Protein: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
k Suntingan 36.68.220.187 (bicara) dibatalkan ke versi terakhir oleh AABot Tag: Pengembalian |
k clean up |
||
Baris 4:
Sejumlah asam amino membentuk rantai lurus yang disebut [[polipeptida]]. Suatu protein terdiri dari minimum satu polipeptida panjang. Polipeptida pendek (dengan kurang dari 20–30 asam amino) biasanya tidak dianggap sebagai protein, tetapi disebut molekul [[peptida]] atau [[oligopeptida]]. Masing-masing asam amino dalam protein terikat ke asam amino di dekatnya oleh [[ikatan peptida]]. Urutan asam amino dalam protein ditentukan oleh urutan gen yang disandi dalam kode genetik. Secara umum, kode genetik menghasilkan 20 asam amino standar, meskipun beberapa organisme memiliki asam amino tambahan. Tak lama setelah atau bahkan selama [[Sintesis protein|sintesis]], residu dalam protein sering dimodifikasi secara kimiawi melalui proses [[modifikasi pascatranslasi]] yang mengubah sifat fisik dan kimia, lipatan, stabilitas, aktivitas, dan fungsi protein. Beberapa protein memiliki gugus nonpeptida (bukan asam amino), yang dapat disebut [[Kofaktor (biokimia)|kofaktor]] dan [[gugus prostetik]]. Beberapa protein juga dapat bekerja sama untuk menjalankan fungsi tertentu, dan kelompok seperti ini sering membentuk [[kompleks protein]] yang stabil.
Begitu terbentuk, protein hanya ada untuk jangka waktu tertentu lalu [[Proteolisis|didegradasi]] dan didaur ulang dalam sel melalui proses [[pergantian protein]]. Umur protein diukur berdasarkan [[
Bersama dengan biomolekul raksasa lainnya seperti [[polisakarida]] dan [[asam nukleat]], protein merupakan bagian esensial dari organisme dan terlibat dalam hampir seluruh proses di dalam [[Sel (biologi)|sel]]. Sebagian protein adalah [[enzim]] yang berfungsi sebagai [[Katalisis|katalis]] dalam reaksi-reaksi biokimia dan bersifat vital untuk [[metabolisme]]. Sebagian protein memiliki fungsi pembentuk atau penguat, misalnya protein [[aktin]] dan [[miosin]] dalam otot dan protein-protein dalam [[sitoskeleton]]. Protein-protein lainnya memiliki peran penting dalam [[persinyalan sel]], [[respons imun]], [[adhesi sel]], dan [[siklus sel]]. Hewan memerlukan protein dalam makanannya untuk memperoleh [[asam amino esensial]] yang tidak bisa [[Sintesis asam amino|disintesis]] di dalam tubuh. [[Sistem pencernaan]] memecah protein dari makanan untuk dapat digunakan dalam metabolisme.
