisme tirosisTidak adanya enzim oksidase, shg urin banyak mengandung p-OH fenilpiruvat

Sintesis protein

Pertanyaan

Mengapa antibiotik dapat digunakan untuk mengobati penyakit infeksi?

Struktur protein

struktur primer (tingkat satu)Struktur sekunder (tingkat dua),Struktur tersier (tingkat tiga), danStruktur kuartener (tingkat empat)

Struktur Primer

struktur primer protein merupakan urutan asam amino penyusun protein yang dihubungkan melalui ikatan peptida (amida). Frederick Sanger merupakan ilmuwan yang berjasa dengan temuan metode penentuan deret asam amino pada protein

Struktur Sekunderstruktur tiga dimensi lokal dari berbagai rangkaian asam amino pada protein yang distabilkan oleh ikatan hidrogen. Berbagai bentuk struktur sekunder ialah : alpha helix (-helix, "puntiran-alfa"), berupa pilinan rantai asam-asam amino berbentuk seperti spiral;beta-sheet (-sheet, "lempeng-beta"), berupa lembaran-lembaran lebar yang tersusun dari sejumlah rantai asam amino yang saling terikat melalui ikatan hidrogen atau ikatan tiol (S-H);beta-turn, (-turn, "lekukan-beta"); dangamma-turn, (-turn, "lekukan-gamma").

struktur tersier

Merupakan gabungan dari aneka ragam dari struktur sekunder. Biasanya berupa gumpalan.Beberapa molekul protein dapat berinteraksi secara fisik tanpa ikatan kovalen membentuk oligomer yang stabil (misalnya dimer, trimer, atau kuartomer) dan membentuk struktur kuartener. contoh struktur kuartener yang terkenal adalah enzim Rubisco dan insulin

TABLE 3.2 A Summary of Protein StructureLevelDescriptionPrimarySecondaryTertiaryThe sequence ofamino acidsFormation of-helices and -pleated sheetsOverall three- dimensional shape of a polypeptideQuaternaryShape produced bycombinations ofpolypeptidesStabilized by:Peptide bondsHydrogen bonding betweenpeptide groups along thepeptide backboneBonds and other interactionsbetween R-groups, or between R-groups and thepeptide backboneBonds and other interactionsbetween R-groups, and between peptide backbonesof different polypeptidesGly SerAsp GlsExample: HemoglobinPROTEIN STRUCTURE

Nucleus (Inti sel)Setiap sel makhluk hidup mempunyai nucleus (inti sel) dimana didalamnya terdapat nucleoplasmaNucleus berperan dalam:Menyimpan informasi genetikDuplikasi DNATranskripsi dalam sintesis protein

Struktur Materi Hereditas

Percobaan pada tahun 1950an menunjukkan bahwa DNA membawa sifat hereditasPada 1953 Watson dan Crick menemukan bahwa sturktur DNA adalah suatru rantai ganda

DNA merupakan material geneticmerupakan suatu polymer (polynucleotides) dimana 1 unit (monomer) adalah nucleotides. Urutan nukleotida di sepanjang DNA berperan sebagai sandi untuk menyampaikan semua informasi yang diperlukan untuk memerintahkan sel agar membuat segala sesuatu yang diperlukanSetiap nucleotide tdd: - Basa nitrogen - gula deoksiribosa - phosphate

Struktur DNAStruktur DNA adalah double helix ( rantai ganda),Terdapat ikatan hidrogen diatara rantai yang saling berhadapanBasa Purine dan pyrimide yang terikat kepada gula deoxyribose, dapat berputar bebas. DNA membentuk pasangan basa yang spesifik A-T(2 H-bonds), G-C (3 H-bonds).Kedua rantai DNA saling berhadapan disebut antiparallel

Struktur DNA

Struktur DNA

RNAStruktur rantai tunggal

terdiri dari ribose, phosphatase, basa purin (A,G) dan pyrimidine (C, U)

Jenis RNA - messenger RNA : membawa kode genetik dalam sequencing asam amino - transfer RNA : identifikasi dan transfer asam amino ke ribosom - ribosomal RNA :bagian dari ribosom yang berfungsi dalam pembentukan protein

SINTESIS PROTEIN transcriptiontranslationDNARNAProtein

ProteinMerupakan suatu rantai asam amino yang dibentuk oleh elemen C, H, N, O.

