ProteinProtein (akar kata protos dari bahasa Yunani yang berarti "yang paling utama") adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomermonomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida. Molekul protein mengandung karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan kadang kala sulfur serta fosfor. Protein berperan penting dalam struktur dan fungsi semua sel makhluk hidup dan virus. Kebanyakan protein merupakan enzim atau subunit enzim. Jenis protein lain berperan dalam fungsi struktural atau mekanis, seperti misalnya protein yang membentuk batang dan sendi sitoskeleton. Protein terlibat dalam sistem kekebalan (imun) sebagai antibodi, sistem kendali dalam bentuk hormon, sebagai komponen penyimpanan (dalam biji) dan juga dalam transportasi hara. Sebagai salah satu sumber gizi, protein berperan sebagai sumber asam amino bagi organisme yang tidak mampu membentuk asam amino tersebut (heterotrof). Protein merupakan salah satu dari biomolekul raksasa, selain polisakarida, lipid, dan polinukleotida, yang merupakan penyusun utama makhluk hidup. Selain itu, protein merupakan salah satu molekul yang paling banyak diteliti dalam biokimia. Protein ditemukan oleh Jns Jakob Berzelius pada tahun 1838. Biosintesis protein alami sama dengan ekspresi genetik. Kode genetik yang dibawa DNA ditranskripsi menjadi RNA, yang berperan sebagai cetakan bagi translasi yang dilakukan ribosom. [1] Sampai tahap ini, protein masih "mentah", hanya tersusun dari asam amino proteinogenik. Melalui mekanisme pascatranslasi, terbentuklah protein yang memiliki fungsi penuh secara biologi.s

Struktur

Struktur tersier protein. Protein ini memiliki banyak struktur sekunder beta-sheet dan alpha-helix yang sangat pendek. Model dibuat dengan menggunakan koordinat dari Bank Data Protein (nomor 1EDH). Struktur protein dapat dilihat sebagai hirarki, yaitu berupa struktur primer (tingkat satu), sekunder (tingkat dua), tersier (tingkat tiga), dan kuartener (tingkat empat).

struktur primer protein merupakan urutan asam amino penyusun protein yang dihubungkan melalui ikatan peptida (amida). Frederick Sanger merupakan ilmuwan yang berjasa dengan temuan metode penentuan deret asam amino pada protein, dengan penggunaan beberapa enzim protease yang mengiris ikatan antara asam amino tertentu, menjadi fragmen peptida yang lebih pendek untuk dipisahkan lebih lanjut dengan bantuan kertas kromatografik. Urutan asam amino menentukan fungsi protein, pada tahun 1957, Vernon Ingram menemukan bahwa translokasi asam amino akan mengubah fungsi protein, dan lebih lanjut memicu mutasi genetik. struktur sekunder protein adalah struktur tiga dimensi lokal dari berbagai rangkaian asam amino pada protein yang distabilkan oleh ikatan hidrogen. Berbagai bentuk struktur sekunder misalnya ialah sebagai berikut: o alpha helix (-helix, "puntiran-alfa"), berupa pilinan rantai asam-asam amino berbentuk seperti spiral; o beta-sheet (-sheet, "lempeng-beta"), berupa lembaran-lembaran lebar yang tersusun dari sejumlah rantai asam amino yang saling terikat melalui ikatan hidrogen atau ikatan tiol (S-H); o beta-turn, (-turn, "lekukan-beta"); dan o gamma-turn, (-turn, "lekukan-gamma"). struktur tersier yang merupakan gabungan dari aneka ragam dari struktur sekunder. Struktur tersier biasanya berupa gumpalan. Beberapa molekul protein dapat berinteraksi secara fisik tanpa ikatan kovalen membentuk oligomer yang stabil (misalnya dimer, trimer, atau kuartomer) dan membentuk struktur kuartener. contoh struktur kuartener yang terkenal adalah enzim Rubisco dan insulin.

Struktur primer protein bisa ditentukan dengan beberapa metode: (1) hidrolisis protein dengan asam kuat (misalnya, 6N HCl) dan kemudian komposisi asam amino ditentukan dengan instrumen amino acid analyzer, (2) analisis sekuens dari ujung-N dengan menggunakan degradasi Edman, (3) kombinasi dari digesti dengan tripsin dan spektrometri massa, dan (4) penentuan massa molekular dengan spektrometri massa. Struktur sekunder bisa ditentukan dengan menggunakan spektroskopi circular dichroism (CD) dan Fourier Transform Infra Red (FTIR).[6] Spektrum CD dari puntiran-alfa menunjukkan dua absorbans negatif pada 208 dan 220 nm dan lempeng-beta menunjukkan satu puncak negatif sekitar 210-216 nm. Estimasi dari komposisi struktur sekunder dari protein bisa dikalkulasi dari spektrum CD. Pada spektrum FTIR, pita amida-I dari puntiran-alfa berbeda dibandingkan dengan pita amida-I dari lempeng-beta. Jadi, komposisi struktur sekunder dari protein juga bisa diestimasi dari spektrum inframerah. Struktur protein lainnya yang juga dikenal adalah domain. 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.

