LTM 2 Biologi Molekular Analisis (Deteksi) Protein

15
  Departemen Teknik Kimia, Universitas Indonesia | LTM 2 Biologi Molekular 1 LTM 2 Biologi Molekular Deteksi Protein (Analisis Kualitatif) Nama : Rayhan Hafidz I. NPM : 1306409362 Kelompok Guanin I. Abstrak Protein adalah senyawa organik kompleks, memiliki berat molekul yang tinggi, dan merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan oleh ikatan peptida. Molekul protein mengandung karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan bisa juga mengandung sulfur serta fosfor. Protein pertama kali ditemukan tahun 1838 oleh seorang ilmuwan kimia asal Väversunda, Östergötland, Swedia, yang bernama Jöns Jakob Berzelius. Protein memiliki peranan yang sangat penting dalam struktur dan fungsi semua sel makhluk hidup dan virus, karena ia merupakan penyusun utama perkembangan makhluk hidup. Protein termasuk ke dalam biomolekul raksasa selain molekul-molekul lain seperti polinukleotida, polisakarida, lipid. Protein mempunyai struktur, sifat, dan kadar yang berbeda-beda di setiap zat yang mengandung protein tersebut. Untuk melakukan deteksi dan analisis, terdapat dua jenis metode, yaitu metode kuantitatif dan kualitatif. Metode kuantitatif adalah metode yang digunakan untuk menganalisis protein dari segi jumlah atau kadar pada sampel yang dianalisis tersebut, sementara metode kualitatif ialah metode yang digunakan untuk menganalisis protein dari segi fisik seperti strukturnya. LTM ini akan membahas metode analisis kualitatif protein. Kata kunci: Protein, asam amino, uji kualitatif, analisis struktur protein, uji asam amino, uji protein, Western Blooting , Sekuensing

Transcript of LTM 2 Biologi Molekular Analisis (Deteksi) Protein

Page 1: LTM 2 Biologi Molekular Analisis (Deteksi) Protein

7/21/2019 LTM 2 Biologi Molekular Analisis (Deteksi) Protein

http://slidepdf.com/reader/full/ltm-2-biologi-molekular-analisis-deteksi-protein 1/14

 

Departemen Teknik Kimia, Universitas Indonesia | LTM 2 Biologi Molekular  1

LTM 2 Biologi Molekular

Deteksi Protein (Analisis Kualitatif)

Nama : Rayhan Hafidz I.

NPM : 1306409362

Kelompok Guanin

I. Abstrak

Protein adalah senyawa organik kompleks, memiliki berat molekul yang tinggi, danmerupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan oleh ikatan

peptida. Molekul protein mengandung karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan bisa jugamengandung sulfur serta fosfor. Protein pertama kali ditemukan tahun 1838 oleh seorangilmuwan kimia asal Väversunda, Östergötland, Swedia, yang bernama Jöns Jakob Berzelius.Protein memiliki peranan yang sangat penting dalam struktur dan fungsi semua sel makhlukhidup dan virus, karena ia merupakan penyusun utama perkembangan makhluk hidup. Proteintermasuk ke dalam biomolekul raksasa selain molekul-molekul lain seperti polinukleotida,polisakarida, lipid. Protein mempunyai struktur, sifat, dan kadar yang berbeda-beda di setiap zatyang mengandung protein tersebut. Untuk melakukan deteksi dan analisis, terdapat dua jenismetode, yaitu metode kuantitatif dan kualitatif. Metode kuantitatif adalah metode yangdigunakan untuk menganalisis protein dari segi jumlah atau kadar pada sampel yang dianalisistersebut, sementara metode kualitatif ialah metode yang digunakan untuk menganalisis proteindari segi fisik seperti strukturnya. LTM ini akan membahas metode analisis kualitatif protein.

Kata kunci: Protein, asam amino, uji kualitatif, analisis struktur protein, uji asam amino, ujiprotein, Western Blooting , Sekuensing

Page 2: LTM 2 Biologi Molekular Analisis (Deteksi) Protein

7/21/2019 LTM 2 Biologi Molekular Analisis (Deteksi) Protein

http://slidepdf.com/reader/full/ltm-2-biologi-molekular-analisis-deteksi-protein 2/14

 

Departemen Teknik Kimia, Universitas Indonesia | LTM 2 Biologi Molekular  2

II. Analisis Kualitatif Protein

Metode kualitatif protein ialah metode yang digunakan untuk menganalisis protein darisegi fisik seperti strukturnya, dan dilakukan pengujian karakteristik yang dihasilkan dari sampel

protein. Analisis kualitatif protein meliputi analisis berdasarkan komposisi protein, berdasarkanreaksi warna dan struktur protein. Analisis kualitatif protein tidak cukup dilakukan denganbeberapa reaksi warna saja, tetapi juga harus diikuti dengan uji tertentu yang terkait denganhal-hal lain yang terdapat pada protein.