Baris 39:
=== Kelimpahan dalam sel ===
Diperkirakan bahwa [[bakteri]] berukuran rata-rata mengandung sekitar dua juta protein per sel (misalnya ''[[Escherichia coli]]'' dan ''[[Staphylococcus aureus]]''). Bakteri yang lebih kecil, seperti ''[[Mycoplasma]]'' atau [[spiroket]] mengandung lebih sedikit protein, sekitar 50.000 hingga 1 juta. Sel [[eukariota]] berukuran lebih besar sehingga mengandung lebih banyak protein. Misalnya, sel [[khamir]] ''[[Saccharomyces cerevisiae]]'' diperkirakan mengandung sekitar 50 juta protein dan sel [[manusia]] sekitar 1 hingga 3 miliar.<ref>{{Cite journal|date=December 2013|title=What is the total number of protein molecules per cell volume? A call to rethink some published values|journal=BioEssays|volume=35|issue=12|pages=1050–55|doi=10.1002/bies.201300066|pmc=3910158|pmid=24114984|vauthors=Milo R}}</ref> Konsentrasi salinan protein individual berkisar dari beberapa molekul per sel hingga 20 juta per sel.<ref name="pmid22068332">{{Cite journal|date=November 2011|title=The quantitative proteome of a human cell line|journal=Molecular Systems Biology|volume=7|pages=549|doi=10.1038/msb.2011.82|pmc=3261713|pmid=22068332|vauthors=Beck M, Schmidt A, Malmstroem J, Claassen M, Ori A, Szymborska A, Herzog F, Rinner O, Ellenberg J, Aebersold R}}</ref> Tidak semua gen yang menyandi protein diekspresikan di sebagian besar sel dan jumlahnya bergantung pada beberapa hal, seperti jenis sel dan rangsangan eksternal. Misalnya, dari sekitar 20.000 protein yang disandi oleh genom manusia, hanya 6.000 yang terdeteksi dalam sel [[
== Sintesis ==
Baris 53:
=== Sintesis kimia ===
Protein pendek juga dapat disintesis secara kimiawi dengan kelompok metode yang dikenal sebagai [[sintesis peptida]], yang mengandalkan teknik [[sintesis organik]] seperti [[
== Struktur ==
Baris 78:
Secara informal, protein dapat dibagi menjadi tiga kelas utama yang berkorelasi dengan struktur tersier yang khas: [[Protein Globular|protein globular]], [[protein berserat]], dan [[protein membran]]. Hampir semua protein globular dapat [[Kelarutan|larut]] dan banyak di antaranya adalah enzim. Protein berserat sering kali bersifat struktural, seperti [[kolagen]] (komponen utama jaringan ikat) atau [[keratin]] (komponen protein rambut dan kuku). Protein membran sering berfungsi sebagai [[Reseptor (biokimia)|reseptor]] atau menyediakan saluran untuk molekul polar atau bermuatan untuk melewati [[membran sel]].<ref>van Holde and Mathews, pp. 165–85.</ref>
Dehidron merupakan kasus khusus dari ikatan hidrogen intramolekul di dalam protein, yang terlindung dengan buruk dari serangan air dan karenanya meningkatkan [[
=== Domain protein ===
Struktur protein lainnya yang juga dikenal adalah ''domain,'' yaitu segmen protein yang melipat menjadi unit struktural yang berbeda. Struktur ini terdiri dari 40–350 asam amino. Protein sederhana umumnya hanya memiliki satu domain. Pada protein yang lebih kompleks, ada beberapa ''domain'' yang terlibat di dalamnya. Hubungan rantai polipeptida yang berperan di dalamnya akan menimbulkan sebuah fungsi baru berbeda dengan komponen penyusunnya. Bila struktur domain pada struktur kompleks ini berpisah, maka fungsi biologis masing-masing komponen domain penyusunnya tidak hilang. Inilah yang membedakan struktur domain dengan struktur kuartener. Pada struktur kuartener, setelah struktur kompleksnya berpisah, protein tersebut tidak fungsional. Domain biasanya memiliki fungsi spesifik, seperti aktivitas [[
=== Motif urutan ===
Baris 87:
== Fungsi seluler ==
