Biokimia Harper

r :

BIOKIMIA

0*\PRTN '

fSu'T^rV /’VVmWUC% -H * ~" ‘

H+

HARPER «.*\WJ . • w«r.

Buku asli berstiker hologram 3 dimensi

BBOKIMIIA

Kutipan Pasal 72: Sanksi Pelanggaran Undang-Undang Hak Cipta (Undang-Undang No. 19 Tahun 2002) 1.

2.

Barangsiapa dengan sengaja dan tanpa hak mclakukan perbuatan sebagaimana dimaksud dalam Pasal ayat (1) dipidana dengan pidana penjara masing-masing paling singkat 1 (satu) bulan dan/atau denda pa mg sedikit Rp. 1.000.000.00 (satu juta rupiah), atau pidana penjara paling lama 7 (tujuh) tahun dan atau c cnc a paling banyak Rp.5.000.000.000,00 (lima miliar rupiah). Barangsiapa dengan sengaja menyiarkan, memamerkan, mengedarkan, atau menjual kepada unnim suatu eiptaan atau barang hasil pelanggaran Hak Cipta atau Hak Terkait sebagaimana dimaksud pada dipidana dengan pidana penjara paling lama 5 (lima) tahun dan/atau denda paling banyak Rp.500.000.( ) (lima ratus juta rupiah).

(Harper’s Illustrated Biochemistry) PENTING DIKETAHUI buku umuk diterhitka pepgara"g untuk menerbitkan sebuah buku. Bersama pengarang, pcnerbit mcnciptakan pengaran^ memeo V] , ener memPunya* ^ak atas penerbitan 1 buku tersebut scrta distribusinya, scdangkan penerbit °° ^ ^aran8annya dan berhak mcndapatkan royalti atas penjualan bukunya dari

Percetakan adalah perusahaan yaniz memiliL-; i hak apa pun dari buku yang dicetaknvl T da" menJualJasa Pencetakan. Percetakan tidak memihk, C

,

-..

E D I S I 27

-.-i •

dicetaknya kecuali upah. Percetakan tidak bertanggung jawab atas ISI buku yang

Robert K. Murray, MD, PhD

Pengarang adalah pencipta buku yang menvpmi u miliki hak penuh atas karangannya - y ankan naskahnya untuk diterbitkan di sebuah penerbit. Pengarang mcyang ditunjuknya sesuai batas bata

amUn men cra lkan

y *

*iak penerbitan dan distribusi bukunya kepada penerbit atas karyanya dari penerbit sesuai^

yang d,tentukan dala

m

perjanjian. Pengarang berhak mcndapatkan royalti en an S ketentuan di dalam perjanjian Pengarang-Penerbit. Pembajak tidak mempunyai hak m eu"tu.ngan dar> kepakaran pengarang dan kcbutuhan bclajar masyarakat. mcmiliki hak

menggandakan, mcndistribusikan, dan menjual tidak peduli atasjerih payah penga^ r d u n g i

ataupun perjanjian pengarang-pcnerbit. Pembajak siapkan naskah mulai dari pemilihan i

PEMBAJAKAN BUKU ADALAH KRIMINAL! Andajanganmenggunakanbukubaiakan Ho ■ mi mc guru. nghargai jerih payah para pengarang yang notabenc adalah para

P

U pemba ak da

J

perjanjian dengan pihak manap^n Cd,tlng samPai persiapan pracetak, tidak membayar royalti, dan tidak

Daryl K. Granner, MD

Joe C. Davis of Biomedical Scien Director, Vanderbilt Diabetes Certer Rinnhvsics Professor of Molecular Physiology an and of Medicine Vanderbilt University Nashville, Tennessee Professor

Pembajak adalah pihak yang mengambil k buku yang digandakannya karena tidT rr

Professor (Emeritus) of Biochemistry University of Toronto Toronto, Ontario

at ,ebih murah karena

co

Pyright

mereka tidak perlu memper- terikat

Victor W. Rodwell, PhD

Professor of Biochemistry Purdue University West Lafayette, Indiana Alih Bahasa: dr. Brahm U. Pendit Editor Edisi Bahasa Indonesia: dr. Nanda Wulandari dr. Leo Rendy dr. Linda Dwijayanthi dr. Liena dr. Frans Dany dr. Luqman Yanuar Rachman

PENERBIT BUKU KEDOKTERAN

EGC

EGC1756 HARPER'S ILLUSTRATED BIOCHEMISTRY, 27,h Ed. by Robert K. Murray, Daryl K. Granner, & Victor W. Rodwell ISBN: 0-07-146197-3 Copyright © 2006 by The McGraw-Hill Companies Inc. • Original language published by The McGraw-Hill Companies, Inc. All rights reserved. No part of this publication may be reproduced or distributed in any form or by any means, or stored in a database or retrieval system, without the prior written permission of the pub is cr.

Daftar Isi

Penulis

16. Tinjauan Umum Mctabolismc & Penyediaan Bahan Bakar Metabolik David A. Bender, PhD c~ Peter A. Mcyes, PhD\ DSc........................................................................................................... 139 17. Siklus Asam Sitrat: Katabolisme Asetil-KoA

Indonesian translation edition jointly published by McGraw-Hill Education (Asia) and EGC Medical Publisher. Prakata............................................................... BIOKIMIA HARPER, Ed. 27 1. bahasa: Biokimia Ilmu Kedokteran Alih dr.&Brahm U. Pendit Editor edisi bahasa Indonesia: Nanda Wulandari, dr. Leo Rendy, dr. Linda Dwijayanthi, dr. Lieno, Robert K Murray , MD,dr. PhD ............................ dr. Frans Dany, & dr. Luqman Yanuar Rachman Copy 2. Air & pH editor: Neneng Siti Maryam Hak cipta terjemahan Indonesia © 2006 Penerbit Buku Kedokteran EGC P.O. BoxPhD 4276/Jakarta Telepon: 6530 6283 Peter J. Kennelly, & Victor W. 10042 Rodwell, PhD....................................................................................................................

Dand A. Bender. PhD c~ Peter A. Myes, PhD, DSc...................................................!......................................................... 152 jx 1 5

Anggota IKAPI BAGIAN I. STRUKTUR & FUNGSI PROTEIN & ENZIM Desain kulit muka: Yohanes Duta Kumia Utama 3. Asam Amino & Peptida Hak cipta dilindungi Undang-Undang. -k maupun Peter J. Kennelly, sebagian PhD & Victor Rodwell,isiPhD ................................ Dilarang memperbanyak atauW.seluruh buku ini dalam bentuk.................................................................................. apa pun, baik secara elcktroni * mekanik, termasuk 14 memfotokopi, dengan meneeunakan sistem penyimpanan lainny., tertulis dari Penerbit. 4. Protein: merekam, Penentuanatau Struktur Primer Cetakan 2012 Peter]. Kennelly, PhD &Victor W. Rodwell, PhD...................................................................................................................... 5.

22

Protein: Struktur Ordo Tinggi

Peter J. Kennelly, PhD e* Victor W. Rodwell, PhD..................................................................................................................

32

6- Protein: Mioglobin & Hemoglobin

Peter I Kennelly, PhD & Victor W. Rodwell, PhD..................................................................................................................... 7. Enzim: Mekanisme Kerja Perpustakaan Nasional: Katalog Dalam Terbitan (KDT) ................

44

...............

53

8- Enzim: Kinetika .................................... Murray, Robert K. PhD J „ Peter J. Kennelly, o „ . Biokimia ^ Harper / Robert Rodwell, PhD....Daryl K. Granner, & Victor ................................................................................ 65 K. Murray, W. Rodwell ; alih • nzun: Pengendalian Aktivitas bahasa, Brahm U. Pendit ; editor edisi bahasa Indonesia, Nanda Wulandari ... [et al. J. Kennelly, PhD & Victor W/ d ^ -Peter Ed. 27 - JakaWDrta : EGC, 2009. 78 10. Biox,M„709 rmadu&Biol him.;^^ 21 x.................................................................................................................................................................... 27 cm. Peter], Kimdlj, PhD Judul asli: Harper's illustrated 27th ed WWW.biochemistry Rodwell, PhD.. ................ 88 978-979-448-943-7 BAGIAN II.ISBN BIOENERGETIKA g, mut KME KARBOHIDRAT & 95 «. Bioenergetilca: Peran ATP ........................................................................................... ' n/R^'no !'i^dK?* °;ranner' Daryl K. III. Rodwell, Victor W. KrtblemM. PhD * „ Wulandari. IV. Brahm Botham, U. Pendit. V.DC Nanda

12. OksidasiBiologis ”

KathleenM. Botham, PhD nr v „ Rantai Respira.orfk & Fosforil ^ ^ KMm M. Botham, PhD, DSc °kSida,if 14. Karbohidrat yang Penting ^ David A. Bender, PhD PhD & DarylK. Granner, MD.................................................................................................................. 321

VIII /

Prakata

DAFTAR ISI

35. DNA: Susunan, Replikasi, & Perbaikannya

P. Anthony Weil, PhD & DatylK. Granner, MD.............................................................................................................................. 332