Kekurangan ProteinProtein sendiri mempunyai banyak sekali fungsi di tubuh kita. Pada dasarnya protein menunjang keberadaan setiap sel tubuh, proses kekebalan tubuh. Setiap orang dewasa harus sedikitnya mengkonsumsi 1 g protein pro kg berat tubuhnya. Kebutuhan akan protein bertambah pada perempuan yang mengandung dan atlet-atlet. Kekurangan Protein bisa berakibat fatal:

Kerontokan rambut (Rambut terdiri dari 97-100% dari Protein -Keratin) Yang paling buruk ada yang disebut dengan Kwasiorkor, penyakit kekurangan protein.[7] Biasanya pada anak-anak kecil yang menderitanya, dapat dilihat dari yang namanya busung lapar, yang disebabkan oleh filtrasi air di dalam pembuluh darah sehingga menimbulkan odem.Simptom yang lain dapat dikenali adalah: o hipotonus o gangguan pertumbuhan o hati lemak Kekurangan yang terus menerus menyebabkan marasmus dan berkibat kematian.

Sintese proteinDari makanan kita memperoleh Protein. Di sistem pencernaan protein akan diuraikan menjadi peptid peptid yang strukturnya lebih sederhana terdiri dari asam amino. Hal ini dilakukan dengan bantuan enzim. Tubuh manusia memerlukan 9 asam amino. Artinya kesembilan asam amino ini tidak dapat disintesa sendiri oleh tubuh esensiil, sedangkan sebagian asam amino dapat disintesa sendiri atau tidak esensiil oleh tubuh. Keseluruhan berjumlah 21 asam amino. Setelah penyerapan di usus maka akan diberikan ke darah. Darah membawa asam amino itu ke setiap sel tubuh. Kode untuk asam amino tidak esensiil dapat disintesa oleh DNA. Ini disebut dengan DNAtranskripsi. Kemudian mRNA hasil transkripsi di proses lebih lanjut di ribosom atau retikulum endoplasma, disebut sebagai translasi.

Sumber Protein

Daging Ikan Telur Susu, dan produk sejenis Quark Tumbuhan berbji Suku polong-polongan Kentang

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 Universitas Berkeley menunjukkan bahwa kelinci yang memperoleh protein nabati, lebih sehat dan hidup dua kali lebih lama.

Keuntungan Protein

Sumber energi Pembetukan dan perbaikan sel dan jaringan Sebagai sintesis hormon,enzim, dan antibodi Pengatur keseimbangan kadar asam basa dalam sel

Methode Pembuktian Protein

Tes UV-Absorbsi Reaksi Xanthoprotein Reaksi Millon Reaksi Ninhydrin Reaksi Biuret Reaksi Bradford Tes Protein berdasar Lowry Tes BCAhtt p://www.cbs.dtu.dk/staff/dave/DNA_CenDog.html

PeptidaPeptida merupakan molekul yang terbentuk dari dua atau lebih asam amino. Jika jumlah asam amino masih di bawah 50 molekul disebut peptida, namun jika lebih dari 50 molekul disebut dengan protein. Asam amino saling berikatan dengan ikatan peptida. Ikatan peptida terjadi jika atom nitrogen pada salah satu asam amino berikatan dengan gugus karboksil dari asam amino lain. Peptida terdapat pada setiap makhluk hidup dan berperan pada beberapa aktivitas biokimia. Peptida dapat berupa enzim, hormon, antibiotik, dan reseptor. [1]

Kerangka Gambar Peptida

1. Sintesis PeptidaSintesis peptida dilakukan dengan menggabungkan gugus karboksil salah satu asam amino dengan gugus amina dari asam amino yang lain. Sintesis peptida dimulai dari C-terminus (gugus karboksil) ke N-terminus (gugus amin), seperti yang terjadi secara alami pada organisme. Namun, untuk mensintesis peptida, tidak semudah mencampurkan asam amino begitu saja. Seperti contohnya: mencampurkan glutamine (E) dan serine (S) dapat menghasilkan E-S, S-E, S-S, E-E, dan bahkan polipeptida seperti E-S-S-E-E. Untuk menghindari asam amino berikatan tidak terkendali, perlu dilakukan perlindungan dan kontrol terhadap ikatan peptida yang akan terjadis sehingga ikatan yang terbentuk sesuai dengan yang diinginkan. Langkah-langkah sintesis peptida adalah sebagai berikut: asam amino ditambahkan gugus proteksi. Kemudian asam amino yang diproteksi dilarutkan dalam pelarut seperti dimetyhlformamide (DMF) yand digabungkan dengan coupling reagents dipompa melalui kolom sintesis. Grup proteksi dihilangkan dari asam amino melalui reaksi deproteksi. Kemudian pereaksi deproteksi dihilangkan agar tercipta suasana penggabungan yang bersih. Coupling reagents, contohnya N,N'-dicyclohexylcarbodiimide (DCCI), membantu pembentukan ikatan peptida. Setelah reaksi coupling terbentuk, coupling reagents dicuci untuk menciptakan suasana deproteksi yang bersih. Proses proteksi, deproteksi, dan coupling ini terus dilakukan berulang-ulang hingga tercipta peptida yang diinginkan.[2]

2. Kelas PeptidaPeptida dapat dikelompokkan menurut kemiripan struktur dan fungsinya.[3]

a.Peptida RibosomalPeptida ribosomal disintesis dari translasi mRNA. Peptida ini berfungsi sebagai hormon dan molekul signal pada organisme tingkat tinggi. Secara umum, peptida ini mempunyai strukstur linear.

b.Peptida non-RibosomalPeptida non-Ribosomal disintesis dengan kompleks enzim. Peptida ini terdapat pada organisme uniselular, tanaman, dan fungi. Pada peptida ini terdapat struktur inti yang kompleks dan mengandung pengaturan yang berbeda-beda untuk melakukan manipulasi kimia untuk menghasilkan suatu produk. Secara umum, peptida ini berbentuk siklik, walaupun ada juga yang berbentuk linear.