A. Analisis struktur Protein

1. CD SpectroscopyMetode ini mengukur perbedaan penyerapan left-handed polarized light right-handed

polarized light. Fungsi dari metode ini adalah menentukan karakteristik struktur sekunder danstruktur tersier serta menunjukkan perbandingan konformasi dan menentukan apakah interaksiprotein-protein atau protein-ligan mengubah konformasi protein

2. X Ray-CrystallographyMetode untuk menentukan struktur atom dan molekul dari kristal, di mana atom kristal

menyebarkan berkas sinar-X Mengukur sudut dan intensitas dari kristal terdifraksi,crystallographer bisa menghasilkan gambar tiga dimensi dari kepadatan elektron dalam kristal.Dari kerapatan elektron, posisi rata-rata atom dalam kristal dapat ditentukan, serta ikatan kimiamereka, gangguan dan berbagai informasi lain.

Metode ini akan diujikan untuk menganalisis sampel protein yang jauh lebih kompleks,misalnya protein membran yang sangat penting pada fungsi sel hingga protein-protein

fungsional yang terlibat pada proses fotosintesis. Penemuan metode ini juga diperkirakan akansangat berpengaruh terhadap penemuan di berbagai ranah sains lainnya, misalnya di bidangmedis, farmaseutika, hingga energi alternatif.

Gambar 1. Mekanisme Metode X Ray-Crystallography.

(http://www.sbmp-itn.eu/sbmps/img/internal/research_method/image001.jpg)

Page 3: LTM 2 Biologi Molekular Analisis (Deteksi) Protein

7/21/2019 LTM 2 Biologi Molekular Analisis (Deteksi) Protein

http://slidepdf.com/reader/full/ltm-2-biologi-molekular-analisis-deteksi-protein 3/14

 

Departemen Teknik Kimia, Universitas Indonesia | LTM 2 Biologi Molekular  3

3. NMR SpectroscopyKetika ditempatkan dalam medan magnet, inti NMR aktif menyerap radiasi

elektromagnetik pada frekuensi karakteristik isotop. Frekuensi energi, resonansi penyerapan,dan intensitas sinyal yang sebanding dengan kekuatan medan magnet. NMR mendeteksipergeseran kimia inti atom karena pergerakan akibat adanya lingkungan berarus listrik

didekatnya menentukan jarak antara pasangan tertentu atom berdasarkan shift

4. FPLCDengan metode FPLC pemisahan protein dimungkinkan karena komponen yang

berbeda dari campuran yang memiliki afinitas yang berbeda. Fase gerak dapat berisi larutanberair, atau "buffer“ yang melewati padat berpori (fase diam) seperti resin yang biasanya cross-linked agarosa, dikemas ke dalam gelas silinder atau kolom plastik.

5. Molecul Modelling DatabaseMetode ini cocok untuk perhitungan, seperti pemodelan homologi dan perbandingan

struktur. Metode ini diguanakan untuk mengetahui urutan dan struktur protein tersebut sertamemahami fungsi biologis dengan menganalisis mekanisme kerja protein

B. Uji Asam Amino

1. XantoproteinLarutan asam nitrat pekat ditambahkan dengan hati-hati ke dalam larutan protein.

Setelah dicampur terjadi endapan putih yang dapat berubah menjadi kuning apabiladipanaskan. Reaksi yang terjadi ialah nitrasi pada inti benzena yang terdapat pada molekulprotein. Reaksi ini positif untuk protein yang mengandung tirosin, fenilalanin dan triptofan.