36. RNA: Sintesis, Pemrosesan, & Modifikasinya P. Anthony I Veil, PhD * NH.Hin [A ]/(HAJ = 100:1, memastikan bahwa enzim-enzim tersebut bekerja hanya pada p >ang disebut produk ion untuk air. Hubungan (2) antaraJikaKrasio V ersamaan Hendersonyang gugus fosforilnya mengandung dua proton yang dapat Karena ion IR hidronium — NH.* ldan hidroksida secara terus mcnerus molekul sasaranisurva yang mrasi tepat pada saat yang tepat. dan A diperlihatkan di bawah: sebuah asam tipe HA. Titik di tengah 1 a Hasselbalch mengalami disosiasi, dengan pcrtama yang bersifat kembali menyatu membentuk molckul air, hidrogen atau oksigen pH = p/C ' proton[HA] a+logi^-i kurva menunjukkan p/Ca 5,0. sangat asam. Perilaku Asam pH = pK a + log 100/1 = pKt + 2 INDIVIDUAL tidak dapat dinyatakan bcrada sebagai sebuah ion atauAAenjelaskan Jika telah dicapai keputusan tentang makna kontribusi oleh air, Banyak Reaksi Metabolik K ■^=1>8x10'tm°l/L CONTOH-CONTOH bcrikut mcnggambarkan bagaimana cara sebagai bagian dari molekul air. Pada suatu saat ia adalah suatuLemah pK 5,0, dan basa konjugatnya) pada awalnya memiliki satu pH dapat dihitung di atas. A = seperti n a n n er Melibatkan Pemindahan Gugus '* * “ J >k untuk asam lem.ili adalah angka pangkat negat.f, kita (3) Jika rasio [A ]/[HAJ = 1:10, mcnghitung pH larutan asam dan basa. ion;sesaat kemudian ia adalah bagian dari suatu molekul. Oleh& Penyangga dari empat nilai pH. Kita akan pergeseran pH Kn = (K)|H.O| = IH' ||OH | = (1,8 x 1 0 Contoh-contoh di atas menganggap bahwamenghitung basa kuat KOH pHCONTOH = p/C, I: + log 1 /10pH = p/c +(.1} mengekspresikan A’ sebagai pAT. cleBcrapa sebuah larutan yang konsentrasi ion karena itu, ion atau molekul individual tidak diperhitungkan. Kita yang terjadi jika ke dalam masing-masing larutan tersebut reaksi sempurna pemindahandalam gugus,larutan sebuah dan gugusbahwa G dipindahkan mengalami Pada disosiasi 1 1j Di bawah ini dituliskan persamaan Henderson-Hasselbalch.= 1,00 x 10 ’ mol/L)(55,56mol/L) ngan. •* 4 [A )/[HA] yang berkisar dari Jika persamaan dievaluasi pada rasio ditambahkan 0,1 mEq KOH: merujuk pada PROBABILITY bahwa pada setiap saat sebuah hidrogen hidrogennya adalah 3,2 x 10 mol/L? donorkarenanya D ke akseptor yang membentuk konsentrasidari ion OH" setaraAdengan konsentrasi suatu KOH kompleks Suatu asam lemah, HA, mengalami ionisasi sebagai "(mol/L)-' pHyang = -logdihitung 1H * J diplotkan, grafik yang 10' sampai 10 3 dan nilai pH akan bcrada dalam bentuk ion atau sebagai bagian dari molekul air. gugus akseptor plus yangsemula terdapat A-G: di air. Anggapan ini berlaku untuk pK = . |()R £ cr = -log berikut: ^ batikan bahwa dimensi K adalah mol per liter dan dimensi Karena 1 gram air mengandung 3,46 x 10” molckul, ionisasi air terbentuk menjelaskan kurva titrasi= untuk (3,2 suatux 10"*) asam lemah (Gambar larutan encer basa atau asam kuat, tetapi tidak untuk asam atau "log (3,2)-log (10 4) Pcrhatika" dapat bahwadijelaskan pK berkaitan dengnn A' seport i pH dengan [H ]. D — G + A H* + A = -0,5 + 4,0 = 3,5 produk ion KW secara numeris setara dengan basil kali konsentrasi Semak,n kuat asam, semakin rendahbcrada nilai pA-nyn. bahwa sebuah hidrogen dalam bentuk ion adalah 0,01 sama dalam larutan, kita harus menggunakan konstanta disosiasi Hidrolisis dan fosforolisis glikogen, yaitu gugus glukosil molar H* danuntuk OH : disosiasi ini adalah P a ^mia an untuk menyatakan kekuatan relatif 1 saat,, 35a " CONTOH Lemah 2: Bcrapa & pl 1 sebuah larutan yang konscntrasi ion artinya dengan mengatakan bahwa padaasam setiap sebuah atom Konstanta kesetimbangan Larutan Asam untuk menghitung konsentrasi (atau ]) yangadalah dihasilkan dipindahkan ke air[H'| atau ke [OH ortofosfat contoh reaksi 0111 sct a p. .. * p asam lemah, konjugatnya adalah hidroksidanya adalah hidrogen memiliki kemungkinan 1 dari 100 untuk menjadi ion dan Garamnya Menyangga 4,0 x 104 mol/L? Kita mula-mula oleh molaritas tertentugugus. asam Konstanta (atau basa) lemah sebelum Kw=lH1IOH| pemindahan keseimbangan untuk hidrolisis at c 11 an u _ n n i A i ” * i ga, konjugat basa kuat adalahdari asam lemah. mendefinisikan kuantitas pOH yang setara dengan -log [OH ] dan 99 darisuatu 100 sebagai bagian sebuah molckul air. Perubahan pH menghitungikatan [H*] total (atausangat [OH ] total) dan kemudian pH. kovalen menguntungkan pembentukan produk- I ‘ kemungkinan IHAl Pada 25 °C, K = (10 )’. atau 10 11 (mol/L)2. Pada suhu di bawah 25 , U tn a Kekuatan relatif basa dinyatakan berdasarkan men^T °? , f >' yang dapat berasal dari definisi K : Probabilitas sebcnarnya dari sebuah atom hidrogen dalam air murni produk penguraian. Biosintesis makromolekul juga melibatkan »C, konstanta ini sedikit lebih kecil daripada 10 M, dan pada suhu di asam atau basa lemah dan 8 dari MtU tl;l at Larutan 9 K„=konjugatnya IH *| (OH 1 mem= 10M perlihatkan Untuk senyawa poliproteik yang m3 P~“" P -disosiasi, bcrada dalam bentuk ion hidrogen adalah sekitar 1,8 x 10' . Oleh Gugus Fungsional yang Merupakan reaksi pemindahan gugus, yaitu pembentukan ikatan kovalen Perkalian-silang menghasilkan 1 atas 25 °C angkanya lebih besar daripada !0 ' Dalam batas-batas kemampuan menyangga, yaiti/ kemampuan menahan perubahan pH I rfl I ‘."® ‘“Script sesuai iirntan keasaman karena itu, angka probabilitas atom itu sebagai bagian dari molekul air Asam Lemah Memiliki Makna Fisiologis dipadukan yang secara termodinamis kurang menguntungkan relatif. Untuk disosiasi tipc efek suhu, K11A dengan 10 " (mol/L)2 untuk semua larutan Y setara IH' | = /CJHAI setelah penambahan asam atau basa kuat. Karena banyak reaksi hampir mendekati satu. Dengan kata lain, untuk setiap ion hidrogen Pentingdengan reaksi-reaksi yang menguntungkan sehingga perubahan dalam air, bahkan larutan asam atau basa. Kita menggunakan metabolik discnai oleh pembebasan atau penyerapan proton, R—NH/ —R—NH, + H* dan ion hidroksida dalam air murni, terdapat 1,8 milyar atau 1,8 x Bagi kedua sisi dengan [A 1: keseluruhan dalam energi bebas menguntungkan pembentukan untuk mcnghitung pl 1 larutan asam dan basa. kebanyakan reaksi incrascl mengalami penyanggaan/pendaparan Banyak zat biokimia Dengan memiliki sifat gugusair fungsional yang 10,; molekul air. Bagaimanapun, ion hidrogen dan ion hidroksida biopolimer. yang nukleofilik dan + IHAl |H 1 = K (buffering). Metabolisme oksidatif menghasilkan CO., anhidrida dari merupakan konsentrasinya asam atau basa lemah. karboksil, gugusbiopolimer berperan signifikan menentukan sifat air. IA’ yang tinggi Gugus di dalam sel, mengapa Karena pH ADALAH LOG NEGATIF asam karbonat yangitu: jika tidak disangga akan menimbulkan asidosis setara amino, dan seperti ester Fosfat, disosiasi keduanya dalam sintesis (penguraian) N1 proteinyang dan DNA relatif stabil? berada Dan bagaimana pAT adalah pH Untuk ketika disosiasi konscntrasi asam R air, KONSENTRASI ION HIDROGEN |H*konstan 1 + log diperlukan [OH 1 = logketerlibatan 10‘ berat. Untuk memelihara pH log yang Lakukan logaritma pada kedua sisi: rentang fisiologis, terdapat dalam protein dan asam nukleat, + Perhatikan pH lingkungan per miliekuivalen OHpokok yang biopolimerbahwa dapat perubahan terjadi dalam air? Yang dengan konscntrasi basa R NH K _ |H | |OH ] pendaparan oleh fosfat, bikarbonar, dan protein yang menerima atau [•1 sebagian besar dan kebanyakan metabolit zatLarutan antara. Istilah pH diperkenalkan pada tahun 1909 oleh Sorensen, y^ng ditambahkan bergantung pHsifat awal. dari koenzim, dua pertanyaan ini pada adalah enzim. Tanpamenahan adanyaDari persamaan di atas yang mengaitkan K ke [ I dan atau [H 01 membebaskan proton untuk menahan perubahan pH. Untuk 2 Oleh karena itu, pengetahuan tentang disosiasi asam danmendekati basa 'oglH^'og pH sebagai log negatif dari konsentrasi ion mendefinisikan perubahan pH paling efektif reaksi pada nilai pH secara yang pAT. katalisis enzim, bahkan yang termodinamis cngan onsentrasi asam yang tidak tcrdisosiasi dan basa eksperimen yang menggunakan ekstrak enzim, pH yang pH +jaringan pOH = atau 14 Untuk lemah menjadi dasar untuk memahami pengaruh pH intrasel tanda kurung menyatakan konscntrasi molar (secara lebih tepat, hidrogen: Suatu larutan asam lemahpasti danberlangsung basa konjugatnya menguntungkan belum cepat. paling Kontrolefektif yang konjugasmya, jika konstan dipertahankan oleh penambahan larutan' penyangga, pada struktur biologis. berdasarkan aktivitas molar) dan K adalah konstanta disosiasi. Karena 1 mol air pH = -logIHA IH* 1 Definisi ini, meskipun menyangga dalam rentang pH Pemisahan p/f + 1,0 satuan pH. tepatdandanaktivitas diferensial atas aktivitas enzim serta pemisahan memecahkan soal dengan pendekatan ini: = log K, + m.salnya MES (asam [2-/V-morfolino|etansulfonat, pV 6,1), IR—COO IR—COOHI muatan (mis.enzim elektroforesis kromatografi pertukaran ion)netto ,u ga pada memiliki bcrat 18| =gram, 1 liter (L) (1000 g) air mengandung 1000 -r Gambar 2-4dan juga memperlihatkan muatan satu di organel-organel tertentu menentukan dalam kondisi [OH tidak ketat, cukup untuk banyak kcpentingan biokimia. Untuk = 4,0 Nx 10“* l I log ortofosfat anorganik (pA', 7.2),pOH HEPES (asam paling baik jika dipahami dari aspek perilaku disosiasi gugusatau jika 18 = 55,56 mol. Oleh karena itu, air murni adalah 55,56 molar. molekul asam fungsi pH.akan Muatan fraksional -0,5 tidak fisiologis apasebagai suatu biopolimer dibentuk atau diuraikan. = - log |OH ] mcnghitung pH larutan: A’ 1 gugus fungsional. hidroksietilpiperazin-yV-2-etansuifonat, pK 6,8), atau Tris Karena probabilitas bahwa sebuah hidrogen dalam air murni akanKalikan dengan -1: L Hitung konsentrasi ion hidrogen [H‘] IR—NHJ = [R_NH,*| berarti satudibentuk molekul muatan hidrolisis, separuh, Polimerbahwa yang baru tidakmembawa segera mengalami = -log (4,0 x 10'4) Kita menyebut spcsics berproton (mis. HA atau R— NH/) (tris[hidroksimetil] aminometan, pK 8,3). = berada dalam bentuk ion hidrogen adalah 1,8 x 10‘\ konsentrasi melainkan bahwa suatubiosintetik molekul sebagian menunjukkan karena bagian aktifPROBABILITAS enzim-enzim maka -logNilai (4,0)pA" - logrelatif (1O'4)terhadap = + Hitung logaritma berbasis 10 dari [H*l -log[H ] = -Iog/C a-log^l|^^ sebaga. asam dan spesies tidak berproton (mis. A atau R—NH,) pH yang diinginkan adalah penentu utama larutan penyangga mana molar ion H' (atau ion OH ) dalam air murni adalah hasil dari memiliki satu unit muatan negatif padalingkungan setiap saat yang adalahtidak 0,5. memisahkan substrat dalam suatu -0,60 + 4,0 = 3,4 pH adalah nilai negatif dari angka yang d.temukan K,= |H‘l sebaga. basa konjugatnya. Demikian juga, —kita dapat 9 yang dipilih. probabilitas, 1,8 x 10" , dikali dengan konsentrasi molar air, 55,56 di tahap 2. Perhitungan muatan mengandung air. netto pada makromolekul sebagai fungsi pH Ganti -log [H*] Gontohnya, dan -log AT masing-masing dengan pH dan pAf; menyebut suatu basa (mis. A~ atau R—NH2) dan asam untuk air murni pada 2S ■>(.., Oleh karena itu, jika spesiesadalah yang terasosiasi (mendapat 1 endaparan dapat diamati dengan menggunakan suatu mol/L. Hasilnya 1,0 x 10 7 mol/L. merupakan dasar bagi teknik pemisahan misalnya kromatografi Kini: konjugatnya (mis. HA atau R—NH *)• Contoh asam lemah maka: proton) dan tcrdisosiasi (basa dapat konjugat) terdapat Kuntuk dalam air murni: pengukur pH selagi kita menitrasi atau=basa 2Kita sekarang mcnghitung pertukaran ion dan elektroforesis. Memperlihatkan pH = 1 4asam - pOH I 4 =lemah (Gambar 3,4 (kiri), basaMolekul konjugatnya Air (tengah), dan nilai p/C- nya (kanan) pH ,=[HA| - logp|HH=*pKa-log— I = -log ,()' = = 7'° onsentrasi sama, konsentrasi ion hidrogen [H*] setara secara 4). Kita juga dapat menghitung pergeseran pH yang menyertai Kecenderungan Disosiasi yang 10,6 antara lain adalah: Nilai ini juga dikenal sebagai POWER (Inggris), PUISSANT (Penumerik dengan konstanta disosiasi, K. Jika dilakukan Kekuatan AsamPenting penambahan asam atau basa ke suatu contoh,KOH dan Ringan, Tetapi CONTOH 3: Berapa nilailarutan pH dariterdapar. (a) 2,0 xPada 10'2 mol/L Inversi suku yang terakhir menghilangkan tanda minus dan rancis), atau POTENNZ (Jerman) dari pangkat sehingga digunakan Bergantung pada logaritma tcrhadap kedua sisi dari persamaan di atas dan larutan terdapar (suatu 6asam lemah. (b) 2,0 x 10‘ mol/L KOH? OH' berasal dari dua sumber, KOH dan menghasilkan persamaan Henderson-Hasselbalch: huruf”p”. Kcmampuan Molekul air untuk mengalami ionisasi, meskipun sedikit, Struktur kedua sisi dikalikan dengan -1, persamaannya adalah sebagai air. Karena pH ditentukan oleh [H'] total (dan pOH oleh [OH ] R—CH2—COOH CH2—COO-Karena R = sangat penting bagiR— kehidupan. airp/e dapat berikut total), kedua sumber perlu diperhitungkan. Pada kasus pertama (a), R—CH Banyak yang penting d.iri 2segi biologi memiliki 2—NHasam 3* —CH2—NH Kt = \H'\ 4-5 p/C lebih dari kontribusi air HCO3sebuah proton dari H2CO3satu gugus disosiatif. Pembebasan "log KA = -log 11 r 1 = 9-10 2 HPO4 .......................- H . .2...........1 PO4p/C 2,15 6,82 12,38 3,08 4,74 5,40