c.Peptida Hasil Digesti ( Digested peptides )Peptida ini terbentuk dari hasil proteolisis non-spesifik dalam siklus digesti. Peptida hasil digesti secara umum merupakan peptida ribosomal, akan tetapi tidak dibentuk dari translasi mRNA. Peptida ini juga dapat dibentuk dari protein [yang didigesti dengan protease spesifik, seperti digesti trypsin yang sering dilakukan sebelum mass spectrometry peptide analysis Oleg L. 2010. Welcome to Peptide Guide.http://www.peptideguide.com/index.html

Ikatan peptida

Pembentukan Ikatan Peptida Ikatan peptida merupakan ikatan yang terbentuk ketika atom karbon pada gugus karboksil suatu molekul berbagi elektron dengan atom nitrogen pada gugus amina molekul lainnya. Reaksi yang terjadi merupakan reaksi kondensasi, hal ini ditandai dengan lepasnya molekul air ketika reaksi berlangsung.[1] Hasil dari ikatan ini merupakan ikatan CO-NH,[2] dan menghasilkan molekul yang disebut amida. Ikatan peptida ini dapat menyerap panjang gelombang 190-230 nm.

Cara Memutus Ikatan PeptidaIkatan peptida dapat dirusak atau diputus dengan melakukan hidrolisis. Ikatan peptida terbentuk dari protein yang mempunyai kecenderungan untuk putus secara spontan ketika terdapat air. Dari hasil pemutusan tersebut, dilepaskan energi sebesar 10 kJ/mol. Namun, proses pemutusan terjadi sangat lambat. Pada umumnya, organisme menggunakan enzim untuk membantu proses pemutusan atau pembentukan ikatan peptida untuk mempercepat reaksi (Bruce A et al. 2002. Molecular Biology of the Cell. New York and London: Garland Science).

LemakLemak (bahasa Inggris: fat) merujuk pada sekelompok besar molekul-molekul alam yang terdiri atas unsur-unsur karbon, hidrogen, dan oksigen meliputi asam lemak, malam, sterol, vitaminvitamin yang larut di dalam lemak (contohnya A, D, E, dan K), monogliserida, digliserida, fosfolipid, glikolipid, terpenoid (termasuk di dalamnya getah dan steroid) dan lain-lain. Lemak secara khusus menjadi sebutan bagi minyak hewani pada suhu ruang, lepas dari wujudnya yang padat maupun cair, yang terdapat pada jaringan tubuh yang disebut adiposa. Pada jaringan adiposa, sel lemak mengeluarkan hormon leptin dan resistin yang berperan dalam sistem kekebalan, hormon sitokina yang berperan dalam komunikasi antar sel. Hormon sitokina yang dihasilkan oleh jaringan adiposa secara khusus disebut hormon adipokina, antara lain kemerin, interleukin-6, plasminogen activator inhibitor-1, retinol binding protein 4 (RBP4), tumor necrosis factor-alpha (TNF), visfatin, dan hormon metabolik seperti adiponektin dan hormon adipokinetik (Akh).

Sifat dan Ciri ciri

Karena struktur molekulnya yang kaya akan rantai unsur karbon(-CH2-CH2-CH2-)maka lemak mempunyai sifat hydrophob. Ini menjadi alasan yang menjelaskan sulitnya lemak untuk larut di dalam air. Lemak dapat larut hanya di larutan yang apolar atau organik seperti: eter, Chloroform, atau benzol.

FungsiSecara umum dapat dikatakan bahwa lemak memenuhi fungsi dasar bagi manusia, yaitu: [1]1. Menjadi cadangan energi dalam bentuk sel lemak. 1 gram lemak menghasilkan 39.06

kjoule atau 9,3 kcal.2. Lemak mempunyai fungsi selular dan komponen struktural pada membran sel yang

berkaitan dengan karbohidrat dan protein demi menjalankan aliran air, ion dan molekul lain, keluar dan masuk ke dalam sel. 3. Menopang fungsi senyawa organik sebagai penghantar sinyal, seperti pada prostaglandin dan steroid hormon dan kelenjar empedu. 4. Menjadi suspensi bagi vitamin A, D, E dan K yang berguna untuk proses biologis 5. Berfungsi sebagai penahan goncangan demi melindungi organ vital dan melindungi tubuh dari suhu luar yang kurang bersahabat. Lemak juga merupakan sarana sirkulasi energi di dalam tubuh dan komponen utama yang membentuk membran semua jenis sel. Membran Sel eukariotik disekat-sekat menjadi organel ikatan-membran yang melaksanakan fungsi biologis yang berbeda-beda. Gliserofosfolipid adalah komponen struktural utama dari membran biologis, misalnya membran plasma selular dan membran organel intraselular; di dalam sel-sel hewani membran plasma secara fisik memisahkan komponen intraselular dari lingkungan ekstraselular. Gliserofosfolipid adalah molekul amfipatik (mengandung wilayah hidrofobik dan hidrofilik) yang mengandung inti gliserol yang terkait dengan dua "ekor" turunan asam lemak oleh ikatan-ikatan ester dan ke satu gugus "kepala" oleh suatu ikatan ester fosfat. Sementara gliserofosfolipid adalah komponen utama membran biologis, komponen lipid non-gliserida lainnya seperti sfingomielin dan sterol (terutama kolesterol di dalam membran sel hewani) juga ditemukan di dalam membran biologis.[2] Di dalam tumbuhan dan alga, galaktosildiasilgliserol,[3] dan sulfokinovosildiasilgliserol, [4] yang kekurangan gugus fosfat, adalah komponen penting dari membran kloroplas dan organel yang berhubungan dan merupakan lipid yang paling melimpah di dalam jaringan fotosintesis, termasuk tumbuhan tinggi, alga, dan bakteri tertentu. Dwilapis telah ditemukan untuk memamerkan tingkat-tingkat tinggi dari keterbiasan ganda yang dapat digunakan untuk memeriksa derajat keterurutan (atau kekacauan) di dalam dwilapis menggunakan teknik seperti interferometri polarisasi ganda.