Terdapat 20 jenis Asam amino

Rantai asam amino kemudian bergabung dan berlipat-lipat menjadi bentuk tiga dimensi

Bagaimana DNA mengontrol perkembangan suatu organisme?DNA membedakan karakteristik suatu organisme karena perbedaan urutan asam amino dalam semua protein yang terdapat pada organisme tersebut

KODE GENETIKSetiap asam amino (20 amino acids) diwakili oleh tiga basa yang disebut dengan kodonSetiap kodon mengkodekan satu jenis asam aminoUrutan basa akan menentukan urutan asam amino dalam proteinPembentukan protein berlangsung dalam suatu tahapan proses yang disebut dengan sintesis protein

Fig. 13.7, p. 204

Jenis-jenis Asam Amino sebagai Penyusun Protein

Transkripsi

DNA dipisahkan dengan rantai pasangannya dan messenger RNA mengkopi kode genetik

Pemotongan RNARNA dipotong Introns (Non- coding sequences) dibuang

Exons (Expressed sequences) tetap dibiarkan

Fig. 13.5, p. 203unit of transcription in a DNA strandexonintronmature mRNA transcriptpoly-A tail5533exonexonintroncaptranscription into pre-mRNA35

Messenger RNA menuju ke ribosom di sitoplasma

Transfer RNA mengambil asam amino tertentu dan menuju ribosom

TranslasiDi dalam ribosom, kode tersebut dibaca dan ditranslasikan ke dalam bentuk suatu urutan asam amino

Rantai asam amino akan melipat-lipat dan bergabung menyatu membentuk protein akhir

Fig. 13.14, p. 210TRANSCRIPTIONUnwinding of gene regions of a DNA moleculePre mRNA Transcript ProcessingmRNArRNAtRNATRANSLATIONFINAL PROTEINDestined for use in cell or for transportConvergence of RNAsSynthesis of a polypetide chain at binding sites for mRNA and tRNA on the surface of an intact ribosomeCytoplasmic pools of amino acids, tRNAs, and ribosomal subunitsMature mRNA transcriptsprotein subunitsribosomal subunitsmature tRNA

Sintesis ProteinInstruksi pada DNA ditranskripsi (dituliskan kembali) dalam bentuk serupa kemudian ditranslasi (diubah) menjadi bahasa protein.Pertama2 pesan ditranskripsi menjadi jenis molekul lain yang dikenal sebagai RNA kurir (mRNA). Secara kimiawi mRNA sangat serupa dengan DNA, molekul ini juga dapat mengenali basa pada untaian DNA dan melalui proses pengenalan mRNA bekerja menyalin gen yang dibentuk.

Sintesis ProteinProses mentranslasi instruksi pada mRNA menjadi btk protein kemudian dapat dimulai. Urutan basa pada molekul mRNA menentukan urutan asam amino pada protein.Kata-kata pada bahasa mRNA terdiri atas kelompok2 tiga basa berurutan, disebut kodon. Setiap kodon menyampaikan perintah kepada mesin selular yang mensintesis protein bahwa asam amino tertentu hrs digabungkan menjadi protein pada tempat tertentu

Sintesis ProteinTranslasi mRNA melibatkan puluhan jenis molekul, diantaranya (rRNA dan tRNA). Keduanya tidak membawa kode genetik, tetapi membantu sel membaca informasi yang terkandung pada mRNA. Sekali mRNA dibuat, molekul ini meninggalkan inti sel dan masuk tubuh utama sel. Disini struktur globular yang dikenal dengan nama Ribosom melekat pada mRNA tersebut. Pada ribosom terdapat rRNA.Sekali Ribosom berikatan dengan mRNA, tRNA menjalankan tugasnya. Terdapat berbagai jenis tRNA dan masing2 mampu mengenali golongan tertentu dari ketiga basa (kodon) pada mRNA. Setiap jenis tRNA membawa hanya satu jenis asam amino tertentu

Sintesis ProteinSetelah sel selesai menyusun suatu rantai asam amino, rantai ini mulai melipat dirinya sendiri. Bentuk umum protein adalah rantai berputar dan melekuk membentuk struktur tiga dimensi yang kompleks. Pelipatan ini diatur oleh tenaga kimia.Bentuk akhir molekul protein ditentukan oleh urutan asam amino yang menyusun protein tersebut.

Antibiotics - Translation

Replikasi DNA dan Sintesis Protein

*Figure: 3.3a, left

Caption:All amino acids have the same general structure. Here is the non-ionized form.

*Figure: 3.9b

Caption:(b) Amino acids can be linked into long chains by peptide bonds.

***Table 3.2

Caption:A summary of protein structure

*