=6,4 K_______

BAB 3: ASAM AMINO & PEPTIDA / BAB 2: AIR & pH /

P*2 2,4

9,8

2,4

9,9

BAGIAN I

Tnbel 3-1. Asam I -a-Amino yang terdapat dalam protein

Struktur & Fungsi Protein & Enzim 2,2

9,7

2,3

9,7

2,3

9,8

Asam Amino & Peptida Peter J. Kennelly, PhD, & Victor W. Rodwell, PhD

Meskipun kode genetik yang terdiri dari tiga Imruf dapat mengakomodasi lebih dari dua puluh asam amino, namun kodonkodon yang ada hanya mengodc dua puluh asam L- a amino yang tercantum di Tabel 3-1 yang diklasifikasikan berdasarkan polaritas gugusgugus R-nya.tcrhambat Baik singkatan satu huruf maupun untuk suatu oleh adanya muatan negatiftiga di luiruf sekitarnya masing-masing asam amino dapat digunakan untuk mewakili asam sehingga meningkatkan pA'. I lal ini tampak je as c ari nilai pAT amino dalam peptida (label 3-1). Sebagian protein mengandung untuk tiga gugus disosiatif asam fosfor dan asam sitrat (Tabel 2-2). asam-muatan asam amino modifikasijarak. asam Efek sekitar tambahan menurun yang seiringterbentuk dengan dari pcrtambahan amino yang sudah adasuksmat dalam peptida. Contobnya antara metilen lain adalah pA] kedua untuk asam yang memiliki dua gugus di perubahan prolin dan lisin5,6, mensementara jadi 4-hidroksiprolin dan 5antara guguspeptidil karboksilnya adalah PK kedua untuk asam glutaratyangperubahan memiliki satu gugus metilen tambahan adalahyhidroksilisin; peptidil glutamat menjadi 5,4. karboksiglutamat; dan mctilasi, formilasi, asetilasi, prenilasi, dan fosforilasi residu-rcsidu aminoasil tertentu. Modifikasi-modifikasi ini mcmperluas biologispada protein Sifat dengan Medium mengubab daya Nilai pfCakeberagaman Bergantung larut, stabilitas, dan interaksi protein-protein ini dengan protein lain. PK suatu gugus fungsional juga sangat dipengaruhi oleh medium di sekitarnya. Medium dapat meningkatkan atau menurunkan Selenosistein, Asam L-a-Amino ke-21? pAT bergantung pada apakah asam yang tidak terurai atau basa Selenosistein adalah adalah spesies suatu asam amino yang konjugatnya yang L-a bermuatan. Efekditemukan konstantadi sejumlah protein. oleh menambahkan namanya, sebuah atom dielektrik pada p/TSeperti dapat diisyaratkan diamati dengan etanol selenium menggantikan sulfur dari analog strukturalnya, yaitu sistein. keair. p/T asam karboksilat MENINGKRTT, sedangkan pAT amin pKS selenosistein, adalah 3 satuan lebih rendah MENURUN karena yaitu etanol5,2,menurunkan kemampuan air daripada untuk pKS sistein. spesies Karena bermuatan. dimasukkanKarena ke dalam polipeptida melarutkan itu, nilai pAT gselama UgUS translasi, selenosistein sering disebut amino ke-21”. disosiatif di bagian dalam protein sebagai sangat ”asam dipengaruhi oleh Akan tetapi,lokal, tidaktermasuk seperti dua asam lingkungan ada puluh tidaknya air.amino yang dikode secara genetik, selenosistein tidak dikode oleh kodon tiga-huruf biasa (lihat Bab 27). RINGKASAN

PERAN BIOMEDIS Selain berupa unit monomer pembentuk rantai polipeptida panjang pada prorein, asam L-a amino dan turunan- turunannya ikut serta dalam beragam fungsi sel, misalnya transmisi sarafdan biosintesis porfirin, purin, pirimidin, dan urea. Polimer pendek asam-asam amino yang disebut PEPTIDA melaksanakan peran menonjol dalam sistem neuroendokrin sebagai hormon, HORMONE-RELEASING FACTORS, neuromodulator, atau neurotransmiter. Sementara protein hanya mengandung asam L-a amino, mikroorganisme mengeluarkan peptida yang mengandung baik asam D- maupun L-a amino. Beberapa dari peptida ini berguna untuk terapi, termasuk antibiotik basitrasin dan gramisidin A serta obat antitumor bleomisin. Peptida mikroba tertentu bersifat toksik. Peptida sianobakteri, yaitu mikrosistin dan nodularin bersifat letal dalam dosis besar, sedangkan dosis kecil menyebabkan terbentuknya tumor hati. Baik manusia maupun hewan tingkat tinggi lainnya tidak dapat menyintesis sepuluh dari dua puluh asam L-a amino umum dalam jumlah yang memadai untuk menunjang pertumbuhan masa bayi atau mempertahankan kesehatan saat dewasa. Oleh karena itu, diet manusia harus mengandung asam-asam amino yang secara nutrisional esensial ini dalam jumlah memadai.

SIFAT ASAM AMINO Kode Genetik Menentukan Dua Puluh Asam L-a-Amino

•

Diantara lebih dari tiga ratus asam amino yang terdapat di alam, dua puluhnya berupa unit monomer protein.

-CH -COO NH,

1,9

+

-CH -COO NH +

2,1

14

Air membentuk kumpulan-kumpulan dengan dirinya sendiri dan dengan donor atau akseptor proton yang

15 13

• Larutan penyangga menahan perubahan pH saat terjadi d'satukan oleh .katan h.drogen. Ikatan hidrogen menentukan Gugus R Nama Simbol Rumus Struktur pembentukan atau penyerapan proton. Kapasitas penyangga tegangan permukaan, viskositas, keadaan ca.r dalam suhu b maksimal terjadi pada ± 1 unit pH di kedua sisi pA\ Larutan kamar, kekuatan air-sebagai Pdarut. Dengan Rantaidan Samping Alifatik Sc penyangga fisiologis antara lain adalah bikarbonat, ortofosfat, GlisinSenyawa yang mengandung O. N, atau S dapat berfungsi bagai dan protein. donor atau akseptor Gly ikatan hidrogen Makromolekul menukarkan H—CH — COO I ikatan hidrogen permukaan internal untuk ikatan hidrogen air. + NH, REFERENSI Gaya-gaya entropi menentukan bahwa makromolekul memajankan rcgio [G] polar ke daerah pertemuan denganCH,“CH air dan -COO" Alanin Reese KM. Whence came the symbol pH. Chcm & Eng News 2004:82:64. membenam- kan rcgio nonpolar. NH,+ Scgel IM. Biochemical Calculations. Wiley, 1968. Ikatan garam, interaksi hidrofobik, dan gaya van dcr Waals ikut Stillinger FH: Water revisited. Science 1980:209:451. mempertahankan struktur molekul. H c ’s Ala Valin Surcsh SJ, Naik VM: Hydrogen bond thermodynamic properties of water from Pl I adalah lognegatifdari [I P]. pH rendah menunjukkan Jarutan dielectric constant data. J Chcm Phys 2000:1 13:9727. CH-CH asam, dan pH tinggi menunjukkan larutan basa. + Wiggins PM: Role of water in some biological processes. Microbiol Kekuatan asam lemah dinyatakan oleh pA\ log negatif dari NH, -COO H,C Rev 1990:54:432. (A] konstanta disosiasi asam. Asam kuat memiliki nilai pA' rendah HC 'N dan asam lemah memiliki nilai pA' tinggi. Leusin CH — CH, —CH— COO / 1 + Val HC NH,

CH,

Isoleusin

CH,

[V]

CH-CH-COO CH, NH,+

Dengan Rantai

Serin

Treonin

Samping yang

Mengandung Gugus Hidroksil (OH)

CH.-CH—COO~ •OH NH,"1

Ser [S]

CH - CH-CH-COO 111 + OH NHj

Thr [T]

Lihat bawah.

Tyr [V] Dengan Rantai Samping yang Tirosin Sistein

Cys

Metionin

[C]

Met

2,2

T if

2,1

R 1 NH 1©C = NH2 1 NH2

R | ©NH II C-

I NH 2

16/ BAGIAN I: STRUKTUR & FUNGSI PROTEIN & ENZIM BAB 3: ASAM AMINO & PEPTIDA /

77

Tabel 3-1. Asam L-a-Amino yang terdapat dalam protein, (lanjutan)

Glutami

Gin [Q]

H,N- C~ CH, — CH, — CH -COO“ O

Dengan Rantai Arginin

NH.

Samping yang Mengandung Gugus Basa Arg [R]

a-COOH 1,8

H- N-CH, -CH, -CH, -CH C = NH, +

N

cxNH, 9,0

Gugus R 12,5

H/

NH Lisin

Lys

CH, —CH, —CH, -CH, -f CH

2,2

9.2

10,8

NH/

[K]

-CH, -CH —COO" I NH/

HN^N

9.3

6,0

His Aromatik Mengandung Cincin Histidin Fenilalanin

His

Lihat atas.

[H]

2,2

^CH, - CH COO~

Phe

9,2

pada R—NH/ Pada pH faali (pH 7,4), gugus karboksil hampir seluruhnya bcrada dalam bentuk R—COO dan gugus amino terutama sebagai R—NH/ Gambar 3-1 memperlihatkan efek pH pada asam aspartat bermuatan. Molekul yang mengandung gugus terionisasi dengan muatan berlawanan yang setara sehingga tidak memiliki muatan netto disebut ZWITTERION. Oleh karena itu, asam amino dalam darah dan kebanyakan jaringan seyogianya direpresentasikan seperti pada A. berikut ini.

NH/

Tiros in

Tyr [Y]

NH,'

2,2

HO Tripfofan

9.1

CH, —CH—COO'

NH.

o-

10,1

OH

O

O

NH/ Trp [W]

rr-CH, —CH —COO"

2,4

9,4

I

Asam Imino

pH sekitar 3; muatan netto = 0

G A M B A R 3 - 1 . Kesetimbangan protonik asam aspartat.

NH, Histidir

Dalam asam kual (pH kurang dari 1); muatan netto = +1

Pro [P]

Prolin

^coo-

20

10,6

Struktur B tidak dapat berada dalam larutan air karena pada setiap pH yang cukup rendah untuk mcnimbulkan protonasi gugus karboksil, gugus amino juga akan terproronasi. Demikian juga, pada setiap pH yang cukup tinggi bagi gugus amino tidak bermuatan untuk mendominasi, akan terdapat gugus karboksil sebagai R—COO'. Namun, representasi tidak bermuatan B (atas) sering digunakan untuk reaksi yang tidak melibatkan keseimbangan protonik.

9,2

sekitar

9,1

13

sekitar 1

10, 8

Hanya Asam L-a-Amino yang Terdapat dalam Protein Dengan satu-sacunya pengecualian glisin, karbon-a asam amino bersifat CHIRAL. Meskipun sebagian asam amino protein bersifat dekstrorotatorik dan sebagian levorotatorik, semuanya memiliki konfigurasi mutlak L-gliseraldehida dan karenanya merupakan asam L-a amino. Beberapa asam L-a amino bebas memiliki peran penting dalam proses metabolik. Contohnya adalah ornitin, sitrulin, dan argininosuksinat yang ikut serta dalam sintesis urea; tirosin dalam pembentukan hormon tiroid; dan glutamat dalam biosintesis neurotransmiter. Asam D-amino yang terdapat secara alami antara lain adalah D-serin dan D-aspartat bebas dalam jaringan otak, D-alanin dan D-glutamat dalam

dinding sel bakteri gram-positif, dan asam D-amino dalam peptida sebagian R

nonmamalia dan antibiotik tertentu.

Asam Amino Dapat Memiliki Muatan Netto Positif, Negatif, atau Nol Bentuk-bentuk bermuatan atau tidak bermuatan gugus asam lemah yang dapat terionisasi -COOH dan —NH/ terdapat dalam larutan dalam kesetimbangan protonik:

R—COOH R—COO + H‘ R—NH3+ R—NH, + H* asam yang jauh lebih kuat dari-

Asp

N Mengandung Gugus Asam atau Amidanya

"OOC— CH-CH —COOI + NH3 H,N-C- CH3-CH — COO-

[D]

O

II

9,9

3,9

9,5

4,1

0

NH,

Asn

G A M B A R 3 - 2 . Hibrid resonansi dari bentuk-bentuk berproton gugus R histidin clan arginin. glutamat

2,

2,1

©NH, Asam

Meskipun R—COOH dan R—NH/ adalah asam lemah, namun R—-COOH adalah

H

Dengan Rantai Samping yang /

R I NH Asparagin I C-NH,

9,3

R N-H

Asam aspartat

8,3

[N]

2,1

(dilanjutkan)

Gugus Kisaran pK Terdisosias A-KARBOKSIL

NON-A COOH ASP ATAU GLU

3,5- 4,0 4,0-4,8

IMIDAZOL HIS

6,5-7,4

SH CYS

8,5-9,0

OH TYR

9,5-10,5

A-AMINO

8,0-9,0

E-AMINO LYS

9,8-10,4

GUANIDINIUM ARG

-12,0

18/ BAGIAN I: STRUKTUR & FUNGSI PROTEIN & ENZIM

Untuk lisin, pi dihitung dari:

pK2+pK3 H

2

Perhitungan serupa berlaku untuk semua asam poliprotik (mis. protein), berapapun jumlah gugus disosiatif yang ada. Di laboratorium klinik, pengetahuan tentang pi memberi petunjuk dalam memilih kondisi untuk melakukan pemisahan elektroforetik. Contohnya, elektroforesis pada pH 7,0 akan memisahkan dua molekul dengan nilai pi 6,0 dan 8,0, karena pada pH 7,0 molekul dengan pi 6,0 akan memiliki muatan positif netto, dan molekul dengan pi 8,0, muatan negatif netto. Hal serupa berlaku dalam pemisahan kromatografik pada medium penopang ionik, misalnya DEAE selulosa (lihat Bab 4).