Protein adalah aktor utama di dalam sel, yang menjalankan tugas yang ditentukan oleh informasi yang disandi dalam gen.<ref name="Lodish2004">{{cite book|vauthors=Lodish H, Berk A, Matsudaira P, Kaiser CA, Krieger M, Scott MP, Zipurksy SL, Darnell J|year=2004|title=Molecular Cell Biology|location=New York, New York|publisher=WH Freeman and Company|edition=5th}}</ref> Dengan pengecualian jenis [[RNA (molekul)|RNA]] tertentu, sebagian besar molekul biologis lainnya adalah elemen yang relatif lembam dan dijadikan tempat protein bekerja. Protein menyusun setengah dari berat kering sel ''[[Escherichia coli]]'', sedangkan makromolekul lain seperti DNA dan RNA masing-masing hanya berkontribusi sebesar 3% dan 20%.<ref name="
Protein dapat mengikat protein lain dan juga mengikat substrat [[molekul kecil]]. Ketika protein mengikat secara spesifik dengan salinan lain dari molekul yang sama, mereka dapat mengalami [[
=== Enzim ===
Baris 105:
[[Antibodi]] adalah protein yang menjadi komponen dari [[sistem imun adaptif]] yang fungsi utamanya adalah mengikat [[antigen]] (zat asing di dalam tubuh) dan menargetkannya untuk dimusnahkan. Antibodi dapat [[Sekresi|disekresikan]] ke dalam lingkungan ekstraseluler atau berlabuh di membran [[sel B]] khusus yang dikenal sebagai [[sel plasma]]. Ketika enzim dibatasi dalam afinitas pengikatan terhadap substratnya oleh kebutuhannya untuk melakukan reaksi, antibodi tidak memiliki batasan seperti itu. Afinitas pengikatan antibodi ke targetnya sangat tinggi.<ref>van Holde and Mathews, pp. 247–50.</ref>
Banyak protein transpor ligan mengikat [[Molekul kecil|biomolekul kecil]] tertentu dan membawanya ke lokasi lain di tubuh organisme multiseluler. Protein ini harus memiliki afinitas pengikatan yang tinggi jika [[
[[Protein transmembran]] juga dapat berfungsi sebagai protein transpor ligan yang mengubah [[Membran semipermeabel|permeabilitas]] membran sel menjadi [[Molekul kecil|molekul]] dan ion kecil. Membran sendiri memiliki pusat yang [[hidrofobik]] sehingga molekul [[Polaritas (kimia)|polar]] atau bermuatan tidak dapat [[Difusi|berdifusi]]. Protein membran mengandung saluran internal yang memungkinkan molekul tersebut untuk masuk dan keluar sel. Banyak protein [[saluran ion]] dikhususkan agar hanya memilih ion tertentu; misalnya, saluran [[kalium]] dan [[natrium]] sering kali hanya memfasilitasi ion yang spesifik.<ref>Branden and Tooze, pp. 232–34.</ref>
Baris 143:
=== Penentuan struktur ===
Penemuan struktur tersier dari suatu protein, atau struktur kuaterner dari kompleks protein, dapat memberikan petunjuk penting tentang bagaimana protein tersebut menjalankan fungsinya dan bagaimana fungsi ini dapat dipengaruhi, misalnya dalam [[Desain obat|mendesain obat]]. Karena protein [[Sistem terbatas difraksi|terlalu kecil untuk dilihat]] di bawah [[mikroskop cahaya]], metode lain harus digunakan untuk menentukan strukturnya. Metode eksperimental yang umum meliputi [[kristalografi sinar-X]] dan [[Protein NMR|spektroskopi NMR]], keduanya dapat menghasilkan informasi struktural pada resolusi [[
Urutan gen lebih banyak diketahui dibandingkan struktur protein. Lebih jauh, himpunan struktur protein yang terselesaikan cenderung bias terhadap protein yang dapat dengan mudah mengalami kondisi yang diperlukan untuk [[kristalografi sinar-X]], salah satu metode utama penentuan struktur protein. Secara khusus, protein globular secara komparatif mudah untuk [[Kristalisasi|mengkristal]] sebagai persiapan untuk kristalografi sinar-X. Sebaliknya, protein membran dan kompleks protein besar sulit untuk dikristalisasi dan kurang terwakili dalam PDB.