Gambar 2. Hasil positif xantoprotein 

(https://lh4.ggpht.com/DYFrH2qkcPm_o8M5PJCuw2JMqMKQN2MQ-qSHTIMfV3fmXGiJtZGmBwyGsO2x3bVDH1PmRQI=s125) 

Page 4: LTM 2 Biologi Molekular Analisis (Deteksi) Protein

7/21/2019 LTM 2 Biologi Molekular Analisis (Deteksi) Protein

http://slidepdf.com/reader/full/ltm-2-biologi-molekular-analisis-deteksi-protein 4/14

 

Departemen Teknik Kimia, Universitas Indonesia | LTM 2 Biologi Molekular  4

2. Hopkin’s Cole Larutan protein yang mengandung triptofan dapat direaksikan dengan pereaksi Hopkins-

Cole yang mengandung asam glioksilat. Pereaksi ini dibuat dari asam oksalat dengan serbukmagnesium dalam air. Setelah dicampur dengan pereaksi Hopkins-Cole, asam sulfatdituangkan perlahan-lahan sehingga membentuk lapisan di bawah larutan protein. Beberapasaat kemudian akan terjadi cincin ungu pada batas antara kedua lapisan tersebut. Gugus indol

pada triptofan merupakan gugus yang merespon uji ini. Gugus aldehid pada asam glioksilikmembantu merubah gugus indol menjadi senyawa berwarna violet. Uji Hopkins-Cole iniselanjutnya dijadikan uji terhadap triptofan.

Gambar 3. Reaksi Hopkin’s Cole.

(https://lh6.googleusercontent.com/-usfKw_emnBI/TXBho_56B8I/AAAAAAAAAI8/Nz0n205ClBk/s1600/Picture3.png)

3. NatriumnitroprusidaNatriumnitroprusida dalam larutan amoniak akan menghasilkan warna merah dengan

protein yang mempunyai gugus  –SH bebas. Jadi protein yang mengandung sistein dapatmemberikan hasil positif.

4. SakaguchiPereaksi yang digunakan ialah naftol dan natriumhipobromit. Pada dasarnya reaksi ini

memberikan hasil positif apabila ada gugus guanidin. Jadi arginin atau protein yangmengandung arginin dapat menghasilkan warna merah.

5. Uji Reaksi Warna

  LiebermanJika HCl pekat ditambahkan pada protein (padatan), kemudian dididihkan, dan

ditambah beberapa tetes larutan sukrosa, maka warna violet akan terlihat jika proteinmengandung triptofan. Reaksi ini mirip dengan uji Hopkins-Cole, gugus aldehid di sini berasaldari kerja HCl terhadap gula.

  Acree RosenheimUji ini dapat digunakan untuk mengidentifikasi formaldehid dalam susu. Protein yang

mengandung triptofan pada susu memberikan hasil positif (ditunjukkan dengan cincin berwarnaungu) adanya formaldehid (mempunyai gugus aldehid) apabila uji ini jika ditambah asam (HCl)dan dipanaskan.

  P-DAB Ehrilich

H C

asam glioksalik

+

O

COOH

triptofan

NH

H2

CHC

NH2

COOH

NH

H2C

C

CCH2

H

COOH

NH

kompleks berwarnaviolet

Page 5: LTM 2 Biologi Molekular Analisis (Deteksi) Protein

7/21/2019 LTM 2 Biologi Molekular Analisis (Deteksi) Protein

http://slidepdf.com/reader/full/ltm-2-biologi-molekular-analisis-deteksi-protein 5/14

 

Departemen Teknik Kimia, Universitas Indonesia | LTM 2 Biologi Molekular  5

Ehrlich menyarankan untuk menggunakan p-DAB (p-dimetil-aminobenzaldehid) sebagaialdehid untuk uji triptofan.

  Diazo EhrilichPada penambahan larutan protein yang mengandung histidin atau tirosin dan larutan

dibuat basa dengan NH4OH   terjadi warna merah hingga orange. Histidin akan memberikan

warna merah hingga orange; tirosin memberikan warna orange terang

C. Uji Protein

1. NihidrinSelain oleh protein, hasil positif juga diberikan oleh peptone, asam amino, dan amin

primer lainnya, termasuk amoniak. Asam amino bereaksi dengan ninhidrin membentuk suatuproduk yang disebut ungu Ruheman. Reaksi ini bersifat kuantitatif dan dapat dijadikan sebagaipelacak asam amino pada uji bercak (spot test). Asam amino akan menyumbangkan atomhidrogennya pada warna violet. Warna violet yang sama dihasilkan dari seluruh assam α -aminodengan gugus NH2  primer dan ketajaman (intensitas) setiap warna yang tergantung pada

konsentrasi asam amino (Hart, 1983: 221).

Gambar 4. Reaksi Nihidrin.