N51ai pKa Bervariasi Sesuai Lingkungan Lingkungan pada suatu gugus yang dapat terurai memengaruhi p/f gugus tersebut. Karena itu, nilai pK gugus R asam amino bebas dalam larutan air (label 3-1) hanya memberikan perkiraan tentang nilai pA' asam amino yang sama jika terdapat dalam protein. Lingkungan polar menguntungkan bentuk bermuatan (R —COO' atau R— NH3*), dan lingkungan nonpolar menguntungkan bentuk yang tidak bermuatan (R—COOH atau R —NH,). Karena itu, lingkungan nonpolar MENINGKATKAN p/f gugus karboksil (menyebabkannya menjadi asam yang lebih lemah), tetapi MENURUNKAN PAT gugus amino (menyebabkannya menjadi asam yang lebih kuat). Adanya gugus-gugus bermuatan di sekitar dapat memperkuatatau menekan efekpelarut. Dengan demikian, p710 melibatkan cmpat berbeda, maka membentuk lipatan menjadi konformasi yang sesuai residu aminoasil, yang residu pertamanya berhubungan melalui dengan fungsi biologis jauhterbentuk lebih SULK . belokan Seperti ikatan hidrogen ke residuagaknya keempat akan sehingga suatu diuraikan Bab 3(Gambar dan 4, 5-7). pembentukan rantai tajam 180diderajat Prolin dan glisinutama seringpolipeptida terdapat di protein menggunakan sekumpulan kecil BUILDING OC S atau mo u , belokan p. asam-asam aminoadalah yang disatukan melalui suatu ikatanresidu umum,melcbihi ikatan Gelungan regio yang mengandung peptida. jalur modular bertahap menyederhanakan pelipatan dan jumlah minimal yang diperlukan untuk menghubungkan regio-regio pemrosesan polipeptida yang baru DIBENTUK menjadi protein yang berdekatan pada struktur sekunder. Gelungmatang.

32

35 33

EMPAT ORDO STRUKTUR PROTEIN Sifat modular pada sintesis dan pelipatan protein terdapat dalam konsep ordo struktur protein: struktur primer, sekuens asam amino dalam suatu rantai polipeptida; struktur sekunder, pelipatan segmcnsegmen pendek (3 sampai 30 residu) polipeptida yang bcrdekatan menjadi unit-unit yang tcratur secara geomctris; struktur tersier, penyusunan unit struktural sekunder menjadi unit fungsional yang lebih besar misalnya polipeptida matang dan domain-domain komponennya; dan struktur kuaterner, jumlah dan tipe unit polipeptida pada protein oligomcrik dan susunan spasial nya.

STRUKTUR SEKUNDER Ikatan Peptida Membatasi Kemungkinan Konformasi Sekunder Rotasi bebas hanya dapat terjadi mengelilingi dua dari tiga ikatan kovalen rantai utama polipeptida: ikatan a-karbon (Ca) ke karbon karbonil (Co), dan ikatan Ca ke nitrogen (Gambar 3-4). Karakter ikatan-rangkap parsial pada ikatan peptida yang menghubungkan Co dengan a-nitrogen mengharuskan karbon karbonil, oksigen karbonil, dan a- nitrogcn tetap koplanar sehingga rotasi tidak dapat terjadi. Sudut yang mengelilingi ikatan Ca—N disebut sudut phi (cl>), dan yang mengelilingi ikatan Co—Ca disebut sudut psi (\|/). Untuk asam amino selain glisin, sebagian besar kombinasi sudut phi dan psi tidak dapat terjadi karena hambatan sterik (Gambar 5-1). Gambar 5-4. Ikatan hidrogen (garis titik-titik) yang terbentuk antara atom H Konformasi prolin bahkan lebih terbatas karena tidak adanya rotasi dan O menstabilkan suatu polipeptida dalam konformasi a-heliks. (Dicetak bebas ulang pada denganikatan i/in dari Haggis GH, et al: Introduction to Molecular Biology.

Gnmbnr 5-1. Plot Ramachandran sudut-sudut phi (O) d.in psi (T) rantai utama untuk sekitar 1000 residu non-glisin di 8 protein yang strukturnya diuraikan dengan resolusi tinggi. Titik-titik mewakili kombinasi yang dapat terjadi dan ruang kosong mewakili kombinasi sudut phi dan psi yang tidak mungkin terjadi. (Diproduksi ulang dengan jzin dari Richardson IS: The- analomy and Gambar 5-5. Jarak dan pada ikatan lembarHak |i terlipat taxonomy of protein strutsudut Hires.ikatan Adv Protein Chem hidrogen 1981;34:1C>7. cipta (' antiparalel dan ulang paralel. Tandai/inpanah menunjukkan arah masing-masing untai. 1981. Dicelak dengan dari Elsevier.) Atom a-nitrogen pendonasi hidrogen diperlihatkan sebagai lingkaran berwarna. Ikatan hidrogen ditunjukkan dengan garis putus-putus. Agar penyajian jelas, gugus R dan hidrogen dihilangkan. Atas: Lembar |3 antiparalel. Pasangan ikatan amino, berselang-seling dengan heliks aantara kinansaling (RIGHTberdekatan HANDED) sebagai heliks yang hidrogen dan berjauhan serta lebih stabil, dan hanya heliks A kinan terdapat di Lembar protein. berorientasi agak tegak lurus terhadap rantai utama yang polipeptida. Bawah: Diagram skematis protein heliks a arah berlainan. |5 paralel. Ikatan hidrogen berjarakmcmperlihatkan teratur tetapi miring dengan

sebagai silinder. Stabilitas suatu heliks a terutama disebabkan oleh ikatan Regio-regio struktur sekunder yang teratur, terbentuk jika hidrogen yang terbentuk antara oksigen pada karbonil ikatan serangkaian residu aminoasil mcngadopsi sudut phi dan psi yang peptida dan atom hidrogen pada nitrogen ikatan peptida residu di terminal amino hilir ataurantai karboksil ekstrem dan ditandai oleh Segmcn-segmenireguler panjangmemiliki polipeptida (mis. lengkung) dapat keempat di sebelah polipeptida (Gambar anserupa. yang konformasinya peran biologis penting. fleksibilitas konformasi yang tinggi. Pada banyak keadaan, BAGIAN memiliki berbagaigelungan sudut yang tersebut. Sudut-domain-domain sudut yang 5- 4). Kemampuan untuk membentuk ikatan hidrogen dalam jumlah Pada banyak enzim, menjembatani yang’’berantakan” ini menjadi teratur setelah berikatan dengan mendefinisikan dua tipepengikatan paling umum struktursering sekunder, hcliks a (a HELIX)maksimal, yang diperkuat oleh interaksi van der Waals di bagian yang berperan dalam substrat mengandung ligan. Fleksibilitas ini memungkinkan bagian inikekuatan bekerja inti pada struktur struktural yang terkemas rapat ini, merupakan dan lembar P (p SHEET masingdalamprotein kuadran residu aminoasil yang), ikut sertamasing dalamtermasuk katalisis.di Pada sebagai tombol pengendali ligan yang memengaruhi struktur dan pendorong termodinamik bagi terbentuknya heliks a. Karena kiri bawah dan atas pada plot Ramachandran (Gambar 5-1). motif pengikat DNA, misalnya represor dan faktor transkripsi, fungsi protein. nitrogen ikatan peptida pada prolin tidak memiliki sebuah atom HELIKS-GELUNGAN-HELIKS membentuk bagian pengikat hidrogen untuk disumbangkan ke ikatan hidrogen, prolin hanya Heliks Alfa oligonukleotida. Motif struktural, misalnya motif he 1 i KSStruktur Tersier & Kuaterner dapat diakomodasikan secara stabil pada putaran pertama hcliks a. Rantai utama padadisuatu a berpuntir sama GELUNGAN -He 1 polipeptida iks yang berada antaraheliks struktur sekunder dan Jika berada di tempat lain, prolin pada mengganggu konformasi heliks. Istilah ’’struktur tersier” merujuk konformasi tiga- dimensi besarnya mengelilingi masing-masing karbon. Karena a dengan sudut di phi tersier sering dinamai STRUKTUR SUPERSEKUNDER terletak Karena ukurannya yang kecil, glisinruang jugatigaserins; menyebabkan keseluruhan suatu polipeptida. Dalam dimensi, struktur sekitar -57 derajat sudut psi sekitar -47 Satubanyak putaran permukaan protein dan sehingga terpajan olehderajat. pelarut, penekukan di heliks a. ini menunjukkan bagaimana gambaran struktur sekunder heliks, gelungan tekukan membentuk bagian3,6yang mudah diakses, sempurnadan heliks mengandung rata-rata residu aminoasil, dan Banyak heliks belokan, a memiliki R yangtersusun dominanmembentuk hidrofobik lembaran, tekukan, dangugus gelungan atau epitop untuk pengenalan dan pengikatan antibodi. jarak per putaran (PITCH- nya) adalah 0,54 nm (Gambar 5-2). Gugus di salah satu sisi sumbu dan dominan hidrofilik di sisi yangsama lain. Meskipun tidak memiliki yang heliks jelas, a domain dan bagaimana domain-domain ini berhubungan satu R pada masingmasing residuregularitas aminoasil struktural dalam sebuah HELIKS AMFIFATIK ini beradaptasi baik terhadap pembentukan namun gelungan dalamProtein konformasi spesifik yang lain dalam ruang. Domain adalah suatu bagian dari struktur protein menghadap keluar terdapat (Gambar 5-3). hanya mengandung asam pertemuan regiotugas polarkimia danatau nonpolar, misalnya bagian distabilkan melalui ikatan hidrogen, jembatan garam, dan interaksi yang mampu antara melakukan fisika tertentu, misalnya Linterior protein yang hidrofobik dengan lingkungan airnya. hidrofobik dengan bagian lain protein. Namun, tidak semua bagian mengikat substrat atau ligan lain. Domain lain dapat berfungsi Kelompok-kelompok heliks amfifatik dapat menciptakan suatu protein selalu teratur. Protein dapat mengandung bagian-bagian menghubungkan protein dengan membran atau kanal, atau pori yang yang ’’berantakan”, sering

Wiley, 1964. Dicetak ulang dengan i/in Pearson Education Limited.) N—Ca.

BAB 5: PROTEIN: STRUKTUR ORDO TINGGI /

36/ BAGIAN I: STRUKTUR & FUNGSI PROTEIN & ENZIM

37

tipikal (80-120 kkal/mol), secara kolektif interaksi ini mcnimbulkan derajat stabilitas yang tinggi pada konformasi protein yang fungsional secara biologis, seperti VELCRO FASTENER yang memanfaatkan kekuatan kumulatif banyak simpul dan kait. Sebagian protein mengandung ikatan disulfida (S—S) kovalen yang menghubungkan gugus-gugus sulfhidril residu sisteinil. Pembentukan ikatan disulfida melibatkan oksidasi gugus sulfhidril sisteinil dan memerlukan oksigen. Ikatan disulfida intrapolipcptida semakin meningkatkan stabilitas konformasi bcrlipat suatu peptida, sementara ikatan disulfida antarpolipeptida menstabilkan struktur kuaterner protein oligomerik tertentu.

COOH

CH OH

STRUKTUR TDGA-DflMENSI] DI1TENTUKAN DENGAN KRISTALOGRAFI] SINAR-X ATAU SPEKTROSKOP1 NMR G A M B A R 5 - 7 . Suatu belokan [5 ((5-turn) yang menghubungkan dua segmen pada lembar p antiparalel. Garis putus-putus menunjukkan ikatan hidrogen antara asam amino pertama dan krrmpat pada segmen empat-residu Ala-Gly-Asp-Ser.

Gambar 5-6. Contoh struktur tersier protein. Atas: Enzim triosa fosfat isomerase. Perhatikan susunan yang elegan dan simetris dari lembar f3 dan heliks a yang berselang-seling. (Sumbangan J Richardson.) Bawah: Dua struktur domain dari subunit suatu enzim homodimerik, HMG-KoA reduktase kelas II bakteri. Seperti ditunjukkan oleh residu bernomor, polipeptida tunggal berawal di domain besar, masuk domain kecil, dan berakhir di domain besar. (Sumbangan C Lawrence, V Rodwell, clan C Stauffacher, Purdue University.)