Organisasi-mandiri fosfolipid: liposom bulat, misel, dan dwilapis lipid. Cadangan energi Triasilgliserol, tersimpan di dalam jaringan adiposa, adalah bentuk utama dari cadangan energi di tubuh hewan. Adiposit, atau sel lemak, dirancang untuk sintesis dan pemecahan sinambung dari triasilgliserol, dengan pemecahan terutama dikendalikan oleh aktivasi enzim yang peka-hormon, lipase. Oksidasi lengkap asam lemak memberikan materi yang tinggi kalori, kirakira 9 kkal/g, dibandingkan dengan 4 kkal/g untuk pemecahan karbohidrat dan protein. Burung pehijrah yang harus terbang pada jarak jauh tanpa makan menggunakan cadangan energi triasilgliserol untuk membahanbakari perjalanan mereka. Pensinyalan Di beberapa tahun terakhir, bukti telah mengemuka menunjukkan bahwa pensinyalan lipid adalah bagian penting dari pensinyalan sel. Pensinyalan lipid dapat muncul melalui aktivasi reseptor protein G berpasangan atau reseptor nuklir, dan anggota-anggota beberapa kategori lipid yang berbeda telah dikenali sebagai molekul-molekul pensinyalan dan sistem kurir kedua. Semua ini meliputi sfingosina-1-fosfat, sfingolipid yang diturunkan dari seramida yaitu molekul kurir potensial yang terlibat di dalam pengaturan pergerakan kalsium, pertumbuhan sel, dan apoptosis; diasilgliserol (DAG) dan fosfatidilinositol fosfat (PIPs), yang terlibat di dalam aktivasi protein kinase C yang dimediasi kalsium; prostaglandin, yang merupakan satu jenis asam lemak yang diturunkan dari eikosanoid yang terlibat di dalam radang and kekebalan; hormon steroid seperti estrogen, testosteron, dan kortisol, yang memodulasi fungsi reproduksi, metabolisme, dan tekanan darah; dan oksisterol seperti 25-hidroksi-kolesterol yakni agonis reseptor X hati. Fungsi lainnya Vitamin-vitamin yang "larut di dalam lemak" (A, D, E, dan K1) yang merupakan lipid berbasis isoprena gizi esensial yang tersimpan di dalam jaringan lemak dan hati, dengan rentang fungsi yang berbeda-beda. Asil-karnitina terlibat di dalam pengangkutan dan metabolisme asam lemak di dalam dan di luar mitokondria, di mana mereka mengalami oksidasi beta. Poliprenol dan turunan terfosforilasi juga memainkan peran pengangkutan yang penting, di dalam kasus ini pengangkutan oligosakarida melalui membran. Fungsi gula fosfat poliprenol dan gula difosfat poliprenol di dalam reaksi glikosilasi ekstra-sitoplasmik, di dalam biosintesis polisakarida ekstraselular (misalnya, polimerisasi peptidoglikan di dalam bakteri), dan di dalam protein eukariotik N-glikosilasi.

Kardiolipin adalah sub-kelas gliserofosfolipid yang mengandung empat rantai asil dan tiga gugus gliserol yang tersedia melimpah khususnya pada membran mitokondria bagian dalam. Mereka diyakini mengaktivasi enzim-enzim yang terlibat dengan

MetabolismeLemak yang menjadi makanan bagi manusia dan hewan lain adalah trigliserida, sterol, dan fosfolipid membran yang ada pada hewan dan tumbuhan. Proses metabolisme lipid menyintesis dan mengurangi cadangan lipid dan menghasilkan karakteristik lipid fungsional dan struktural pada jaringan individu. (id.wikipedia.org/wiki/Lema)) Jenuh dan Tak Jenuh Dalam makanan yang gurih lezat biasanya terkumpul lemak makanan. Klasifikasi lemak makanan bermacam-macam. Bisa dilihat dari sumbernya, yaitu yang berasal dari hewan dan tumbuhtumbuhan. Dapat juga dibedakan berdasarkan penglihatan, yaitu lemak yang jelas-jelas terlihat (seperti minyak, mentega) dan yang tidak terlihat (misalnya dalam susu, telur). Ada lagi penggolongan lain, yaitu berdasarkan susunan unit-unit atom karbon. Mungkin di antara kita masih ada yang ingat kalau lemak atau minyak secara kimiawi tersusun atas unit-unit asam lemak. Suatu lemak atau minyak tersusun atas macam-macam asam lemak. Jadi, tidak ada yang tersusun hanya oleh satu macam asam lemak. Susunan ini yang sangat mempengaruhi sifat dari lemak tersebut. Sebagai contoh, minyak kelapa lebih banyak mengandung asam lemak larut, yaitu suatu asam lemak jenuh, minyak kelapa sawit mempunyai kandungan asam lemak jenuh (palmitat) hampir sama banyaknya dengan kandungan asam lemak tidak jenuh (oleat). Pada dasarnya ada lemak jenuh, lemak tidak jenuh tunggal, dan lemak tidak jenuh ganda. Jenuh di sini artinya seluruh atom karbon sudah berikatan dengan atom hidrogen. Sebaliknya, tidak jenuh artinya atom karbonnya ada yang memiliki ikatan rangkap dengan atom karbon di sebelahnya dan masih bisa dijenuhkan atau diikatkan dengan atom hidrogen. Lemak jenuh mempunyai sifat yang tidak menyenangkan, yaitu menyebabkan darah menjadi lengket dengan dinding pembuluh darah, sehingga darah menjadi mudah menggumpal. Selain itu, lemak jenuh memudahkan terjadinya pengerasan dinding pembuluh darah. Lemak jenuh banyak terdapat pada lemak nabati (minyak kelapa), lemak susu (mentega), lemak daging, dan lain lain. Lemak tidak jenuh tunggal mempunyai sifat netral, tidak terlalu jahat, tetapi juga tidak terlalu menguntungkan. (www.litbang.depkes.go.id/~djunaedi/)