(https://monruw.files.wordpress.com/2010/05/ninhydrin.jpg)

2. SulfurReaksi ini digunakan untuk menunjukkan adanya asam amino yang mengandung atom

S.Jika larutan protein dididihkan dengan campuran larutan KOH atau NaOH dan Pb-asetat,endapan berwarna hitam akan terbentuk jika terdapat asam amino yang mengandung sulfur(misalnya sistein dan metionin). Larutan basa kuat memutus ikatan sulfur pada asam amino,membentuk K2S, yang dengan Pb-asetat membentuk PbS, senyawa berwarna hitam.

3. BiuretUji biuret dilakukan untuk menunjukkan adanya senyawa yang mengandung gugus

amida asan yang berada bersama gugus amida lain. Pada metode ini larutan protein dibuatalkalis dengan NaOH kemudian ditambahkan larutan CuSO4  encer. Jika reaksi positif, akanmuncul warna violet.

4. MillonPereaksi Millon adalah larutan merkuro dan merkuri nitrat dalam asam nitrat. Apabila

pereaksi ini ditambahkan pada larutan protein, akan menghasilkan endapan putih yang dapatberubah menjadi merah oleh pemanasan. Pada dasarnya reaksi ini positif untuk fenol-fenol,karena terbentuknya senyawa merkuri dengan gugus hidroksifenil yang berwarna. Hanyaprotein yang mengandung tirosin yang mengalami hidrolisis yang memberikan reaksi positif.Gugus hidroksifenil (-C6H4OH) pada tirosin merupakan gugus yang merespon uji ini. Karenanyauji Millon ditujukan untuk tirosin yang terdapat pada protein.

C

C

C

O

O

N C

C

O_

C

O

C

C

C

O

O

OH

OH

ninhidrin

RHC COOH

NH2

- H2O

-asam amino

R C OH

O

senyawa komplekberwarna

+   +

Page 6: LTM 2 Biologi Molekular Analisis (Deteksi) Protein

7/21/2019 LTM 2 Biologi Molekular Analisis (Deteksi) Protein

http://slidepdf.com/reader/full/ltm-2-biologi-molekular-analisis-deteksi-protein 6/14

 

Departemen Teknik Kimia, Universitas Indonesia | LTM 2 Biologi Molekular  6

5. Uji terhadap Nitrogen OrganikPada umumnya uji yang digunakan adalah uji Lassaigne. Unsur-unsur tambahan

biasanya dideteksi dengan uji Lassaigne’s. Dalam tes ini, senyawa organic menyatu denganlogam natrium untuk mengkonversi elemen-elemen menjadi larut dalam air garam natrium. Dankemudian ekstrak ini digunakan untuk melakukan tes unsure tambahan dalam senyawaorganik.

D. Metode Western  Blot t ing  

Western Blotting (WB) merupakan suatu teknik untuk menandai suatu protein padamembran nitroselulosa, nilon, atau membran transfer lain setelah protein tersebut terpisahkanmelalui elektroforesis. Protein tersebut kemudian dapat dideteksi melalui metode autoradiografi,pelabelan dengan senyawa-senyawa fluoresen, pelabelan dengan antibodi terikat protein, lektinatau gen pengikat spesifik lainnya. Berdasarkan pengertian tersebut, WB dilakukan melaluibeberapa tahap. Tahap pertama, elektroforesis, kedua elektrotransfer, dan ketiga deteksi.

Gambar 5. Metode Western Blootin g .

(https://lh6.ggpht.com/-BproyedbZ81JgTOmphzYae8t6bt4vhixplnPqJRwqvJSwfIOdhE4rYYCg9IFxh2JzuHDg=s145)

Pada tahap pertama, protein yang diinginkan dipisahkan dari sampel secaraelektroforesis. Elektroforesis merupakan pemisahan protein berdasarkan ukuran molekul dalamsuatu tegangan listrik tertentu. Dalam elektroforesis, biasanya sampel yang mengandungprotein biasanya dicampur dengan SDS. SDS merupakan suatu detergen yang memiliki muatannegatif. Muatan negatif SDS tersebut mengganggu kestabilan protein, sehingga proteinmengalami denaturasi. Interaksi ionik, jembatan disulfida, ikatan hidrogen yang menyebabkansuatu protein mengalami folding untuk menjaga kestabilannya menjadi terganggu akibat adanyaSDS.