•

berinteraksi dengan molekul regulatorik yang memodulasi fungsi protein tersebut. Suatu polipeptida kecil misalnya triosa fosfat isomerase (Gambar 5-6) atau mioglobin (Bab 6) dapat mengandung satu domain. Sebaliknya, protein kinase mengandung dua domain. Protein kinase mengatalisis pemindahan sebuah gugus fosforil dari ATP ke peptida atau protein. Bagian terminal amino pada polipeptida, yang kaya

akan lembar (i, mengikat ATP, sementara domain terminal karboksil, yang kaya akan heliks a, mengikat peptida atau substrat protein (Gambar 5-8). Gugus yang mengatalisis pemindahan fosforil terletak di gelungan yang berada di pertemuan kedua domain. Pada sebagian kasus, protein tersusun oleh lebih dari satu polipeptida, atau protomer. Struktur kuatcrncr menentukan komposisi polipeptida pada suatu protein dan, untuk protein oligomerik, hubungan spasial antara subunit-subunitnya atau protomer-protomernya. Protein monomerik terdiri dari satu rantai polipeptida. Protein dimerik mengandung dua rantai polipeptida. Homodimer mengandung dua salinan dari rantai polipeptida yang sama, sedangkan pada heterodimer polipeptidanya berbeda. HurufYunani (ex, [3, y, dst) digunakan untuk mcmbedakan subunitsubunit yang berbeda pada suatu protein heterooligomcrik, dan subskrip menunjukkan jumlah masing-masing jenis subunit. Sebagai contoh, a4 menunjukkan protein homotetramerik, dan P2y adalah suatu protein dengan lima subunit dari tiga tipe berbeda. Karena bahkan protein kecil mengandung ribuan atom, penggambaran struktur protein yang menunjukkan posisi setiap atom umumnya terlalu rumit untuk diinterpretasi. Oleh karena itu, diagram skematis sederhana digunakan untuk melukiskan fitur-fitur kunci pada struktur tersier dan kuaterner protein. Diagram pita (Gambar 56 dan 5- 8) menelusuri konformasi rantai utama polipeptida, dengan silinder dan tanda panah masing-masing menunjukkan regio heliks O. dan lembar (3. Pada penggambaran yang lebih sederhana lagi, segmen-segmen garis yang menghubungkan

Kristalografi Sinar-X

G A M B A R 5 - 8 . Struktur domain. Protein kinase mengandung dua domain. Domain terminal amino atas mengikat donor fosforil ATP (warna terang). Domain terminal karboksil di sebelah bawah diperlihatkan mengikat suatu substrat peptida sintetik (warna gelap).

karbon a menunjukkan jalur rantai utama polipeptida. Diagram skematis ini sering mencakup rantai samping asam- asam amino tertentu yang menekankan hubungan spesifik antara struktur dan fungsi.

BANYAK FAKTOR YANG MENSTABILKAN STRUKTUR TERSIER & KUATERNER Ordo-ordo tinggi pada struktur protein distabilkan terutama—dan sering secara eksklusif-—oleh interaksi nonkovalen. Hal yang utama dari berbagai interaksi tersebut adalah interaksi hidrofobik yang mendorong kebanyakan rantai samping asam amino hidrofobik ke bagian interior protein yang melindunginya dari air. Kontributor signifikan lain adalah ikatan hidrogen dan jembatan garam antara karboksilat asam aspartat dan glutamat dan rantai samping dengan muatan berlawanan dari residu lisil, arginil, dan histidil berproton. Sementara secara individual relatif lemah dibandingkan ikatan kovalen

Setelah John Kendrew bcrhasil mcmecahkan misteri struktur tigadimensi mioglobin pada tahun 1960, kristalograsi sinar-X mulai digunakan untuk mengctahui struktur ribuan protein dan banyak virus. Agar strukturnya dapat diketahui dengan kristalografi sinarX, suatu protein mula-mula harus diendapkan dalam kondisi yang dapat membentuk kristal-kristal besar teratur. Untuk menciptakan kondisi yang sesuai, dilakukan percobaan dengan menggunakan beberapa mikroliter larutan protein dan suatu matriks variabel (suhu, pH, keberadaan garam atau zat terlarut organik misalnya polictilen glikol) untuk menciptakan kondisi optimal bagi pembentukan kristal. Kristal yang telah diletakkan pada kapiler QUARTZ mula-mula diradiasi dengan sinar-X monokromatik dengan panjang gelombang sekitar 0,15 nm untuk memastikan bahwa kristal tersebut adalah protein bukan garam. Kristal protein kemudian dibekukan dalam nitrogen cair untuk pengumpulan data beresolusi-tinggi selanjutnya. Pola difraksi yang terbentuk sewaktu sinar-X dibiaskan oleh atom dalam perjalanannya direkam pada sebuah lempeng fotografik atau ekuivalen komputernya sebagai pola titik-titik melingkar dengan intensitas beragam. Data yang didapatkan dalam titik-titik ini kemudian dianalisis dengan menggunakan pendekatan matematis yang disebut SINTESIS FOURIER yang menjumlahkan fungsi gelombang. Amplitudo gelomb ang berkaitan dengan intensitas titik, tetapi karena gelombang tidak berada dalam fase yang sama, hubungan antara fase-fasenya harus ditentukan. Pendekatan tradisional yang dilakukan untuk mengatasi ’’masalah fase” adalah dengan menggunakan ISOMOIPHONS DISPLACEMENT. Sebelum iradiasi ke dalam kristal dimasukkan atom dengan karakteristik sinar-X tertentu di posisi-posisi tertentu di struktur primer protein.

BAB 5: PROTEIN: STRUKTUR ORDO TINGGI / 39 38

/ BAGIAN I: STRUKTUR & FUNGSI PROTEIN & ENZIM

Isomorphous displacement atom berat biasanya menggunakan air raksa atau uranium, yang mengikat residu sistein. Pendekatan alternatif adalah dengan menggunakan protein rekombinan yang disandi oleh plasmid dengan selenium yang menggantikan sulfur pada metionin. Ekspresi menggunakan suatu pejamu bakteri yang auksotrofik untuk biosintesis metionin dan medium tertentu dengan selenometionin yang menggantikan medonin. Pendekatan paling mutakhir adalah dengan memanfaatkan semakin banyaknya struktur tiga-dimensi yang telah diketahui. Jika struktur yang sedang diteliti serupa dengan struktur yang telah dipecahkan, maka digunakan molecularreplacement pada model yang sudah ada sebagai pengganti isomorphous displacement dengan memakai atom berat serta merupakan cara menarik untuk memperoleh data. Yang terakhir, hasil dari penentuan fase dan penjumlahan Fourier adalah profil densitas elektron atau peta tiga-dimensi mengenai mekanisme pengikatan atau hubungan atom satu sama lain.

Kristalografi Sinar-X Laue Kemampuan sebagian enzim yang telah mengkristal untuk mengatalisis reaksi kimia merupakan petunjuk kuat bahwa struktur yang diketahui melalui kristalografi memang mewakili struktur yang terdapat bebas dalam larutan. Namun, kristalografi klasik memberikan gambaran suatu protein yang pada dasarnya statik yang dapat mengalami perubahan struktural bermakna seperti yang menyertai katalisis enzim. Pendekatan Laue menggunakan difraksi sinar-X polikromatik, dan banyak kristal. Proses memutar kristal dalam berkas sinarX yang memakan waktu dapat dihindari sehingga waktu pajanan dapat berlangsung sangat singkat. Untuk mendeteksi gerakan residu atau domain suatu enzim sewaktu katalisis digunakan kristal yang mengandung analog substrat inaktif atau ’’terkurung” yang menjadi substrat hanya setelah terpajan oleh cahaya tampak. Hal ini memicu katalisis. Data yang diperoleh bahkan dalam waktu sesingkat beberapa nanodetik kemudian dapat dianalisis untuk memperlihatkan perubahan struktur yang terjadi selama katalisis.

Spektroskopi Nuclear Magnetic Resonance Spektroskopi nuclear magnetic resonance (NMR), suatu pelengkap kristalografi sinar-X yang sangat bermanfaat, mengukur absorbance energi elektromagnetik frekuensi radio oleh nukleus atom tertentu. Isotop ”aktif-NMR” dari unsur- unsur yang secara biologis relevan antara lain adalah *H, 13C, I5N, dan 31 P. Frekuensi, atau pergeseran kimia, saat suatu nukleus tertentu menyerap energi adalah fungsi dari gugus fungsional tempat nukleus tersebut berada dan kedekatan dengan nukleus aktifNMR lainnya. Spektroskopi NMR

dua-dimensi memungkinkan kita memperoleh gambaran tigadimensi suatu protein yang akan dibuat dengan menentukan kedekatan nukleus-nukleus ini satu sama lain. Spektroskopi NMR menganalisis protein dalam larutan air yang menghindari keharusan membentuk kristal. Karena itu, dengan menggunakan spektroskopi NMR kita dapat mengamati perubahan dalam konformasi yang menyertai pengikatan ligan atau kataJisis. Namun, hanva spektrum protein yang relatif kecil, bcrukuran f/< k\ patch. (Dimodifikasi dan diproduksi ulang dengan izin dari Slrycr L: Biochemistry, 4th ed. Freeman. I l.ik Cipta ©1995 WH Freeman and Company.)

BANYAK HEMOGLOBIN MUTAN PADA MANUSIA TELAH BERHASIL DflDDENTIFIKASI Mutasi di gen-gen yang menyandi subunit a atau [i hemoglobin berpotensi memengaruhi fungsi biologis hemoglobin. Namun, hampir semua dari lebih 900 hemoglobin mutan pada manusia yang telah diketahui sangat jarang ditemukan dan jinak tanpa' menimbulkan masaJah klinis. Jika suatu mutasi memang menimbulkan gangguan fungsi biologis, keadaannya disebut hemoglobinopati. URL http://globin. cse.psu.edu//(Globin Gene Server) menyediakan informasi mengenai—dan akses tentang— hemoglobin normal dan mutan. Beberapa contoh diberikan berikut ini.

Methemogllobon & Hemoglobin M Pada methemoglobinemia, besi heme adalah ferri dan bukan ferro. Jadi, methemoglobin tidak dapat mengikat atau mengangkut 02. Secara normal, enzim methemoglobin reduktase mereduksi Fe3* methemoglobin menjadi Fe2*. Methemoglobin dapat terbentuk oleh oksidasi Fe 2’ menjadi Fe3’ sebagai efek samping obat, seperti sulfonamid, dari hemoglobin M herediter, atau akibat berkurangnya aktivitas enzim methemoglobin reduktase. Pada hemoglobin M, histidin F8 (His F8) diganti oleh tirosin. Besi pada HbM membentuk kompleks ionik ketat dengan anion fenolat tirosin yang menstabilkan bentuk Fe 3’. Di varian hemoglobin M rantai a, keseimbangan R- T menguntungkan keadaan T. Afinitas oksigen berkurang,

dan efek Bohr tidak dijumpai. Varian hemoglobin M rantai [5 memperlihatkan pertukaran R-T sehingga terjadi efel< Bohr. Mutasi yang menguntungkan keadaan R (misalnya hemoglobin Chesapeake) meningkatkan afinitas O,, Jadi, hemoglobin ini tidak dapat menyalurkan O, secar^ memadai kc jaringan perifer. Hipoksia jaringan yang terjadi menyebabkan polisitemia, suatu peningkatan konsentrasi eritrosit.

Hemoglobin S Pada HbS, asam amino nonpolar valin menggantikan residu permukaan polar Glu6 subunit [i yag membentuk suatu "sticky patch'' (bercak lengket) hidrofobik pad;\ permukaan subunit (3 baik oksiHbS maupun deoksiHbS. Baik HbA maupun HbS mengandung satu STICKY P‘*TCT) komplementer pada permukaan yang terpajan hanya pad;\ keadaan terdeoksigenasi, yaitu keadaan R. Jadi, pada PO^ rendah, deoksiHbS dapat mengalami polimerisasi menjadi serat panjang yang tidak-larut. Pengikatan deoksiHbA mengakhiri polimerisasi serat karena HbA tidak memiliki STICKY PATCH kedua yang diperlukan untuk mengikat molekul Hb yang lain (Gambar 6-1 1). Serat heliks yang terpuntir ini menyebabkan distorsi eritrosit menjadi bentuk khas sabit sehingga sel ini menjadi rentan mengalami lisis di interstisium sinusoid limpa. Serat-serat ini jugu menimbulkan banyak efek klinis sekunder. Pada PO, rendah seperti di ketinggian, kecenderungan pembentukan polimer akan meningkat. Terapiterapi baru bagi penyakit sel sabit

51

RINGKASAN

DAMPAK BOOMEDIS

Mioglobin bersifat monomerik; hemoglobin adalah suatu tetramer dari dua

Mioglobinuria Peter J. Kennelly, PhD & Victor W. Rodwell, PhD

tipe subunit (ci.p, pada HbA). Meskipun memiliki struktur primer

Setelah terjadinya suatu ccdcra merusak yang masif, mioglobin yang dibebaskan dari serabut otot yang rusak akan mewarnai urine menjadi mcrah tua. Setelah terjadinya infark miokardium, dapat didcteksi adanya mioglobin di dalam plasma, tetapi pemeriksaan enzim serum (lihat Bab 7) merupakan indcks cedera miokardium yang lebih sensitif. PE RAN BIOMEDIS

dan tersier yang nyaris idcntik.