Klasifikasi LemakFosfolipid

Polar kelompok molekul, disorot dalam warna U menunjukkan bagian hidrofobik bermuatan molekul, disorot dengan warna biru.

merah.

Kolin Phosphatidyl merupakan komponen utama dari lesitin .Ini juga merupakan sumber kolin dalam sintesis asetilkolin dalam neuron kolinergik. Membran sel terdiri dari fosfolipid bilayers Fosfolipid adalah kelas lipid dan merupakan komponen utama dari semua membran sel karena mereka dapat membentuk bilayers lipid .Sebagian besar mengandung fosfolipid diglyceride , sebuah gugus fosfat , dan molekul organik sederhana seperti kolin , satu pengecualian untuk aturan ini adalah sphingomyelin , yang berasal dari sphingosine bukan gliserol .fosfolipid yang pertama kali diidentifikasi seperti itu dalam jaringan biologis lesitin , atau fosfatidilkholon , dalam kuning telur, oleh Theodore Nicolas Gobley , seorang ahli kimia Perancis dan apoteker, pada tahun 1847.

Karakter AmphipathicKepala' dari fosfolipid adalah hidrofilik (tertarik ke air ), sedangkan hidrofobik 'ekor' mengusir air. Kepala hydrophillic berisi gugus fosfat bermuatan negatif, dan mungkin berisi kelompok polar lainnya. Ekor hidrofobik biasanya terdiri dari panjang asam lemak rantai hidrokarbon. Bila diletakkan dalam air, fosfolipid membentuk berbagai struktur tergantung pada sifat spesifik fosfolipid tersebut. Properti ini fosfolipid tertentu yang memungkinkan untuk memainkan peran penting dalam lapisan ganda fosfolipid . Dalam sistem biologi, fosfolipid sering terjadi dengan molekul lain (misalnya, protein , glycolipids , kolesterol ) dalam bilayer seperti membran sel . [1] Lipid bilayers terjadi bila ekor hidrofobik line up terhadap satu sama lain, membentuk membran dengan kepala hidrofilik di kedua sisi menghadap air.

Jenis membran permeabel sebagian, mampu gerakan elastis, dan memiliki cairan properti, di mana protein tertanam (atau perifer protein integral) dan molekul fosfolipid mampu bergerak lateral. Gerakan tersebut dapat digambarkan oleh Musa Fluida Model , yang menggambarkan membran sebagai mosaik molekul lipid yang bertindak sebagai pelarut untuk semua zat dan protein di dalamnya, sehingga molekul protein dan lipid kemudian bebas untuk meredakan lateral melalui matriks lipid dan bermigrasi di atas membran. Kolesterol memberikan kontribusi terhadap fluiditas membran oleh menghambat kemasan bersama dari fosfolipid. Namun, model ini kini telah digantikan, seperti melalui studi tentang polimorfisme lipid sekarang diketahui bahwa perilaku lipid bawah fisiologis (dan lainnya) kondisi tidak sederhana. Jenis-jenis fosfolipid

struktur Diacylglyceride

Phosphatidic asam (phosphatidate) (PA) Phosphatidylethanolamine (cephalin) (PE) Phosphatidylcholine (lesitin) (PC) Phosphatidylserine (PS) Phosphoinositides: o Phosphatidylinositol (PI) o Phosphatidylinositol fosfat (PIP) o Phosphatidylinositol bisphosphate (PIP2) dan o Phosphatidylinositol trifosfat (PIP3).

Phosphosphingolipids

Ceramide phosphorylcholine ( Sphingomyelin ) (SPH) Ceramide phosphorylethanolamine (Cer-PE) Ceramide phosphorylglycerol

sintesis fosfolipidSintesis fosfolipid terjadi di sitosol yang berdekatan dengan ER membran yang dipenuhi dengan protein yang berfungsi dalam sintesis (GPAT dan transferases asil LPAAT, fosfatase dan phosphotransferase choline) dan alokasi ( flippase dan floppase).Akhirnya vesikula akan tunas off dari ER mengandung fosfolipid ditakdirkan untuk membran selular sitoplasma di selebaran eksterior dan fosfolipid ditakdirkan untuk membran selular exoplasmic di selebaran dalamnya. (Campbell, Neil A.; Brad Williamson; Robin J. Heyden (2006). Biology: Exploring Life . Boston, Massachusetts: Pearson Prentice Hall. ISBN 0-13-250882-6 . )

Trigliserida

Contoh trigliserida lemak tak jenuh. Bagian kiri: gliserol, bagian kanan (dari atas ke bawah): asam palmitat, asam oleat, asam alfa-linolenat, rumus kimia: C55H98O6 Trigliserida (atau lebih tepatnya triasilgliserol atau triasilgliserida) adalah sebuah gliserida, yaitu ester dari gliserol dan tiga asam lemak.[1] Trigliserida merupakan penyusun utama minyak nabati dan lemak hewani.