Page 7: LTM 2 Biologi Molekular Analisis (Deteksi) Protein

7/21/2019 LTM 2 Biologi Molekular Analisis (Deteksi) Protein

http://slidepdf.com/reader/full/ltm-2-biologi-molekular-analisis-deteksi-protein 7/14

 

Departemen Teknik Kimia, Universitas Indonesia | LTM 2 Biologi Molekular  7

Suatu protein multimer juga akan terurai menjadi monomer penyusunnya. Akibatnya,protein-protein yang ada dalam sampel membentuk suatu rantai polipeptida lurus. Semakinbesar berat molekul suatu protein, maka rantai polipeptida tersebut semakin panjang. Sampeldengan protein rantai polipeptida lurus tersebut dimasukkan dalam suatu membranpoliakrilamid yang dialiri arus listrik. Protein yang telah bermuatan negatif akan bergerak darikutub negatif menuju kutub positif. Laju pergerakan protein dalam membran poliakrilamid

tersebut berbeda-beda tergantung pada daya hambat antara protein dan membran.

Protein yang berukuran lebih besar akan memiliki daya hambat lebih besar sehinggapergerakannya menjadi lebih lambat dibandingkan dengan pergerakan protein yang berukuranlebih kecil. Setelah dialiri arus listrik selama beberapa waktu, masing-masing protein akanterpisah berdasarkan ukuran molekulnya. Protein yang lebih kecil atau memiliki berat molekulrendah akan bergerak lebih jauh dibanding protein yang lebih besar. Dalam gel poliakrilamidtersebut akan terbentuk pita-pita yang merupakan protein-protein yang telah terpisahberdasarkan berat molekul.

Gambar 6. Tahap Elektroforesis.

(https://lh6.ggpht.com/hqk0PB53V6NLrUgSkJDvP6UtvzJm4sTCwhvlVF3I27t9vbrwcwu0qIjMb0b7hRSlj7fVWEc=s141)

Tahap kedua dalam Western Blotting yaitu pemindahan protein dari gel poliakrilamidmenuju gel transfer. Tahap pemindahan tersebut menggunakan arus listrik sebagai faktorpendorong transfer protein. Oleh karena itu, proses pemindahan tersebut disebut jugaelektrotransfer. Elektrotransfer dapat dilakukan dengan dua metode, yaitu:

1. Blotting semikeringBlotting semikering menggunakan kertas saring yang telah dibasahi dengan buffer transfer.Kertas saring tersebut diletakkan di antara gel poliakrilamid dan gel transfer. Transfer seperti inidapat dilakukan selama 10-30 menit dengan arus lstrik tertentu.

2. Blotting basahBlotting basah tidak menggunakan kertas saring diantara gel poliakrilamid dan gel transfer,tetapi kedua gel tersebut diimpitkan dan direndam dalam buffer transfer. Susunan lapisan-lapisan pada blotting basah diperlihatkan pada Gambar 4. Transfer dengan blotting basah dapatdilakukan 45 menit hingga 1 malam. Metode blotting basah lebih umum digunakan karenafleksibilitas metode tersebut yang lebih baik.

Page 8: LTM 2 Biologi Molekular Analisis (Deteksi) Protein

7/21/2019 LTM 2 Biologi Molekular Analisis (Deteksi) Protein

http://slidepdf.com/reader/full/ltm-2-biologi-molekular-analisis-deteksi-protein 8/14

 

Departemen Teknik Kimia, Universitas Indonesia | LTM 2 Biologi Molekular  8

Gambar 7. Pemindahan Protein dari Gel Poliakrilamid ke Gel Transfer.(https://belajarbiokimia.files.wordpress.com/2014/02/gambar-1.jpg?w=630&h=380)

Gel transfer yang umum digunakan pada Western Blotting ada dua, yaitu nitroselulosadan nilon. Pada sebagian besar aplikasi, nitroselulosa lebih umum digunakan karena relatiftidak mahal dan bloking mudah dan cepat dilakukan. Nilon juga digunakan terutama padabeberapa keadaan khusus. Pertama, kapasitas pengikatan dengan protein yang dibutuhkan

 jauh lebih besar dari kapasitas pengikatan nitroselulosa dan protein. Kedua, protein terikatsangat lemah pada nitroselulosa. Ketiga, adanya kebutuhan resistensi terhadap tekananmekanik (Bollag et al., 1996).

Gambar 8. Lapisan Gel.