Enzim adalah polimcr biologis yang mengatalisis reaksi kimia

Anemia yang memungkinkan berlangsungnya kehidupan seperti yang kita kenal.yaitu Keberadaan dan jumlah pemeliharaan yang Anemia, berkurangnya sel darahrangkaian mcrah atauenzim hemoglobin lengkap dan seimbang merupakan hal yang esensial untuk dalam darah, dapat mencerminkan gangguan sintesis hemoglobin menguraikan nutrien menjadi energi (misalnya pada defisiensi besi; Bab 49) dan atauCHEMICAL gangguan BUILDING produksi BLOCK (bahan dasar kimiawi); menyusun bahan-bahan eritrosit (misalnya pada defisiensi asam folat atau vitamin B,,;dasar Bab menjadi protein, DNA, membran, sel, dan jaringan; serta 44).tersebut Diagnosis anemia dimulai dengan pengukuran kadar hemoglobin memanfaatkan energi untuk melakukan motilitas sel, fungsi darah secara spektroskopik. saraf, dan kontraksi otot. Dengan pengecualian molekul RNA Talasemia katalitik atau ribozim, enzim adalah protein. Kekurangan jumlah atau aktivitas katalitik enzim-enzim kunci dapat terjadi akibat Cacat genetik yang dikenal sebagai talasemia terjadi akibat ketiadaan kelainan genetik, kekurangan gizi, atau toksin. Defck enzim parsial atau total satu atau lebih rantai a atau P hemoglobin. Lebih v dapat disebabkan oleh mutasi infeksi oleh tetapi irus atau dari 750 mutasi berbeda telah genetik berhasilatau diidentifikasi, hanya bakteri (misalnya VBaik IBRIO CHOLERAE). Para tiga yangpatogen sering ditemukan. rantai a (talasemia alia) maupun (5 lnmwan kedokteran mengatasi ketidakseimbangan enzim ) (talasemia beta) dapat terkena. Huruf atasaktivitas ( SUPERSCRIPT dengan menggunakan bahan farmakologis untuk menghambat menunjukkan apakah suatu subunit sama sekali tidak ada (a° atau enzim-enzim tertentusintesisnya dan sedangberkurang meneliti terapi (3°) atau apakah (a' gen atausebagai (V). cara Selain untuk mengobati defisiensi transplantasi sumsum tulang,jumlah terapi bersifat sinnomatik. atauHemoglobin fungsi enzim.mutan tertentu sering ditemukan pada banyak populasi, dan pasien mungkin mewarisi lebih dari satu tipe. Oleh sebab itu, ADALAH gangguan KATALIS hemoglobinYANG merupakan suatu&pola fenotipe ENZIM EFEKTIF klinis yang kompleks. Pemakaian pelacak DNA (DNA PROBE) untuk SANGAT SPESIFIK diagnosis penyakit golongan ini Enzim yang mengatalisis perubahan satu atau lebih senyawa dibahas di Bab 39. ( s u b s t r a t ) menjadi satu atau lebih senyawa lain (PRODUK) 6 Hemoglobin Terglikosilasi (HbA ‘Meningkatkan laju reaksi setidaknya 10 kali dibandingkan j'ka lc) tidak dikatalisis. Seperti semua katalis lain, enzim tidak bcrubah Ketika masuk ke eritrosit, glukosa darah menyebabkan glikosilasi secara permanen atau dikonsumsi sebagai k°nsekuensi dari gugus 8-amino residu lisin dan terminal amino hemoglobin. Fraksi keikutsertaannya dalam reaksi yang hemoglobin terglikosilasi yang dalam keadaan normal berjumlah 5%,bersangkutan. sepadan dengan konsentrasi glukosa darah. Karena waktu-paruh sangat efisien, enzim jugahemoglobin merupakan terglikosilasi katalis y ang eritrositSelain biasanya adalah 60 hari, kadar sangat selektif. Tidak seperti kebanyakan katalis yang digunakan (HbA u) mencerminkan kadar glukosa rata-rata dalam 6-8 minggu dalam bidang kimia sintetik, enzim bersifat spesifik baik bagi tipe reaksi yang dikatalisis maupun substrat atati substrat-substrat yang berhubungan erat. Enzim juga Merupakan katalis stereospesifik dan biasanya mengatalisis reaksi dari hanya satu stereoisomer suatu senyawa, misalnya, D-gula, tetapi bukan L-guIa, asam L-amino, tetapi bukan

berbeda, mioglobin dan subunit hemoglobin memiliki struktur sekunder

Heme, suatu tetrapirol siklik yang pada dasarnya planar dan 2, sedikit mengerut, memiliki Fe di bagian tengah yang berikatan dengan keempat atom nitrogen heme, dengan histidin F8, dan pada oksiMb dan oksiHb, jugadengan substrat melalui asam D-amino. Karena berikatan dengan sedikitnya “tigaO,titik perlekatan”, enzim bahkan dapat mengubah pengikatan O, untuk mioglobin berbentuk hiperbola, tetapi untuk substrat Kurva NONCHIRALmenjadi produk CHIRAL. Gambar 7-1 hemoglobin berbentuk sigmoid yikni suatu akibat interaksi kooperatif melukiskan mengapa reduksi substrat piruvat NONCHIRAL yang dalam tetramer. Interaksi kooperatif memaksimalkan kemampuan dikatalisis oleh enzim menghasilkan L-laktat dan bukan hemoglobin untuk mengangkut O, pada PO, paru-paru dan campuran rasemik D-laktat dan L-laktat. Spesifisitas enzim yang menyalurkan O, pada PO, jaringan. sangat tinggi memberi sel hidup kemampuan untuk secara • Afinitas relatif berbagai hemoglobin untuk oksigen dinyatakan sebagai Pso, bersamaan melaksanakan dan secara independen mengontrol yaitu PO, yang menyebabkan hemoglobin mengalami saturasi oksigen bcragam proses kimiawi. sebcsar 50%. Hemoglobin mengalami saturasi pada tekanan parsial organ

respiratorik yang bersangkutan, misalnya paru atau plasenta. ENZIM DIKLASIFIKASIKAN Pada OKSIGENASI hemoglobin, besi, histidin F8, dan residu-residu terkait BERDASARKAN TIPE bergerak ke arah cincin heme. Perubahan konformasi yang menyertai REAKSI

oksigenasi antara lain adalah putusnya ikatan garam dan Nama-nama yang paling sering digunakan untuk kebanyakan melonggarnya struktur kuaterner yang mempermudah pengikatan enzim menjelaskan tipe reaksi yang dikatalisis, diikuti oleh akhiran O, tambahan. -ASE. Contohnya, dchidrogeivw mengeluarkan atom-atom hidrogen, . 2,3-Bisfosfogliserat (BPG) di ruang sentral deoksiHb proterf.fr menghidrolisis protein, dan isomers mengatalisis tataMEMBENTUK ikatan garam dengan subunit p yang MENSTABILKAN ulang dalam konfigurasi. Pemodifikasi dapat teletak di depan atau deoksiHb. Pada oksigenasi, ruang sentral BERKONTRAKSI, BPG di belakang nama enzim untuk menjelaskan substrat enzim (XANTIN dikeluarkan, DAN struktur kuaterner melonggar. oksidase), sumber enzim (ribonuklease PANKREAS), pengaturannya HEMOGLOBIN juga berfungsi dalam transpor CO, dan proton dari (lipase PEKA-HORMON), atau suatu gambaran dari mekanisme jaringan kc paru-paru. Pembebasan O, dari oksiHb di jaringan kerjanya (protease SISTEIN). Jika diperlukan, ditambahkan penanda disertai oleh penyerapan proton karena berkurangnya pAT alfanumerik untuk menunjukkan berbagai bentuk suatu enzim residu histidin. (misalnya RNA polimerase ///; protein kinase • Pada hemoglobin sel sabit (HbS), Val menggantikan [36 Glu Op). HbA, menciptakan suatu "STICKY PATCH” yang memiliki Untuk menghilangkan ambiguitas, UNION OF komplemen di deoksi Hb (tetapiINTERNATIONAL tidak di oksiHb). DeoksiHbS BIOCHEMISTS (IUB) menciptakan suatu sistem terpadu tatanama mengalami polimerisasi pada konsentrasi O, rendah, enzim yaitu setiap enzim dan kode khusus membentuk seratmemiliki yang nama menyebabkan eritrosityang terdistorsi menunjukkan tipe reaksi membentuk sabit.yang dikatalisis dan substrat yang terlibat. Enzim dalam kelas: • dikelompokkan Talasemia alfakcdan betaenam adalah anemia yang masing- masing 1.disebabkan Oksidoreduktase (mengatalisis oksidasi danP reduksi) penurunan produksi subunit a dan HbA. 2.

Transferase (mengatalisis pemindahan gugus seperti gugus glikosil, metil, atau fosforil)

3. 4.

Hidrolase (mengatalisis pemutusan HIDROLITIK c—C, C —O, C—N, dan ikatan lain) Liase, mengatalisis pemutusan C—C, C—O, C—N, dan ikatan lain dengan ELIMINASI ATOM yang menghasilkan ikatan rangkap

CH?

CH |

ASP Y 1 R

ASP X

Y '\ N—H

O

II

+ C— R / HO

/ H

H V* V

I 1

1

CH,

CH.