Struktur kimia

Struktur umum trigliserida Rumus kimia trigliserida adalah CH2COOR-CHCOOR'-CH2-COOR", dimana R, R' dan R" masing-masing adalah sebuah rantai alkil yang panjang. Ketiga asam lemak RCOOH, R'COOH and R"COOH bisa jadi semuanya sama, semuanya berbeda ataupun hanya dua diantaranya yang sama. Panjang rantai asam lemak pada trigliserida yang terdapat secara alami dapat bervariasi, namun panjang yang paling umum adalah 16, 18, atau 20 atom karbon. Asam lemak alami yang ditemukan pada tumbuhan dan hewan biasanya terdiri dari jumlah atom karbon yang genap disebabkan cara asam lemak dibiosintesis dari asetil-KoA. Sekalipun begitu, bakteria memiliki kemampuan untuk menyintesis asam lemak dengan atom karbon ganjil ataupun rantai bercabang. Karena itu, hewan memamah biak biasanya memiliki asam lemak berkarbon ganjil, misalnya 15, karena aksi bakteria didalam rumennya. Kebanyakan lemak alami memiliki campuran kompleks dari berbagai macam trigliserida; karena ini, lemak mencair pada suhu yang berbeda-beda. Anehnya, mentega kokoa hanya terdiri dari beberapa trigliserida, salah satunya mengandung berturut-turut palmitat, oleat, dan stearat. Hal ini menyebabkan terjadinya titik lebur yang tajam, yang menyebabkan coklat meleleh dalam mulut tanpa terasa berminyak.

Pada sel, trigliserida (atau lemak netral) dapat melalui membran sel dengan bebas, tidak seperti molekul lainnya, karena karakteristiknya yang non-polar sehingga tidak bereaksi dengan lapisan ganda fosfolipid pada membran.((en) Tatanama Lipid. IUPAC-IUB Commission on Biochemical Nomenclature (CBN))

Sphingolipid

Struktur kimia umum sphingolipids.: H -> fosfokholin -> gula (s) -> glycosphingolipid (s).

substituen

yang berbeda (R) ceramide sphingomyelin

memberikan:

Sphingolipids adalah kelas lipid berasal dari alifatik alkohol amino sphingosine .Senyawa ini memainkan peran penting dalam transmisi sinyal dan pengakuan sel. Sphingolipidoses , atau gangguan metabolisme sphingolipid, memiliki dampak tertentu pada jaringan saraf .

StrukturRantai dasar panjang, kadang-kadang hanya dikenal sebagai basis sphingoid, adalah produk nontransien pertama sphingolipid sintesis de novo di kedua ragi dan mamalia. Senyawa ini, khususnya yang dikenal sebagai phytosphingosine dan dihydrosphingosine (juga dikenal sebagai sphinganine, meskipun istilah ini kurang umum), terutama C 18 senyawa, dengan menurunkan tingkat agak C 20 basis. ceramides dan glycosphingolipids adalah N - asil turunan dari senyawa ini. Tulang punggung sphingosine adalah O-linked untuk a) dibebankan kepala kelompok biasanya (seperti etanolamin , serin , atau kolin .

Jenis

Ceramide adalah unit struktural mendasar umum untuk semua sphingolipids. Mereka terdiri hanya dari rantai asam lemak yang melekat melalui amida hubungan untuk sphingosine.

Ada tiga jenis utama sphingolipids, berbeda dalam kelompok kepala mereka:

Sphingomyelins memiliki phosphorylcholine atau phosphoroethanolamine molekul dengan hubungan ester ke-hidroksi kelompok 1 dari ceramide sebuah.

Glycosphingolipids , yang berbeda dalam substituen pada kelompok kepala mereka (lihat gambar). Glycosphingolipids adalah ceramides dengan satu atau lebih gula residu bergabung dalam - glikosidik linkage-hidroksil pada posisi 1. o Cerebrosides memiliki satu glukosa atau galaktosa -hidroksi pada posisi 1. Sulfatides adalah sulfat cerebrosides. Gangliosides memiliki setidaknya tiga gula, salah satu yang harus asam sialic .