(http://www.abcam.com/ps/CMS/Images/western%20blot%20transfer.jpg) 

Transfer protein dari gel poliakrilamid menuju gel transfer merupakan tahap yang sangatpenting. Oleh karena itu, ada beberapa faktor yang harus diperhatikan dalam proses transfer

protein tersebut.  Arus listrik yang digunakan harus diperhatikan karena arus yang terlalu tinggi dapat

menghasilkan panas selama transfer yang dapat menimbulkan masalah.  Kekuatan ion yang rendah buffer transfer yang rendah dapat digunakan pada tegangan

listrik yang tinggi tanpa perlu dikhawatirkan menghasilkan panas yang tinggi.  Salah satu arus listrik yang dapat digunakan adalah 200 mA selama 2 jam.  Untuk transfer protein dengan ukuran molekul besar, penggunaan gel dengan

konsentrasi poliakrilamid yang rendah.

Page 9: LTM 2 Biologi Molekular Analisis (Deteksi) Protein

7/21/2019 LTM 2 Biologi Molekular Analisis (Deteksi) Protein

http://slidepdf.com/reader/full/ltm-2-biologi-molekular-analisis-deteksi-protein 9/14

 

Departemen Teknik Kimia, Universitas Indonesia | LTM 2 Biologi Molekular  9

Tahap ketiga merupakan deteksi protein yang telah dipindahkan ke membran transfer.Deteksi protein tersebut memanfaatkan interaksi antara antigen dan antibodi yang bersifatspesifik. Variasi metode-metode tersebut terutama terletak pada penggunaan antibodi primerdan sekunder, serta penggunaan molekul penanda. Berdasarkan penggunaan antibodi primerdan antibodi sekunder, ada dua metode deteksi, yaitu: metode langsung dan metode tidak

langsung. Metode langsung menggunakan antibodi primer yang telah terkonjugasi denganmolekul marker. Metode tidak langsung menggunakan antibodi primer dan antibodi sekunder.

 Antibodi primer berfunsi mengikat protein target, sedangkan antibodi sekunder berfungsimengikat antibodi primer dan terkonjugasi dengan molekul penanda. Molekul penanda yangdigunakan juga bervariasi. Molekul penanda yang umum digunakan diantaranya adalah enzimalkalin fosfatase (AP), enzim horsedish peroksidase (HRP), immunogold, dan 125I. Masing-masing molekul penanda tersebut memiliki kelebihan dan kekurangan. Molekul penandaimmunogold memiliki sensitifitas paling tinggi, yaitu immunogold (1-25 pg). HRP, AP dan 125Imemiliki sensitivitas relatif rendah yaitu 10-20 pg, 10-50 pg, dan 50-100 pg.

E. Uji Urutan Asam Amino dengan Metode Sekuensing

Sekuensing protein adalah penentuan urutan asam amino pada suatu protein ataupeptida (oligopeptida maupun polipeptida). Metode untuk sekuensing protein umumnyamelibatkan pemutusan ikatan yang diikuti dengan identifikasi asam amino.

Pada metode degradasi Edman, residu padaujung-N (ujung amino) protein dipotong satu per satudengan reaksi kimia. Setelah setiap pemotongan,residu asam amino yang telah dipotong tersebut dapatdiidentifikasi menggunakan kromatografi. Prosedur

tersebut diulangi untuk setiap residu asam amino.Kelemahan metode ini adalah bahwa polipeptida yangdi-sekuensing tidak dapat lebih panjang dari 50 –60residu (dapat disiasati dengan memotong-motongpolipeptida berukuran besar menjadi peptida-peptidaberukuran lebih kecil sebelum dilakukan reaksi).

Metode sekuensing protein yang lainmemanfaatkan spektrometri massa yang mampumengukur massa peptida dengan tepat. Protein yanghendak di-sekuensing dipotong-potong secaraenzimatik maupun kimia menjadi peptida-peptida yang

kemudian dianalisis menggunakan spektrometrimassa. Dalam proses spektrometri massa, peptida-peptida tersebut dipecah secara ionisasi, misalnyadengan bantuan laser pada metode matrix-assistedlaser desorption ionization-time-of-flight spectrometry  (MALDI-TOF), kemudian ion-ion residu yang dihasilkan

ditentukan massanya. Pada metode peptide mass fingerprinting  (penyidikjarian massa peptida),data massa fragmen-fragmen peptida tersebut dianalisis secara bioinformatika dengan rujukanbasis data besar asam nukleat untuk menentukan sekuens protein asalnya (secara statistika

Gambar 9. Reaksi Degradasi Edman

(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/id/thumb/e/ed/Edman.jpg/300px-Edman.jpg)

Page 10: LTM 2 Biologi Molekular Analisis (Deteksi) Protein

7/21/2019 LTM 2 Biologi Molekular Analisis (Deteksi) Protein

http://slidepdf.com/reader/full/ltm-2-biologi-molekular-analisis-deteksi-protein 10/14

 

Departemen Teknik Kimia, Universitas Indonesia | LTM 2 Biologi Molekular  10

berdasarkan data asam nukleat pada basis data tersebut). Selain itu, sekuens protein jugadapat ditentukan langsung dengan spektrometri massa pada metode tandem massspectrometry .