<ref name="Walian2004">{{cite journal|year=2004|title=Structural genomics of membrane proteins|journal=Genome Biology|volume=5|issue=4|pages=215|doi=10.1186/gb-2004-5-4-215|pmc=395774|pmid=15059248|vauthors=Walian P, Cross TA, Jap BK}}</ref> [[Genomik struktural|Genomika struktural]] telah berusaha untuk memperbaiki kekurangan ini dengan secara sistematis memecahkan struktur perwakilan dari kelas-kelas lipatan utama. Metode [[prediksi struktur protein]] mencoba mencari cara untuk menghasilkan struktur yang masuk akal untuk protein yang strukturnya belum ditentukan secara eksperimental.<ref name="Sleator2012">{{Cite book|vauthors=Sleator RD|year=2012|title=Functional Genomics|isbn=978-1-61779-423-0|series=Methods in Molecular Biology|volume=815|pages=15–24|chapter=Prediction of protein functions|doi=10.1007/978-1-61779-424-7_2|pmid=22130980}}</ref>
Baris 151:
Untuk melengkapi bidang genomika struktural, ''prediksi struktur protein'' mengembangkan [[model matematika]] protein yang efisien untuk memprediksi formasi molekul secara komputasi dalam teori, alih-alih mendeteksi struktur dengan observasi laboratorium.<ref name="Zhang2008">{{cite journal|date=June 2008|title=Progress and challenges in protein structure prediction|journal=Current Opinion in Structural Biology|volume=18|issue=3|pages=342–48|doi=10.1016/j.sbi.2008.02.004|pmc=2680823|pmid=18436442|vauthors=Zhang Y}}</ref> Jenis prediksi struktur yang paling berhasil, yang dikenal sebagai [[pemodelan homologi]], bergantung pada keberadaan struktur "templat" dengan kemiripan urutan terhadap protein yang dimodelkan; tujuan genomika struktural adalah memberikan representasi yang memadai dari struktur yang terselesaikan untuk memodelkan sebagian besar struktur yang tersisa.<ref name="Xiang2006">{{cite journal|date=June 2006|title=Advances in homology protein structure modeling|journal=Current Protein & Peptide Science|volume=7|issue=3|pages=217–27|doi=10.2174/138920306777452312|pmc=1839925|pmid=16787261|vauthors=Xiang Z}}</ref> Meskipun menghasilkan model yang akurat tetap menjadi tantangan ketika yang tersedia hanyalah struktur templat yang berkaitan jauh, disimpulkan bahwa [[Pensejajaran Sekuens|penyelarasan urutan]] adalah penghambat dalam proses ini karena model yang cukup akurat dapat dihasilkan jika penyelarasan urutan yang "sempurna" diketahui.<ref name="Zhang2005">{{cite journal|date=January 2005|title=The protein structure prediction problem could be solved using the current PDB library|journal=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America|volume=102|issue=4|pages=1029–34|bibcode=2005PNAS..102.1029Z|doi=10.1073/pnas.0407152101|pmc=545829|pmid=15653774|vauthors=Zhang Y, Skolnick J}}</ref> Banyak metode prediksi struktur telah menyediakan informasi bagi bidang [[rekayasa protein]], yang baru-baru ini muncul, ketika lipatan protein yang baru telah dirancang.<ref name="Kuhlman2003">{{cite journal|date=November 2003|title=Design of a novel globular protein fold with atomic-level accuracy|journal=Science|volume=302|issue=5649|pages=1364–68|bibcode=2003Sci...302.1364K|doi=10.1126/science.1089427|pmid=14631033|vauthors=Kuhlman B, Dantas G, Ireton GC, Varani G, Stoddard BL, Baker D|s2cid=1939390}}</ref> Masalah komputasi yang lebih kompleks yaitu prediksi interaksi antarmolekul, seperti dalam [[Docking (molekuler)|perkaitan molekuler]] dan [[prediksi interaksi protein-protein]].<ref name="Ritchie2008">{{cite journal|date=February 2008|title=Recent progress and future directions in protein-protein docking|journal=Current Protein & Peptide Science|volume=9|issue=1|pages=1–15|doi=10.2174/138920308783565741|pmid=18336319|vauthors=Ritchie DW|citeseerx=10.1.1.211.4946}}</ref>