ASP1X

1

ASP Y

\ (

\ 4VS gto

O

BAB 7: ENZIM: MEKANISME KERJA /

.LY* 35« \ ARG I 352

O/ /

58/ • BAGIAN I: STRUKTUR & FUNGSI PROTEIN & ENZIM 60/ BAGIAN I: STRUKTUR & FUNGSI PROTEIN &

61

7: ENZIM: MEKANISME / 57 BABBAB 7: ENZIM: MEKANISME KERJA / KERJA 55 7:BAB ENZIM: MEKANISME KERJA /

Tabel 7-2. Enzim serum utama yang digunakan dalam

54/ BAGIAN I: STRUKTUR & FUNGSI PROTEIN & ENZIM

f „;i foifnr adalah substrat artifisial Contohnya, />-mtrofen.l fosfat ad _.................... diagnosis klinis. Tabel 7-1. Sekuens asam amino di sekitar tempat katalitik beberapa protease sapi.kedua Regio (Asp yang Y, diperlihatkan TRANSISI TETRAHEDRAL . Aspartat Gambar 7-6) ENZIM MENGGUNAKAN BANYAK O 56/ BAGIAN I: STRUKTUR & FUNGSI PROTEIN & ENZIM adalah regio di kedua sisi tempat katalitik residu seril (S) dan histidil (H) kemudian MEMFASILITASI dekomposisi zat antara tetrahedral kovalen atau nonkovalen. Contoh-contohnva antara' lain adalah MEKANISME UNTUK MEMPERMUDAH R‘ ini dengan mendonasikan sebuah proton ke gugus amino piridoksal tost.u, flavin mononukleotid.i (I MX . flavin adenin \ "• © O*. KATALISIS N —C — R yang terbentuk setelah putusnya ikatan peptida. Kedua dinuklcotida (FAD), tiamin pirorosfat, Glu CHO Pyr yang berbeda aktif dari nya empat dapat mekanisme bekerja sccara CH.NH c biotin, dan ion gugus Enzimaspartat menggunakan berbagaibagian kombinasi KG logam Co, Cu, Mg. Mn. dan Z.W. l ogam adalah CH NH Ser195 E - CHO CHO / IAla bcrsamaan sebagai basa umum atau sebagai asam umum o E— CH.NH. yang paling sering dijumpai. Sekitar sepertiga dari semua umum untuk mempercepat laju reaksi kimia. prostetik Asp 102 His 57 V \ E —CHO Glu karena lingkungan sekitarnya mempermudah ionisasi salah *%>o enzim mengandung KG ion ion logam yang terikat erat dan disebut Pyr Ala satunya, tetapi bukan keduanya. V 1 H % /°“ C 1 Katalisis karena Kedekatan metaJoenzim. Ion-ion logam yang ikut serta dalam reaksi redoks CH H O' I ' G A M B A R 7- 4. Mekanisme "ping-pong" Iuntuk transaminasi. E — CHO dan E — CH^NHj masing-masing mewakili kmplt k CH Asp V umuninva berikatan dengan gugus prostetik, misalnya heme (Bab H & FRUKTOSA-2,6Asp X Agar KIMOTRIPSIN dapat bereaksi, molekul-molekul harus berada dalam jarak enzim-piridoksal fosfat dan enzim-piridoksamin. glui.mi.it *,-^p(Ala, alanin; Pyr, piruvat; (■>) KG, ataua-ketoglutarat; kclompokGlu.besisulfur (Bab 12). Logam juga BISFOSFATASE ADALAH CONTOH yang cukup dckat untuk membentuk ikatan satu sama lain. Semakin HO OH mempermudah pengikatan dan orientasi substrat, ikatan Y \=< 2 menyerang gugus spesifik 102 atau basa (Gambar spesifik. 7-7).lajuPeningkatan REAKSI peka nukleofilisitas terhadap perubahan oksigen seril ISOZIM ADALAH BENTUK ENZIM His IUB. 57 , Pektroffosforil °t°metri5 dan memindahkannya ke I lis ASAM-BASA 25H prostetik. yang membentuk suatu zat antara fosforil-enzim. Fruktosa-6-fosfat sebagai KATALISIS gugus Katalisis ©YANG MENGATALISIS untuk heksokinase adalahKovalen ATP:D-heksosa 6-fosfotra'nsferase dalam konsentrasi proton, tetapi tidak bergantung pada konsentrasi mempermudah serangannya kc karbon karbonil ikatan BERBEDA G A M B A R 7 - 9 . Pengamatan langsung proses pemutusan DNA tunggal yang meninggalkan enzim tersebut. (3) Serangan nukleofilik oleh molekul air, C.2.7.1.1. Nama ini menunjukkan heksokinase sebagai anggota dari Uk yanS dik t;JiS asam lain peptida substrat yang membentuk suatu zat antara asilCT REAKSI SAMA dikatalisis oleh suatu endonuklease restriksi. Molekul DNA yang telah mungkinpada dibantu oleh ASPARTAT Glu 327 yang bekerjayang sebagai sebuah basa dan membentuka-kcto dan Proses katalisis kovalen melibatkan pembentukan suatu ikatan koenzim YANG asam folat dan kobamid berfungsi dalam Enzim FAMILI PROTEASC mcnc enzim pencernaan Koenzim Berfungsi kelas 2 (transferase), subkelas 7 (pemindahan satu gugus fosforil), man SMn Sebagai d; at tlie enzim kovalen. Proton di Asp 102 kemudian berpindah diimobilisasi menjadi manik-manik (abu-abu) diletakkan dalam suatu aliran 6atU S'"*(4) cn, Ortofosfat 'P ' V fosfat anorganik. anorganik dibebaskan dari Arg 257 dan Arg 307 kovalen antara enzim dan satu atau lebih substrat. Enzim yang Rj metabolisme satu-karbon. pepsin, katepsin lisosom, dan pro r, n akseptor sub-subkelas 1 (alkohol adalah fosforil), danVi“heksosa-6” Organisme tingkat-tinggi sering mengeluarkan beberapa versi Pengangkut arus daparMis (tanda57 panahketebal), yang menyebabkan konformasinya memanjang. (DiproduksiSubstrat ulang dengan i/in1,dari I’ilkis S| cl al: 6-Phosphofructo-2melalui gugus amino yang dibebaskan ketika telah mengalami°^/°~ modifikasi tersebut kemudian menjadi suatu H "-N^ Pemutusan di satu tempat restriksi (ditandai oleh warna) oleh suatu menunjukkan bahwa alkohol yang terfosforilasi berada di karbon kinase/fructose-2,6-bisfosf«itasc': A metabolit signaling enzyme. Annu Rev yang secara fisik berbeda dari suatu enzim, dan masing- masing ikatan peptida terputus. Bagian peptida asli dengan satu ufesebagai subst pengangkut—atau (I>) reaktan. Katalisis kovalen memasukkan suatu jalur reaksi baru Koenzim Biochem berfungsi bahanannualrevievvs.org. pe- H, mindah endonuklease menyebabkan molekul DNA memendek yang dapat diamati Annual wvvw. DicetakKATALISIS TERJADI DI sama. BAGIAN :;1995;64:799. ™ StS5)» n NADH Ser 195 enam heksosa. Namun, kita terus menyebutnya sebagai heksokinase. mengatalisis reaksi yang SepertiAKTIF anggota famili protein gugus amino bebas kemudian meninggalkan bagian aktif Asp 102 yang lebi rendah—dan karena itu lebih secara langsung dengan mikroskop karena basa-basa nukleotida pada DNA dengan energi aktivasi NADP gugus—yang ulang dapat dengan didaur-ulang izin). dan memindah- kan banyak substrat His 57 n>! lainnya, katalis-katalis protein atau isozim ini berasal dari enzim dan digantikan oleh molekul air. CHARGE -RELAY NETWORK memperlihatkan fluoresensi. Meskipun endonuklease (lingkaran terbuka) tidak cepat—daripada jalur reaksi dalam larutan homogen. Namun, G A substrat MBAR 7-6 . Mekanisme katalisis oleh suatukatalitik aspartat protease dari tempat pembentukannya ke tempat pemakaiannya. IkatanCdengan Spcsifisitas yang ekstrem danmemperlihatkan efisiensi enzim misalnya duplikasi gen. Isozim dapat perbedaan ringan pen mikian tahaya pad; (f) GUGUSmodifikasi PROSTETIK, KOFAKTOR, & memperlihatkan fluoresensi, dan karenanya tidak terlihat, namun cara molekul kini mengaktifkan molekul air dengan menarik sebuah y«ian NA ’ HOOC—R protease HIV. Tanda panah melengkung menunjukkan arah gerakan elektron. kimiawi pa a enzim bersifat transien. Setelah reaksi koenzim juga menstabilkan substrat, seperti atom hidrogen atau ion mencerminkan adanya lingkunganfaktor yangregulatorik dirancang tertentu dalam sifatXseperti DNA memendek secara57progresif (1 102. _» 4) Ion mengungkapkan den,,n Pada v!' lar 7 uluci'ok.siclasinya ^ , |^ yang tinggi KOENZIM BERPERAN ® Aspartat bekerjasensitivitas sebagai basaterhadap untuk mengaktifkan molekul air dengan proton melalui His ke Asp hidroksida bahwa yang nm ]ika selesai, enzim kembali PENTING ke keadaannya sebelum ter modifikasi. hidrida yang ridal< stabil dalam lingkungan cair sel. Gugus kimia lain sedemikian cermat hanya untuk satu reaksi tertentu. Lingkungan endonuklease berikatan dengan ujung bebas molekul DNA dan bergerak di 4lNi.l '>'eni NAD(P)(Bab 9) atau afinitas substrat (misalnya heksokinase dan —H— —H— mengambil sebuah proton.® Molekul air yang telah aktif menyerang ikatan DALAMJadi, KATAUSIS terbentuk menyerang zat antara asil-enzim dan pergeseran rr a51 1 di Katalisis melibatkan “trias katalitik” satu Glu dan dua His ini yang peptida, peran enzim tersebutOs tetap katalitik. Katalisis kovalen sering yang di- angkut oleh lain adalahresidu gugus metil (folat), >cn '8 teiit deng^J,p)H sepanjang molekul tersebut dari satu tempat ke tempat lain. f,koenzim a ] ^n. s?antara u| “banding disebutmembentuk bagian/tempat aktiftetrahedral (ACTIVE isozim SITE), umumnya antara yang bersifat sementara.atau CD glukokinase) yang zat mengadaptasikan ke jaringan balik prpton mengembalikan proton ke Ser 195 yang ik okh NA serta satu zat antara fosfohistidi! kovalen. terjadi pada enzim-enzim yang mengatalisis reaksiSerpemindahan gugus asil (koenzim A), dan oligosakarida (dolikol). 195 Aspartat Y bekerja sebagai asam untuk mempermudah pemutusan zat antara berbentuklingkungan celah atau kantung. Bagian aktif pada enzimdapat multimerik tertentu. Sebagian isozim juga meningkatkan Banyak enzim mengandung berbagai molekul nonprotein kecil dan memulihkan keadaannya semula. Kimotripsin, meskipun 102 gugus. Residu Asp di enzim yang ikut serta dalam katalisis kovalen tetrahedralpada dan membebaskan produk-produk pecahan dengandan memberikan His 57 laiu pertemuan subunit-subunit kelangsungan hidup denganantara menyediakan salinan “cadangan” ion logam yang ikut serta secara langsung dalam katalisis atau P«ubrd!l%NAD(P)H 'LUatU dehidr°Sen;lS^r>J,1l,‘' Seba«dir, sering terletak yang sesuai (lihat Bab 8), laju reaksi katalitik dipantaumuncul setara sebuah proton ke gugus amino yang baru terbentuk. Pemindahan proton mengalami modifikasi sewaktu proses yang katalisis, umumnya adalah sistein atau serin dan kadang- kadang histidin. Banyak Koenzim, Kofaktor, & Gugus RESIDU KATALITIK merekrutsuatu residuresidu dari lebih satu monomer. Bagian aktif tiga'S dal llmBERSIFAT - Padn ’ an dijumpai p^v j/ ^^--ng kasu* ^ enzim esensial. pengikatan substrat. Molekul/ion ini, yang disebut gugus prostetik, dengan jumlah enzim yang ada, yang memungkinkan kita selanjutnya dari Asp X ke Asp Y memulihkan tanpa perubahan ketika reaksi selesai. Tripsin dan clastasc Katalisis kovalen sering mengikuti suatu mekanisme “ping-pong”, Prostetik adalahCONSERVED Turunan Vitamin "HIGHLY " B dimensi ini melindungi substrat protease ke keadaan awalnya.dari pelarut dan mempermudah kofaktor, Gambar dan koenzim, memperluas kemampuan 7 - 7 . Katalisis oleh ragam kimotripsin. ® Sistem katalisis CHARGE-RELAY mengukur konsentrasi enzim. 340 menggunakan mekanisme katalitik serupa, tetapi jumlah yaitudimungkinkan mekanisme dengan substrat pertama yang nukleofil terikat yang dan fcxk^. satu proton darigugus Ser 195, menyebabkannya katalisis.AKTOVBTAS Substrat mengikat KATALITIK bagian aktif di rcgio yang bersifat melebihi mengeluarkan yang oleh fungsional (yang menjadi jumlahnya Vitamin B larut-air merupakan komponen penting berbagai koenzim. His 196 residu di pemindah proton Ser-His-Asp berbeda. keduanya terikatmembentuk (Gambar Anggota-anggota dari suatu famili enzim, misalnya protease aspartat komplementer dengan bagian substrat yang TIDAK mengalami kuat.samping ® dibebaskan Ser 195 yang sebelum telah aktifsubstrat menyerang ikatan peptida terbatas) lebih diproduknya rantai aminoasil peptida. yang diproduksi oleh virus imunodefisiensi manusia (HIV), Selain vitamin B, beberapa koenzim mengandung gugus adenin, ENZIM MEMPERMUDAH Enzimologi Molekul Tunggal suatu 7-4).zat antara tetrahedral transien. (D Pembebasan peptida terminal amino atau serin menggunakan mekanisme serupa untuk mengatalisis suatu perubahan kimiawi sewaktu reaksi berlangsung. Pengikatan ini memiliki kesamaan mekanisme katalisis. Katalisis melibatkan dua ribosa, dan fosforil AMP atau A OP (Gbr. dipermudah oleh donasi sebuah proton ke gugus amino yang baru terbentuk oleh DETEKSINYA tipe reaksi tetapi bekerja pada substrat yang berbeda. Famili-famili secara simultan menyatukan bagian-bagian yang AKANPada tahap GugusHisSUBSTRAT ke 7-195. 57Prostetik dari sistem C H A R G ETerintegrasi - R E L A Y ini menghasilkanErat zat antara asil-Ser residu aspartil yang bekerja sebagai substrat katalis asam-basa. 2). ©Nikotinamid adalah komponen koenzim redoks NAD dan NADP, Terbatasnya sensitivitas pengukuran konsentrasi enzim tradisional MENGINDUKSI PERUBAHAN enzim tampaknya berasal dari proses duplikasi gen yang Panjangge, 4 57 dan Asp 102 berkolaborasi untuk mengaktifkan satu molekul air ombang(nm) yang mengalami perubahan gugus-gugus fungsional dalamHisStruktur Enzomra Jumlah enzim yang sedikit dalam sebagai selresidu mempersulit sementara riboflavin adalah komponen koenzim redoks FMN dan pertama reaksi, dengan sebuahrelatif aspartat yang di berfungsi basa umum mengharuskan digunakannya sekelompok besar, atau ansambel, menciptakan salinan kedua dari gen yang menyandi enzim tertentu. KONFORMASI PADA ENZIM menyerang asil-Ser 195 dan membentuk zat antara tetrahedral kedua. © Sistem peptidil aminoasil. Bagian aktif jugakonsentrasi mengikat sebuah dan mengarahkan HKTPOSU*adalah ':n,aro9eno: ’ J. Fruktosa-2,6-Bisfosfatase Glu 72 FAD. Asam pantotenat komponen dari koenzim A pengangkut penentuan keberadaan enzim tersebut. (Asp X, Gambar 7-6) dan mengekstraksi proton dariNamun, molekul G A M B A R 7 - 1 0 . Spekirum absorpsi NAD* h adalah untuk molekul enzim untuk menghasilkan produk dalam jumlah yang 1 1 C H A R G E dibedakan - R E L A Y mendonasikan satuintegrasinya protonda ke Seryang 195 yang ProteinS^rK^^C yang disandi oleh kedua gen kemudian dapat Gugus prostetik berdasarkan kuat mempermudah dan * tidak dU> > mengalami kofaktor atau gugus prostetik. Banyak residu amino asil yang gugus asil. Sebagai pirofosfatnya, tiainin ikut serta dalam larutan 44 mg/L dalamembebaskan kemampuan untuk secara lebih cepat bersifat mengubah ribuan molekul suatu air dan menyebabkannya nukleofilik. Nukleofil yang m sebuah " Nmengibaratkan ADh Pada akhir abad ke-19, Emil Fischer ikatan yang dapat Fruktosa-2,6-bisfosfatase, diukur. Oleh sebab itu,yakni data yang suatudiperoleh enzim regulatorik mencerminkan pada penguraian zat antara tetrahedral untuk peptida terminal karboksil evolusi secara mandiri untuk mengenai substrat yang berbeda—dan stabil ke dalam struktur protein melalui gaya-gaya NADP' dan NADPH masing-,^ mesebagai ^>n j; analog dengan diperolehsubstrat dari berbagai rantaimenyerang polipeptida (Gambar 7-3) ikutelektrofilik asam tertentu menjadi produk memudahkan masing-masing terbentuk ini bagian kemudian karbon karbonil ©.sangat spesifik cm. antara enzim dan substratnya kunci dan dekarboksilasi anak kemampuan glukoneogenesis katalitik (Bab rata-rata 20), mengatalisis pembebasan hidrolitik membentuk, contohnya, kimotripsin, yang memecah ikatan peptida NAD' dan NADH. """.I* ^ serta menentukan karakter tiga dimensi dan ukuran yang hidrolisis besaraktivitas enzim mengungkapkan Pengukuran pada untuk ikatan peptida yangkeberadaanya. menjadi sasaran yang kuncinya. Meskipun perumpamaan “kunci dan anak kuncinya” dapat fosfat di karbon 2 fruktosa 2,6-bisfosfat. Gambar 7-8 melukiskan di G A M B A R 7 - 5 . Gambaran dua-dimensi model I N D U C E D F I T Koshlnnd untuk pada bagian aktif. katalitik enzim sering digunakan dalam laboratorium klinis dan membentuk zat antara Gambar 7-3.peran Gambaran dua-dimensi sebuahaktif substrat dipeptida, glisil-tirosin menjelaskan spesifisitas yang sangat tinggi pada interaksi enzimketujuh residu bagian enzim. bagian aktif sebuah liase. Pengikatan substrat A-B menginduksi perubahan yang terikat*di dalam bagian aktif karboksipeptidase A. riset. Pada kondisi substrat, namun kesan bahwa bagian aktif enzim bers.fat kaku tidak konformasi di enzim yang menyejajarkan residu-residu katalitik yang ikut serta uk n y Afdan 0‘B•*dum diukur. Sfj sesua, dalam katalisis serta meregangkan ikatan antara ail sehingga ikatan tersebut H O I II R—N —C —R.