Jika gen penyandi suatu protein dapat diidentifikasi, saat ini jauh lebih mudahmelakukan sekuensing DNA dari gen tersebut dan menentukan sekuens proteinnya dari

sekuens DNA itu dibandingkan dengan harus melakukan sekuensing terhadap protein itusendiri. Sebaliknya, penentuan sebagian sekuens asam amino suatu protein (biasanya darisalah satu ujung rantai proteinnya) dapat memungkinkan identifikasi klon pembawa gentersebut.

Informasi-informasi biologis metode ini akan disimpan dalam basis data. Ada dua jenisbasis data sekuens biologi, yaitu:

1. Basis Data Primer: Menyimpan sekuens primer asam nukleat maupun protein2. Basis Data Sekunder: Menyimpan motif sekuens protein3. Basis Data Stuktur: Menyimpan data struktur protein maupun asam nukleat.

Sekuens-sekuens tersebut dapat disusun secara sejajar, dengan jumlahnya bisa duaatau lebih. Proses penyusunan/pengaturan dua atau lebih sekuens-sekuens tersebut membuatsekuens menjadi tampak lebih nyata dan mudah terlihat. Hasilnya disebut sebagai sequencealignment  atau alignment .

Fungsi Sequence alignment  ialah :

1. Memberikan hipotesis atas proses evolusi yang terjadi dalam sekuens-sekuens tersebut2. Mencari sekuens yang mirip atau sama dalam basis data sekuens.

Baris sekuens dalam suatu alignment  diberi sisipan tanda " –" sedemikian rupa sehinggakolom-kolomnya memuat karakter yang identik atau sama di antara sekuens-sekuens tersebut.Sedangkan tanda "|" menunjukkan kecocokan atau match  di antara kedua sekuens.

Ketidakcocokan (mismatch) dalam alignment  diasosiasikan dengan proses mutasi, sedangkankesenjangan (gap, tanda " –") diasosiasikan dengan proses insersi atau delesi.

Dibawah ini adalah contoh hasil gambar alignment , yang dalam contoh ini menggunakanDNA, dari dua sekuens pendek DNA yang berbeda, "ccatcaac" dan "caatgggcaac” : 

Gambar 11. Alignment DNA dari dua sekuens yang berbeda.(https://lh5.ggpht.com/JLl5QBfT0n7HkJaF92Y_sl4lqgXhtfVe7lY0Im-44I0Jfs_x-

WeK6t3tDlQZw3Wkpw3wVQ=s170) 

Page 11: LTM 2 Biologi Molekular Analisis (Deteksi) Protein

7/21/2019 LTM 2 Biologi Molekular Analisis (Deteksi) Protein

http://slidepdf.com/reader/full/ltm-2-biologi-molekular-analisis-deteksi-protein 11/14

 

Departemen Teknik Kimia, Universitas Indonesia | LTM 2 Biologi Molekular  11

F. Uji Kelarutan

Uji kelarutan ini memiliki tujuan untuk menentukan tingkat kelarutan asam amino. Asamamino yang dapat digunakan pada percobaan adalah glisin, tirosin, sistein, dan asam glutamat.Karena kelarutan suatu zat akan bergantung terhadap kelarutan pH, maka uji kelarutan dapatdilakukan dengan menentukan sifat asam/basa yang dikandung larutan tersebut.

Langkah-langkah uji kelarutan adalah :

•  Memasukkan sedikit sampel asam amino, kemudian dipanaskan

•  Memasukkan kertas lakmus ke dalam larutan tersebut untuk menentukan sifatasam/basa asam amino

•  Melakukan hal serupa dengan larutan HCl dan NaOH sebagai pembanding

Gambar 11. Uji Kelarutan(https://lh5.ggpht.com/ucKPqiXGhCFH7NbTg5czRk3n2GBN1PJUl0tAqFf8u5qp_ki3F4oyIIwY9dzCn4sjlWsx_Jo

=s118)

G. Metode Deteksi Lainnya

Selain metode-metode yang telah dibahas tadi, ada juga beberapa metode untukdeteksi protein dan analisis kualitatif protein dengan fungsi yang berbeda-beda. Metode-metodetersebut adalah :

1. Isothermal Titration Calorimetry

Fungsi :

  Mengukur sifat termodinamik interaksi antar makromolekul dalam larutan.