Model matematika untuk mensimulasikan proses dinamis dari [[Pelipatan protein|pelipatan]] dan pengikatan [[Pelipatan protein|protein]] melibatkan [[
==== Gangguan protein dan prediksi tidak terstruktur ====
Baris 157:
== Nutrisi ==
Kebanyakan [[mikroorganisme]] dan tumbuhan dapat melakukan biosintesis untuk menghasilkan semua 20 asam amino standar, sedangkan hewan (termasuk manusia) harus memperoleh beberapa asam amino dari [[Diet (nutrisi)|makanan]].<ref name="Voet2"
Pada hewan, asam amino diperoleh melalui konsumsi makanan yang mengandung protein. Protein yang tertelan kemudian dipecah menjadi asam amino melalui [[pencernaan]], yang biasanya melibatkan [[denaturasi]] protein melalui paparan [[asam]] dan [[hidrolisis]] oleh enzim yang disebut [[protease]]. Beberapa asam amino yang dicerna digunakan untuk biosintesis protein, sementara yang lain diubah menjadi [[glukosa]] melalui [[glukoneogenesis]], atau dimasukkan ke dalam [[siklus asam sitrat]]. Penggunaan protein sebagai bahan bakar sangat penting dalam kondisi [[kelaparan]] karena memungkinkan protein tubuh digunakan untuk menyokong kehidupan, terutama protein yang ditemukan di [[otot]].<ref name="BrosnanJ">{{cite journal|date=June 2003|title=Interorgan amino acid transport and its regulation|journal=The Journal of Nutrition|volume=133|issue=6 Suppl 1|pages=2068S–72S|doi=10.1093/jn/133.6.2068S|pmid=12771367|vauthors=Brosnan JT|doi-access=free}}</ref>
Baris 163:
Pada hewan seperti anjing dan kucing, protein menjaga kesehatan dan kualitas kulit dengan mendorong pertumbuhan folikel rambut dan keratinisasi sehingga mengurangi kemungkinan munculnya bau busuk pada kulit.<ref name="Watson_1998">{{Cite journal|year=1998|title=Diet and skin disease in dogs and cats|journal=The Journal of Nutrition|volume=128|issue=12 Suppl|pages=2783S–89S|doi=10.1093/jn/128.12.2783S|pmid=9868266|vauthors=Watson TD}}</ref> Protein berkualitas buruk juga berperan dalam kesehatan saluran cerna dengan meningkatkan potensi perut kembung dan senyawa berbau pada anjing karena ketika protein mencapai usus besar dalam keadaan tidak tercerna, mereka difermentasi menghasilkan gas hidrogen sulfida, indol, dan skatol.<ref name="Case_2010">{{Cite book|vauthors=Case LP, Daristotle L, Hayek MG, Raasch MF|year=2010|title=Canine and Feline Nutrition-E-Book: A Resource for Companion Animal Professionals|publisher=Elsevier Health Sciences}}</ref> Anjing dan kucing mencerna protein hewani lebih baik dibandingkan protein nabati, tetapi produk hewani berkualitas rendah dicerna dengan buruk, termasuk kulit, bulu, dan jaringan ikat.<ref name="Case_2010" />
Kekurangan protein bisa mengakibatkan kerontokan rambut (rambut terdiri dari 97-100% dari [[keratin]]) hingga [[busung lapar]], penyakit kekurangan protein.<ref>Prasanna HA, Desai BLM, Rao MN. 1971. Detection of early protein-calorie malnutrition (pre-kwashiorkor) in population groups. ''British J Nutr'' 26:71-74.</ref> Kekurangan protein yang terus menerus menyebabkan [[marasmus]] dan berkibat kematian.
Studi dari Biokimiawan USA Thomas Osborne [[Lafayete Mendel]], Profesor untuk biokimia di Yale, 1914, mengujicobakan protein konsumsi dari daging dan tumbuhan kepada [[kelinci]]. Satu grup kelinci-kelinci tersebut diberikan makanan [[protein hewani]], sedangkan grup yang lain diberikan [[protein nabati]]. Dari eksperimennya didapati bahwa kelinci yang memperoleh protein hewani lebih cepat bertambah beratnya dari kelinci yang memperoleh protein nabati. Kemudian studi selanjutnya, oleh McCay dari [[University of California, Berkeley|Universitas Berkeley]] menunjukkan bahwa kelinci yang memperoleh protein nabati, lebih sehat dan hidup dua kali lebih lama.{{Butuh rujukan}}
| |||