Fungsi sphingolipids mamaliaSphingolipids umumnya diyakini melindungi permukaan sel terhadap faktor-faktor lingkungan yang berbahaya dengan membentuk dan kimia tahan luar leaflet stabil mekanis dari selaput plasma lipid lapisan ganda . Kompleks tertentu glycosphingolipids ditemukan terlibat dalam fungsi tertentu, seperti sel pengakuan dan sinyal . Fitur pertama terutama tergantung pada sifat fisik sphingolipids, sedangkan sinyal melibatkan interaksi spesifik dari struktur glycan dari glycosphingolipids dengan lipid serupa hadir pada sel tetangga atau dengan protein . Baru-baru ini, sederhana sphingolipid relatif metabolit , seperti ceramide dan sphingosine-1-fosfat , telah ditunjukkan untuk menjadi mediator penting dalam kaskade sinyal yang terlibat dalam apoptosis , proliferasi , dan respon stress. Didasarkan lipid Ceramide diri agregat dalam membran sel dan membentuk terpisah fase kurang cairan dari fosfolipid massal. Ini berbasis microdomains sphingolipid, atau " rakit lipid "pada awalnya diusulkan untuk mengurutkan protein membran di sepanjang jalur transportasi membran selular. Saat ini, sebagian besar penelitian berfokus pada fungsi pengorganisasian selama transduksi sinyal. Sphingolipids disintesis dalam jalur yang dimulai di ER dan selesai dalam aparatus Golgi , tetapi ini diperkaya lipid dalam membran plasma dan di endosomes , di mana mereka melakukan banyak fungsi mereka. Transportasi terjadi melalui vesikel dan transportasi monomer dalam sitosol . Sphingolipids yang hampir tidak ada dari mitokondria dan ER , tapi merupakan fraksi molar 20-35 lipid membran plasma . sphingolipids Ragi Karena kerumitan luar biasa dari sistem mamalia, ragi kadang-kadang digunakan sebagai model organisme untuk bekerja di luar jalur baru. Ini-organisme bersel tunggal seringkali lebih genetika penurut dari sel mamalia, dan perpustakaan strain yang tersedia untuk memasok strain menampung hampir semua non-mematikan portal terbuka membaca penghapusan tunggal. Dua umum digunakan kebanyakan ragi Saccharomyces cerevisiae dan pombe Schizosaccharomyces , meskipun penelitian juga dilakukan di patologis ragi Candida albicans . Selain fungsi struktural penting dari sphingolipids kompleks (phosphorylceramide inositol dan turunannya mannosylated nya), dasar sphingoid phytosphingosine dan dihydrosphingosine (sphinganine) memainkan peran penting dalam S. sinyal cerevisiae . cerevisiae. . Efek ini termasuk peraturan endositosis , ubiquitin-tergantung proteolitik (dan, dengan demikian, pengaturan serapan nutrisi [17] ), cytoskeletal dinamis, siklus sel , terjemahan , modifikasi protein posttranslational, dan respon stress panas. [18] Selain itu, modulasi metabolisme sphingolipid oleh phosphatidylinositol (4,5)-bisphosphate sinyal melalui Slm1p dan Slm2p dan kalsineurin baru-baru ini telah dijelaskan.

Selain itu, tingkat interaksi substrat telah ditunjukkan antara sintesis sphingolipid kompleks dan bersepeda dari phosphatidylinositol 4-fosfat oleh Stt4p kinase phosphatidylinositol dan lipid Sac1p fosfatase. (Dickson, RC. (2008) J Lipid Res . (2008) J Lipid Res. May;49(5):909-21. Mei; 49 (5) :909-21s)

Steroid

Penomoran pada steroid Steroid adalah senyawa organik lemak sterol tidak terhidrolisis yang dapat dihasil reaksi penurunan dari terpena atau skualena. Steroid merupakan kelompok senyawa yang penting dengan struktur dasar sterana jenuh (bahasa Inggris: saturated tetracyclic hydrocarbon : 1,2cyclopentanoperhydrophenanthrene) dengan 17 atom karbon dan 4 cincin. Senyawa yang termasuk turunan steroid, misalnya kolesterol, ergosterol, progesteron, dan estrogen. Pada umunya steroid berfungsi sebagai hormon. Steroid mempunyai struktur dasar yang terdiri dari 17 atom karbon yang membentuk tiga cincin sikloheksana dan satu cincin siklopentana. Perbedaan jenis steroid yang satu dengan steroid yang lain terletak pada gugus fungsional yang diikat oleh keempat cincin ini dan tahap oksidasi tiap-tiap cincin. Lemak sterol adalah bentuk khusus dari steroid dengan rumus bangun diturunkan dari kolestana dilengkapi gugus hidroksil pada atom C-3, banyak ditemukan pada tanaman, hewan dan fungsi. Semua steroid dibuat di dalam sel dengan bahan baku berupa lemak sterol, baik berupa lanosterol pada hewan atau fungsi, maupun berupa sikloartenol pada tumbuhan. Kedua jenis lemak sterol di atas terbuat dari siklisasi squalena dari triterpena. Kolesterol adalah jenis lain lemak sterol yang umum dijumpai. Beberapa steroid bersifat anabolik, antara lain testosteron, metandienon, nandrolon dekanoat, 4androstena-3 17-dion. Steroid anabolik dapat mengakibatkan sejumlah efek samping yang berbahaya, seperti menurunkan rasio lipoprotein densitas tinggi, yang berguna bagi jantung, menurunkan rasio lipoprotein densitas rendah, stimulasi tumor prostat, kelainan koagulasi dan gangguan hati, kebotakan, menebalnya rambut, tumbuhnya jerawat dan timbulnya payudara pada pria. Secara fisiologi, steroid anabolik dapat membuat seseorang menjadi agresif.[5](Lanosterol and Cycloartenol Biosynthesis. International Union of Biochemistry and Molecular Biology. )

Structural StrukturalHal ini juga memungkinkan untuk mengklasifikasikan steroid berdasarkan komposisi kimianya. Contoh dari klasifikasi ini antara lain:

Class Kelas

Examples Contoh

Number of carbon atoms Jumlah atom karbon 27 27

Cholestanes Cholestanes cholesterol kolesterol Cholanes Cholanes Pregnanes Pregnanes Androstanes Androstanes Estranes Estranes

cholic acid cholic acid 24 24 progesterone progesteron 21 21

testosterone testosteron 19 19 estradiol estradiol 18 18

MetabolismeEstrogen dan progesteron dibuat terutama dalam ovarium dan dalam plasenta selama kehamilan, dan testosteron di testis . Testosteron juga diubah menjadi estrogen untuk mengatur pasokan masing-masing, dalam tubuh baik wanita dan pria. Beberapa neuron dan glia pada sistem saraf pusat (SSP) mengungkapkan enzim yang diperlukan untuk sintesis lokal pregnane neurosteroids , baik de novo atau dari sumber yang diturunkan dari perifer. The-langkah membatasi laju sintesis steroid adalah konversi kolesterol untuk pregnenolon , yang terjadi di dalam mitokondria .