  Menentukan konstanta kesetimbangan, perbandingan mol reaksi dan entalphi ikatan.

Page 12: LTM 2 Biologi Molekular Analisis (Deteksi) Protein

7/21/2019 LTM 2 Biologi Molekular Analisis (Deteksi) Protein

http://slidepdf.com/reader/full/ltm-2-biologi-molekular-analisis-deteksi-protein 12/14

 

Departemen Teknik Kimia, Universitas Indonesia | LTM 2 Biologi Molekular  12

2. Dynamic Light Scattering

Fungsi :

  Mendeteksi sifat hidrodinamik makromolekul.

  Oligomerasi.

  Agregasi.

3. Surface Plasmon Resonance 

Fungsi :

  Memperlihatkan proses interaksi sebagai fungsi waktu antara ligand   diam padapermukaan sensor chip dan analit dalam larutan.

  Memberikan informasi specificity  tentang ikatan, kinetik dan afinitas.

Page 13: LTM 2 Biologi Molekular Analisis (Deteksi) Protein

7/21/2019 LTM 2 Biologi Molekular Analisis (Deteksi) Protein

http://slidepdf.com/reader/full/ltm-2-biologi-molekular-analisis-deteksi-protein 13/14

 

Departemen Teknik Kimia, Universitas Indonesia | LTM 2 Biologi Molekular  13

III. Summary

Dalam deteksi protein dikelompokkan menjadi dua analisis, yaitu analisis kuantitaif dananalisis kualitatif. Analisis kuatitatif bertujuan untuk menghasilkan perolehan data seperti massa

molekul relatif, konsentrasi protein dalam suatu sampel dan sejenisnya. Sedangkan analisiskualitatif bertujuan untuk menguji ada atau tidaknya protein dalam suatu sampel.Dalam analisis kualitatif pengujian dilakukan dengan menguji komposisi protein, reaksi

warna dan strukur protein. Komposisi protein di analisis dengan melakukan uji secara umum, ujiterhadap nitrogen organik dan uji terhadap sulfur. Sedangkan reaksi warna terdapat banyakreaksi yang dapat digunakan diantaranya adalah ehrilch, millon, sulfur, nihidrin, xantoprotein,lieberman, acree rosenheim, sakaguchi dan Hopkin’s Cole. Metode untuk menentukan strukturprotein yang umum digunakan adalah spekroskopi CD, spektroskopi NMR, kristalografi danmolecul modelling database  Prinsip metode lainnya seperti western blot   yaitu metode untukmengidentifikasi antibodi spesifik pada suatu protein dengan berat molekul tertentu yang telahdiseparasi. Terdapat pula metode sekuensing untuk menguji urutan asam amino, dan ujikelarutan untuk menentukan tingkat kelarutan asam amino.

Page 14: LTM 2 Biologi Molekular Analisis (Deteksi) Protein

7/21/2019 LTM 2 Biologi Molekular Analisis (Deteksi) Protein

http://slidepdf.com/reader/full/ltm-2-biologi-molekular-analisis-deteksi-protein 14/14

 

Departemen Teknik Kimia, Universitas Indonesia | LTM 2 Biologi Molekular  14

IV. Daftar Pustaka

Stansfield, William, Cano, Raúl, Colomé, Jaime. 2003. Schaum’s Easy Outlines: Molecular andCell Biology . New York: McGraw-Hill.

McGilvery, Goldstein. 1996. Biokimia: Suatu Pendekatan Fungsional . Surabaya: AirlanggaUniversity Press.

Yuwono, Triwibowo. 2005. Biologi Molekular . Jakarta: Erlangga.

Bollag, D.M., Rozycki, M. D., Edelstein, S. J.. 1996. Protein Method . New York: Wiley-Liss, Inc.

Fatchiyah, Arumingtyas, Laras Estri, Widyarti, Sri, dan Rahayu, Sri. 2011. Biologi Molekular:Prinsip Dasar Analisis. Jakarta: Erlangga.

Page, D.S.. 1997. Prinsip-prinsip Biokimia. Jakarta: Erlangga.

Sudarmaji, S, dkk. 1989. Analisa Bahan Makanan dan Pertanian. Yogyakarta: Penerbit Liberty.