JA/Q 307

HIF* \ 382 V; ARG . :_H».2S8 _ * 257

I

J

1

U

m‘ *25" **£TT

"

>5: S-C"

ada tcknik i>(:R su

' fj /*r/W olipner?f yan^ lcrm°stabil yang diarahkan °c

-

Subunit

HHHH HHHM HHMM HMMM

dalam kadar v P^da awalnya tcrdap langsung. ^ tCflalu rendah untuk dideteksi Deteksi (RFLP > fr‘,S",c'“ U"P'> Polymorph**

MMM M

Impart

Subunit H dan M disandi oleh gen-gen tersend' ' ekspresinya diatur secara diferensial di berbaeai ' "• ^ Karena jantung mengekspresikan subunit H ha eksklusif, isozim I, mendominasi di jaringan ini SebVt^ isozim I5 mendominasi di hati. Dalam plasma ,1 ° ya’

kita

Protein Fusi Rekombinan

Dimurnikan dengan Kromatografi Afinitas

^uiSn LL

P

'Melibatkan ^ Pcnyakit 1 luntington. L j end °nuldease rtrikPeniUtUSan untai ganda F ringan pada DNA ' yang dapat mendeteksi pcrubaib* 1VV

Pcnppn-i.

1

Vane. ...

..oi#

,

terdapat sejumlah kecil laktat dehidroeenas*

■ r ' 0;,,~ -j:

ringan

infark miokardium atau pada penyakit hati ' arin rusakmembebaskanberhaffaihpnn,l,:„_i . ’ Jlaktat gan doW yangA^ ^ yang khas rusak membebaskan berbagai bentuk iso C llciro e ke dalam darah. Peningkatan Uj. g nase .°. yang khas ke dalam darah. Peningkatan kadar^ ’^"0860^6 ivduar

Pada DNAM’fyang daPat mendeteksi pcrub:

lebih b tcnl at tC,1 P ' -!ali

Setelah

yang menyandi suatu P^T^^^ ^p^tein modifikasi amino ke protein yang disand, terse .

iruhi

e

yang terbentuk, disebut P»““ cl

)ut me no

^° S

ELAj

°'°gi DNA ; Il0 ARI

^tin^S* en*™*"8 e"zimrcnd

*. dar.'

ENZIIM

& dna ; eiSani"tcan'lah *Uh muncul sebagai * el muncul sebaga'

.

Untuk

™ Vrlukan sampel ^ ;

J SanBa> tinggi- Mengli * j

k°n*• B u

b

s

t

r

a

fusl )Uga

setiap saat

(

dalam darah orang normal dan men, pn untuk cn*'".

n Se Urt dll< i; disandi ol*G, i ilah ion, biasanya kita ‘ 'f

n 8

NA

matnks kromatografi ^ ^ pcngikat_substrat divalen, m.salnya N. ■ berftjngsi sebaga, pada glutat.on S-trans me)ukiskan pemurnian suatu Enzim Nonfungsional akan Membantu GSTPlasma TAG . gambar matriks afinitas

^) penguat

gai

akrif j- tein lv, chi« cob ya'^ d,sandI \A&

NAD'

kemudian mengikat

r ion logam

Enzim dan proenzim tertentu serta s

fisie rea

yang popu.er adalah

“V^S

TUNKA^E^ERUpAKA^ ALAT

ekn

berantai polimerase [ P O L Y M E R A S E C H A I N

domain

a

PENT,hiG UN

katalitik dan spesifisitas katalis enzim. C

matriks

residu hisitidin berurutan.

SB

Meskipun banyak penyakit telah lama^eorang.nZ'f^U diketnh • JU bab oleh perubahan pada DNA seseorang,- nam ' kan& Kk"* atau Renetik

m cmcn x

39 mcnyajikan r»n Bab ;;L ,M ri»c,a »n PCR dan enzim-en*1 —' diagnosis ^iuntukfcP-akai, “ lan

er u I yang terjadi dapat dideteksi dengan memiJa£^1,.1i$ suatuatau“» I,oligomer yang terjadilaktat dapat dideteksi dengan dehidrogenase dengan elektr f\ dan oligomer laktat dehirlmapnoo* . an berb mengukur aktivitas katalitiknya (Gambar 7-12)° an

EINIZHM MEMPERMUDAH DlAGNoc.r FENYAKDIGEWETBIK

JZEL •

lannya {RECO

e

Teknologi DNA rekombinan juga dapat d'8J,na^n menciptakan protein modifikasi yang mudah d murmka dengan kromatografi afinitas. Gen dar, « bersangkutan dikaitkan ke suatu sekue ns ol.gonuU-t.cU

-

a

U scl ra

^Pa T

;

Glukosa

N

8 - —”' 5

dlel

resikan dalam miki, «p '.‘^P^sikan dalam U a de ^ ngan mikroba. [l

Je

Plasmid yang menyandi GST IHEKSOKINASE dengan I tempat trombin (I)

na

*anbr TU)

■ A R 7 - 1 2 . Pola normal dan pato, 8 Sb 5ada serum dipisahkan oleh P| , ' erha ihatkan di king (NBT, „ittDbluew'^is®1 is0«m , S nai. Pola A adalah serum diri *o|iuir, n diliu 1 ^

ATP,Mg2

Sk. ADP.Mg *

GLUKOSA-6FOSFAT

Transfeksikan ke DEHIDROGENASE NADPHJ+ H+ sel, lambahkan bahan 6-Fosfoglukonolakton I penginduksi, kemud.an pecahkan sel I Masukkan ke 7 - 11. Pemeriksaan enzim kolom afint- heksokinase

Hati

0

If '

•,

'

dan

C adalah

un.uk penyakil yang

fisiologis dalam darah. Contoh enzim plasma fungsional ini antara lain adalah lipoprotein lipase pseudokohtnesterase, dan proenzim koagulasi darah dan pelarutan bekuan darah (Bab 50). Sebagian besar enzim ini disintesis dan disekresi

dalam

darah

tidak

diketahui.

Enzim plasma yang tampaknya

nonfungsional ini berasal dari erusa an normal rutin eritrosit, leukosit, dan 2

NADP*

Norr»ia|

spesifik

°^e^Plasma juga mengandung banyak enzim lain yang fungsi fisiologisnya

Glukosa 6-fosfat

+ H-

°ksic]asi

r

Catalan: Banyak enzim di atas tidak tercantum.

Gambar heksokinasp. Pembentukan g|u ° tindakan pemurnian afinitas. sejauh mana reaksi akan berlangsung. Persamaan (3) mengatasi hambatan energi aktivasi akan tetap. Dengan °ddard l.p n 8 sc 2003;2*2‘>‘ ' anL telah melemah, tetapi belum antara Rdan terputus total,!' Protein fitsi rekombinan, misaln _ Kc . ’ ymond M . p ' .J REAKSI demikian, jumlah tumbukan dengan energi yang memadai GST atau enzim berlabei-His mudah dim, L 'sedangkan kromatografi ikatan baru antara E dan R belum terbentuk Peter J.juga Kennelly, PhD (& Victor W. Rodwell, Scr J CdStr Ur Mutagenesis ccn °^.Scr untukPhD menghasilkan produkSite-Directed P akan berbanding lurus dengan Ing.c L Lnzyme assays for high-through inc Teori kinetik—disebut teori tumbukan collision theory) —pada afinitas. nika denga n n AG° = -RT In K (3) sempurna. Zat antara transien ini—tidak ada substrat acaujf j eq P, B 0 jumlah tumbukan antara APemahaman dan B, dan karenanya, konsentrasi Memberikan kinetika kimia menyatakan bahwa agar dua molekul bereaksi, «-H 200-1;IS;,,., produk yang berada 2002:102:450 dalam keadaan bebas pada keadaaanf! menggambarkan hubungan antara konstanta keseimbangan Ishii 1 tCaSC mCC,lanism and specificity. Chcm ^ lsniJ'nia A, molar keduanya, yang ditandai dengan tanda keduanya harus (1) saling berdekatan dalam jarak yang Mekanistik ini disebut keadaan transisi, E***R***L. Garis tirik-| REFERENSI Yanag^ dan AG°, dengan R adalah konstanta gas (1,98 kal/mol/ K atau memungkinkan pembentukan ikatan (bond-formingdistance) satu sama utik mewakjli ikatan “parsial" yang sedang mengalami | jika kemampuan untuk mengekspresikan suatu protein dari gen Scha^^OO.^g' "’o'-ulc nanohiosciencc. TW* 8,31 J/mol/K) dan T adalah suhu mudak dalam derajat Kelvin. kurung besar, lain, atau “bertumbukan”; dan (2) memiliki energi kinetik yang ion h H Grculich Brik A, Wong C-H HIV i pembentukan dan pemutusan. I niicros^j ^' of ,h?, ' KO. Direct klon-nya telah diperoleh, residu-residu ammoas.1 spesifik dari 1 K setara dengan hasil kali konsentrasi produk-produk readksi, UrSC f A• ^ ' Proteasc: Merk, • r C°parsial/' ° -glc-„,oleculc D* cukup untuk mengatasi hambatan energi untuk mencapai Reaksi (7) dapatdianggap terdiri dari dua “reaksi jj discovery. Org Biomol Chemdibagi 2003-1-5 drug protein tersebut dapat diubah dengan mengubah kodon-kodonnya masing-masing dipangkatkan sesuai stoikiometrinya, C RB: ^ 0^^'nt Ed 200. =40.-4663 (F) s“Cklin ^: keadaan transisi. Tanda panah ganda menunjukkan reversibilitas, suatu sifat Oleh karena itu, semua yang meningkatkan PERAN BIOMEDIS Conyers GB et al: Med rcquiremc* yang pertama berkorespondensi dengan pembentukan \ dCmic f 7 Su 1 Pman menggunakan site-directed mutagenesrs. Pendekatan ini,reaksi jika hasil kali substrat yang masing- pyrophosphatase masing dipangkatkan sesuai 5 C20S"""" " ^ bstrato Tovo , & Hall. frekuensi atau energi tumbukan di antara substrat akan from < a di^ . intrinsik dari semua reaksi kimia. Oleh karena itu, untuk dan yang kedua dengan peluruhan (D) /at antara keadaan |s resonance and kinetic studies of rl, i ‘ Mao n • digunakan bersama dengan analisis kinetik dan kristalografi sinarstoikiometrinya. Kinetika adalah bidang biokimia yang berkaitan dengan 1990. r le (l), jika A dan B dapat membentuk P dan Q, maka P dan Q juga 2000;39:2347. ° Bioche transisi selanjutnya. dA meningkatkan lajuenzim reaksi yang dijalani substrat-substrat mot,cl for pr0tCl kha$f s Seperti semua reaksi, perubahan E.OrctCrC °Sclcctivitv PS 3 Bcncral >tes Tv ^A, f X, mempermudah peran-peran spesifik FershcA Untuk reaksi A + B