Versi Sederhana bagian akhir dari jalur sintesis steroid, dimana intermediet isopentenil pirofosfat (IPP) dan pirofosfat dimethylallyl (DMAPP) bentuk geranyl pirofosfat (GPP), squalene dan, akhirnya,

lanosterol , steroid pertama di jalur. Some intermediates are omitted for clarity. Beberapa intermediet dihilangkan untuk kejelasan.

metabolisme steroid adalah set lengkap reaksi kimia dalam organisme yang memproduksi, memodifikasi, dan mengkonsumsi steroid. Ini jalur metabolik meliputi:

steroid sintesis - pembuatan steroid dari prekursor sederhana steroidogenesis - yang interkonversi berbagai jenis steroid steroid degradasi. Rev Biochem 50 : 585621. doi :

Schroepfer G (1981). "Sterol biosynthesis". Annu 10.1146/annurev.bi.50.070181.003101 . PMID 7023367 .

Lipoprotein

Struktur Lipoprotein (chylomicron) ApoA, apoB, ApoC, apoE ( apolipoproteins ); T ( triasilgliserol ); C ( kolesterol ); hijau ( fosfolipid )

Lipoprotein adalah biokimia perakitan yang berisi protein dan lipid yang berfungsi untuk mengangkut-larut lipid air dalam aliran darah yang berbasis air. Lipid atau turunannya mungkin kovalen atau non-kovalen terikat pada protein. Banyak enzim , transporter , protein struktural, antigen , adhesins dan racun yang lipoprotein. Contoh termasuk kepadatan tinggi (HDL) dan densitas rendah (LDL) lipoprotein yang memungkinkan lemak yang akan dilaksanakan dalam darah aliran, yang protein transmembran dari mitokondria dan kloroplas , dan lipoprotein bakteri.

FungsiFungsi partikel lipoprotein adalah untuk transportasi lipid (lemak) (seperti kolesterol) sekitar tubuh dalam darah. Semua sel menggunakan dan bergantung pada lemak dan kolesterol sebagai pondasi untuk membuat beberapa membran sel yang digunakan untuk kedua kadar air pengendalian internal, larut air unsur internal dan untuk mengatur struktur internal dan sistem enzimatik protein.

Partikel lipoprotein memiliki hidrofilik kelompok fosfolipid, kolesterol dan apoproteins diarahkan ke luar. Karakteristik tersebut membuat mereka larut dalam kolam garam darah berbasis air. Trigliserida-lemak dan kolesterol ester dilakukan secara internal, terlindung dari air oleh monolayer fosfolipid dan apoproteins . Interaksi protein membentuk permukaan partikel dengan (a) enzim dalam darah, (b) satu sama lain, dan (c) dengan protein spesifik pada permukaan sel menentukan apakah trigliserida dan kolesterol akan ditambahkan atau dihapus dari transportasi partikel lipoprotein.

lipoprotein transmembranLipid seringkali merupakan bagian penting dari kompleks, bahkan jika mereka tampaknya tidak memiliki aktivitas katalitik sendiri. Untuk mengisolasi lipoprotein transmembran dari terkait membran , deterjen sering dibutuhkan.

KlasifikasiDengan kepadatanLipoprotein dapat diklasifikasikan sebagai berikut, tercatat dari lebih besar dan kurang padat lebih kecil dan lebih padat. Lipoprotein lebih besar dan kurang padat, jika mereka terdiri dari lebih lemak dari protein. Mereka diklasifikasikan atas dasar elektroforesis dan ultrasentrifugasi .

Kilomikron membawa trigliserida (lemak) dari usus ke hati , otot rangka , dan jaringan adiposa . Sangat low density lipoproteins (VLDL) membawa (baru disintesis) triasilgliserol dari hati ke jaringan adiposa. density lipoproteins Intermediate (IDL) adalah intermediet antara VLDL dan LDL. Mereka biasanya tidak terdeteksi dalam darah. Low density lipoproteins (LDL) membawa kolesterol dari hati ke sel-sel tubuh. LDL kadangkadang disebut sebagai " buruk kolesterol lipoprotein ". lipoprotein densitas tinggi (HDL) mengumpulkan kolesterol dari jaringan tubuh, dan membawanya kembali ke hati. HDL kadang-kadang disebut sebagai " baik kolesterol lipoprotein ". Diameter (nm) % % % Fosfolipid Diameter (nm) Protein Kolesterol 5-15 18-28 25-50 30-80 33 25 18 10 30 50 29 22 29 21 22 18 % Triasilgliserol 4 8 31 50

Densitas (g / Kelas mL) > 1,063 1.019-1.063 1.006-1.019 0.95-1.006 HDL LDL IDL VLDL